无限长直线在某点的电场强度, Z方向就算有分量也是可以分解到X,Y两个方向上的,第一，因为是无限长，所以，左右一样长，对称，所以相互抵消。实际上，如果对没有高数基础的学生，可以构造一个半圆来解释

电磁学教案中两个不明白的问题

作者: 田山东 (站内联系TA)    发布: 2013-07-16

1.求无限长直线在某点的电场强度，为什么说电场强度只分布在xy平面，而z平面没有分量呢？
2.静电平衡那部分。金属导体中，自由电子跟正电荷（金属原子）一起，不显电性，加入电场之后，电子要向一个边界移动，由于受到电场力，这时候会在边界积累电子，然后在另外一个边界出现正电荷，直到内部没有剩余电荷。
自由电子可以移动，正电荷（原子）怎么移动？原先正负电荷配对，所以金属导体并不显电性，现在负电荷移动了，正电荷没移动啊，为什么会在另一个边界出现正电荷而不是整个导体内部也有正电荷啊？金属原子会移动吗？
不解啊！！

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racoon01 (站内联系TA)

It is better for you to study some logic at first.

fyl7 (站内联系TA)

1.z分量应该是恒定的，换句话说在z方向存在平移不变性。
2.粗略地讲，微观下，原子作为整体，在电场下有电荷移位。中性时，正负电荷中心重合，在电场下，两个中心分开，于是形成电势差，所有原子的这种效应的累积就是宏观效应了。

bfamq (站内联系TA)

1、你所谓的Z方向，其实和X方向有什么却别吗？假如你的直导线与Y轴重合，那么XY平面和YZ平面无任何区别。直导线周围的电场分布绕自身轴是对称的。
2、自由电子在外场下脱离原子束缚，跑到一边去，那么留下来的自然表现为带正电荷啊，所谓的空穴。

负零度 (站内联系TA)

第一，因为是无限长，所以，左右一样长，对称，所以相互抵消。实际上，如果对没有高数基础的学生，可以构造一个半圆来解释。。
第二，电子可以移动，离子可以不移动，根据相对位移的效果，正电荷移动不移动效果是一样的。

877739751 (站内联系TA)

1.Z方向就算有分量也是可以分解到X,Y两个方向上的。
2.金属导体在无外电场时是电中性的，自由电子可以在整个金属导体内运动，即电子共有化。加了外电场以后，电子会沿着电场线方向运动，电子离开以后，原来的位置上剩下正离子。其实就是由于电子的运动，使一边带负电，而另一边由于缺少电子而带正电。金属中的原子不是静止的，而是在平衡位置附近振动的。但电场作用不足以改变原子的这种运动。即电场力不会影响到原子的运动。

uvwxmc (站内联系TA)

1，你似乎是问，无限长直线上均匀分布着线电荷的电场，如果不提电荷也不提均匀，一条直线为啥会产生电场？！如果是均匀线电荷，你随便选一点，你期待电场的z分量是正还是负？向上看和向下看都是一样的半无限长电荷分布，所以z分量就抵消了。如果是有限长直线，就只能在中垂面上抵消。（实际还有一个隐含理由，电场是随着距离衰减的。）
2，负电荷并不是无中生有的，也不是全部集中到表面的，所谓内部没有电荷的理解是错误的，内部处处都是连续分布的电荷，正电荷也就是原子核是点状均匀分布，负电荷是云状分布，‘<em>净</em>’电荷为零。所谓另外一边显示了正电荷，就是负电荷减少，‘净‘电荷为正电荷。就是原子核网格露出来了一些。

pippi6 (站内联系TA)

我也来试图回答你的问题。
第一个问题比较平凡，楼上几位说的不错，根据对称性，简单就可以得出结论。倒是第二个问题值得说两句。
首先说结论。假定导体宏观中性，那导体内部就没有净电荷.  这是因为要保证导体内部电流为零，那么必有电场恒为零，所以电荷密度为0。但是，导体外部有有限电场，所以在导体边界需要面电荷来维持导体内部的0电场。我想lz的问题是这面电荷是怎样形成的，光靠电子移动，原子核不动是否能够形成所需要的面电荷分布。答案是肯定的。因为积分面电荷是为零的。所以就可以看成是一部分电子移到了另一处。部分表面缺乏电子，净电荷为正；部分表面接受电子，净电荷为负。当然，有一种情况，即所有的电子都移向一段，尚不能平衡外电场，在这种情况，就无法形成导体内部的0电场。

hongliansong (站内联系TA)

第一，因为是无限长，所以，左右一样长，对称，所以相互抵消。
第二是一种等效的说法。

负零度 (站内联系TA)

第一道题目，在高中阶段，可以定量求解的。利用构造法，构造一个半径为点到直线的距离，圆弧角度为点到直线的端点的夹角，圆弧线密度等于原直线上的密度，将问题简化为一段圆弧，再具体可以求解任意长度的。