半径为r的均匀带电球体的电场强度

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问题描述:

半径为r的均匀带电球体产生的电场的电势分布规律

推荐答案

2023-10-23 21:28:11

用高斯定理做就可以。

球面的话r小于等于R时场为零,因为球面内部没有电荷分布,而球体的话如果是均匀带电球体内部是有场分布的。

研究均匀带点球体产生的电场强度,需要考虑球体外电场及球体内电场两种情况.

设球体半径为R,带电量为q,电场中任意一点到球心的距离为r.

外电场强度相当于球心点电荷形成的电场强度,就是E=q/(4πεr²),r≥R,是关于r的二次反比函数;

内电场强度比较复杂,同样是关于r的函数,电场强度为E=qr(4πεR³),r此函数在定义域(0,+∞)上连续,在r=R处不可导

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2023-10-23 21:28:11

E=q/(4πεr²),r≥R。

在距离球心r处做高斯球面,球面上的电通量为(4/3πr³×δ)/ε,因为场强均匀分布,所以场强的大小直接再除以面积4πr²即可。

需要分别求出球内外电势分布,第一种先求出场强分布,根据dU=Edr,积分求电势。第二种根据电势叠加原理,如果是球外,直接看做球心处的点电荷,如果是球内,需要将球分成两部分,内部的一部分产生的电势解法同上,外部的则需积分。

其他答案

2023-10-23 21:28:11

均匀带电球体处于静电平衡时球体内部场强处处为零。在球体外部须用试探电荷在某点受力F跟试探电荷的电荷量q的比值确定大小,原则上说球外场强没有相同的点,但在球与带电球同心的各球上,同一球面上各点场强大小相等,且越远离球心场强越小。

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