2013-10-06 设有一均匀带电球体,电荷体密度为ρ,球半径为R 2 2020-04-13 半径为R的均匀带电球体内的电荷体密度为ρ,若在球体内挖出一块... 17 2016-07-16 有一半径为R,带电体密度为P的均匀带电球体。
首先电势的分布是球对称的,即对同一r,电势相等。当rR时,电势等于所有电荷集中在球心时的电势;当rR时,球内场强为0,故等于R处电势。
所以可以用点电荷代替此球面,所以球面外距球心的距离为r处的电场强度为E=kQ/r=4kπRσ/r,电势为φ=4kπRσ/r,在球面内部,可以用微元法求出球面内部任一点的电场强度为0,所以电势与球面的电势相同为φ′=4kπσ。
设内球壳带点Q,由高斯定理得: E=Q/(4πε0εrR^2);对上式两边对R从R1积到R2,得电势: U12=Q/(4πε0εrR1^2)-Q/(4πε0εrR2^2);解出Q即可。
高斯定理是电磁学中的一个重要定理,它表明穿过闭合曲面的电通量等于该曲面内包围的电荷量除以电常数。对于内球壳的电势求解,我们可以利用高斯定理结合电势的叠加原理和对称性进行分析。假设有一个带电的球壳,其内部为空腔,且球壳上均匀分布着电荷。
以球壳中心为球心建立高斯面,由高斯定理,∮EdS=q/ε0,当半径rR0时,高斯面内没有电荷,所以E=0,当r=R0时,高斯面内包含电荷q,所以电E≠0,得到E=q/(4πε0r^2)对电场E积分得到电势,当半径r=R0时,φ=q/(4πε0R0),当r=R0时,φ=q/(4πε0r)。
在球外某一点P处,球心O为原点,球的半径为R,球带电总量为q,则该点P的电势为:V=kq/r。其中,r是点P到球心的距离,k为电势常数。在球体内任意一点P处,由于球体内部各点的电势相等,因此可以将球体内部的电荷看作一个等势体。根据高斯定理可知,球体内任意一点的电场强度为零。
第二张图片是,两个均匀带电同心球壳的电场分布跟电势分布的计算;第三张图片是,一个均匀带电的实心球体的电场分布跟电势分布的计算。计算的方法都是:A、运用高斯定理,算出电场强度分布;然后,B、运用定积分算出电势分布。具体计算过程如下,若点击放大,图片更加清晰。
带电量为Q,半径为R。均匀带电球面内外场强及电势分布,内部场强E=0 球外部,等效成球心处一点电荷 E=KQ/r^2 rR,电势相等球外部,等效成球心处一点电荷Φ=KQ/r。如果是均匀带电球体结果与球壳相同。
E=q/(4πεr),r≥baiR。在距离球心r处做高斯球面,球面上的电通量为(4/3πr×δ)/ε,因为场强均匀分布,所以场强的大小直接再除以面积4πr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。
带电量为Q,半径为R。均匀带电球面内外场强及电势分布 内部 场强E=0 球外部等效成球心处一点电荷 E=KQ/r^2 rR 电势相等,球外部等效成球心处一点电荷Φ=KQ/r,如果是均匀带电球体,结果与球壳相同。
因为场强均匀分布,所以场强的大小直接再除以面积4πr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。
均匀带电球体的电势分布:均匀带电球壳(带电总量为Q)球心,距离为r处电势为kQ/r(对于球壳的情况,仅在外部适用)(球壳内部电势为kQ/R,R是球的半径)。
以球壳中心为球心建立高斯面,由高斯定理,∮EdS=q/ε0,当半径rR0时,高斯面内没有电荷,所以E=0,当r=R0时,高斯面内包含电荷q,所以电E≠0,得到E=q/(4πε0r^2)对电场E积分得到电势,当半径r=R0时,φ=q/(4πε0R0),当r=R0时,φ=q/(4πε0r)。
第一张图片是,一个均匀带电球壳的电场分布跟电势分布的计算;第二张图片是,两个均匀带电同心球壳的电场分布跟电势分布的计算;第三张图片是,一个均匀带电的实心球体的电场分布跟电势分布的计算。计算的方法都是:A、运用高斯定理,算出电场强度分布;然后,B、运用定积分算出电势分布。
带电量为Q,半径为R。均匀带电球面内外场强及电势分布 内部 场强E=0 球外部等效成球心处一点电荷 E=KQ/r^2 rR 电势相等,球外部等效成球心处一点电荷Φ=KQ/r,如果是均匀带电球体,结果与球壳相同。
首先电势的分布是球对称的,即对同一r,电势相等。当rR时,电势等于所有电荷集中在球心时的电势;当rR时,球内场强为0,故等于R处电势。
空腔内部场强为0是静电平衡,是外部电荷激发的电场,所以球壳内部合场强为0.。这道题点电荷在球壳内部,那内部的场强当然不为0。
在壳内空间带电体的电量给定的情况下,虽然壳内电荷在壳外空间 ,通过在壳外壁感应出等量电荷间接引起电场。所谓间接引起电场并不是说q本身不在壳外激发电场,而是指q以及由它在壳内壁感应的等量负电荷在壳外空间激发的合场强为零。
接地前,导体内部是静电平衡状态,但导体整体带1正电荷,那么导体表面是有电场的,且电场线向外,接地后,由于电场力作用导体的电荷流向地面(实际上是电子的反向流动),从而使导体的电势变为与地面一致(零势)。零势只是个参考点电势,这里无论是否把地面设为零势,只要没其他电场的作用结果都一样。
本题答案:kq/b,也就是楼主的第二个答案。本题的解答方法,是运用高斯定理,求出电场强度的分布;然后,运用积分,求出电势分布。具体解答如下,若看不清楚,请点击放大,图片更加清晰。
导体球壳内部存在电场。而且电场的情况跟没有导体球壳只有那个点电荷时候的情况一样,因为电场分布与只有单个点电荷时一样,所以电势分布也一样。因为感应起电的缘故,导体内部的实际电场为零,故,导体球壳是一个等势体。计算球壳腔内电势时,令r等于导体球壳的内半径,得到的就是导体球壳的电势。
因为导体“内部”电势必然处处为零,所以导体的外表面带的电荷必须与外表面以内的部分的总电荷符号相反。这样的电荷分布,必然导致电场线穿过导体“内部”,使导体“内部”电场强度不为零。出现了矛盾,假设不成立。
1、计算均匀带电球壳内部电势公式:φA=Ep/q。计算均匀带电球壳内部电势公式:φA=Ep/q。静电场的标势称为电势,或称为静电势。
2、均匀带电球壳内部电势的计算公式为:φA = Ep/q 公式解读:φA:表示某点的电势。Ep:表示该点电荷的电势能。q:表示该点电荷的电荷量。生活化理解:想象一下,电势就像是电场的“高度”,而电荷就像是“小球”。
3、公式:ε=qφ(其中ε为电势能,q为电荷量,φ为电势),即φ=ε/q。