真空中放置一均匀带电球体,半径为r,带电量为q,求整个空间中电场强度分布?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-02
放于真空中半径为R,带电量为q的均匀带电球体,求球内外各点电势分布

当半径r<R时,球内所含电量为qr³/R³
一个均匀带电的球壳,带电量为q,则对壳外部产生的场强为E=q/(4πεr²),内部场强为零。
则以上均匀带电的球内半径为r处,电场强度为E=(qr³/R³)/(4πεr²)=(qr)/(4πεR³)
则放于真空中半径为R,带电量为q的均匀带电球体,球外电势分布为:
当r>R时:U=q/(4πεr)
球内电势分布为,当r<=R时:
U=q/(4πεr)+∫(r->R)(qr)/(4πεR³)dr=q/(4πεr)+q/(8πεR)-qr²/(8πεR³)
电势是描述静电场的一种标量场。静电场的基本性质是它对放于其中的电荷有作用力,因此在静电场中移动电荷,静电场力要做功。但静电场中沿任意路径移动电荷一周回到原来的位置,电场力所做的功恒为零,即静电场力做功与路径无关,或静电场强的环路积分恒为零。
静电场的这一性质称为静电场的环路定理。根据静电场的这一性质可引入电势来描述电场,就好像在重力场中重力做功与路径无关,可引入重力势描述重力场一样。
扩展资料电势的特点是:不管是正电荷的电场线还是负电荷的电场线,只要顺着电场线的方向总是电势减小的方向,逆着电场线总是电势增大的方向。
正电荷电场中各点电势为正,远离正电荷,电势降低。
负电荷电场中各点电势为负,远离负电荷,电势增高。
物理意义:
(1)由电场中某点位置决定,反映电场能的性质。
(2)与检验电荷电量、电性无关。
(3)表示将1C正电荷移到参考点电场力做的功。

电场强度:E=KQ/R*2

电势得分是正电荷,负电荷,正电到无穷远电势逐渐降低,负电则升高!@

由高斯定理,以球心为中心,做个半径小于R的球面作为高斯面,因为高斯面内的净电荷为零,所以球面内的场强处处为零。

同理,以球心为中心,做个半径大于R的球面作为高斯面,高斯面内的净电荷为Q,球面外场强为E=Q/4πεr^2 ,r>R

即球面外的电场,等价于电荷量为Q的一个点电荷位于球心产生的电场。

  • 真空中有一均匀带电薄球壳,其上总带电量为 q,半径为r,球心处为一点电 ...
    答:根据高斯定理(电通量φ=E*s=4πkQ)可知,P点所在以球壳球心为球心的球上各处电场相等,带电球壳对P点产生的电场等于球壳球心对其产生的电场,再由高斯定理推出E=kQ/r^2,电势U=kQ/r.当r<R时,因为球内各处场强相等都为零,且电场是电势的一阶导数,所以电势为U=kQ/R。
  • 真空中一个半径为R的均匀带电球体,所带电荷量为q,求距球心O的距离为r...
    答:根据高斯定律可以得到E,根据 U和E的积分关系求解U.具体见图:
  • 真空中一半径为r的均匀带电球面,总电量为q。今在球面上挖去非常小块的...
    答:当没有挖去小块的面积S时,球心处的电场强度为0(这一点可以用微元法证明), 现挖去小块的面积S(可视为点电荷),挖去的电荷量为QS/(4πR²), 在球心处产生的电场强度为kQS/(4πR^4), 所以此时球心处产生的电场强度为kQS/(4πR^4),方向...
  • 真空中半径为R,电量为Q的均匀带电球体的电场和电势的分布
    答:E=q/(4πεr²),r≥baiR。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...
  • 真空中有一半径为R,体电荷密度为的均匀带电球体.
    答:用高斯定律计算,在球内外取高斯面,可得求内外电场强度。球面电势就等于从球面到无穷远处,用电场强度对路径积分。具体计算如图。
  • 真空中有一半径为R,体电荷密度为 的均匀带电球体.求:
    答:真空中有一半径为R,体电荷密度为 的均匀带电球体.求: 20  我来答 你的回答被采纳后将获得: 系统奖励15(财富值+成长值)+难题奖励10(财富值+成长值)+提问者悬赏20(财富值+成长值)1个回答 #热议# 职场上受委屈要不要为自己解释?Zian_Lu 2015-11-03 · TA获得超过397个赞 知道小有建树答主 ...
  • 已知真空中一均匀带电球面的半径R电量Q求产生的电场分布和电实势分布...
    答:再用电场能量W=1/2(#*E*E)dV的积分,#是真空介电常量。如果不算想想,从电势的角度说,球壳球体外部电势都等,球壳内部为等势体,球体内部不等势而且大于外部电势。从电场的角度说,球壳球体外部电场都等,球壳内部为零,球体内部有电场。所以无论用电势还是电场积分,球体都会更大,前提是半径...
  • 有一均匀带电球体,半径为R,带电量q。求球体内外的场强大小和方向是多...
    答:无论是球体内还是外,电场强度都是球对称的,取高斯面为半径为r的球面。设r<R,此时高斯面包围的电荷为:3q/4πR^3 * 4πr^3/3=qr^3/R^3E 4πr=qr^3/R^3*真空介电常数 即可得到球体内的场强E=qr^2/4πR^3 高斯定理,静电场的基本方程之一,它给出了电场强度在任意封闭曲面上的面积...
  • 真空中一半径为R的球面均匀带电Q
    答:根据高斯定理,可得出电场分布 E= q/4πεr² (r<R)(q+Q)/4πεr² (r>R)U=∫ (q/4πεr²)dr+ ∫ [﹙q+Q)/4πεr²]dr (两个积分区间分别为r—R和R—∞)最后即可求出U=1/4πε(q/r+Q/R)...
  • 电荷Q在真空中均匀分布在一个半径为R的球体内,求电场能量。
    答:再用电场能量W=1/2(#*E*E)dV的积分,dV是球壳微元,都是数学上的,没什么可说的。#是真空介电常量,不会打。懂吗?这是常规的办法,书上都有公式,不过我也忘得差不多了。如果这是中学的题目,那可能有巧招,不知道。楼上的仁兄,不是等势吧?题中电荷是均匀分布的,法拉力笼子是形成...