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 求答案

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-20
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少?

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分和包围在封闭曲面内的总电量之间的关系。
通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的所有电荷量的代数和与电常数之比。应用学科:电力(一级学科);通论(二级学科)
矢量分析的重要定理之一。穿过一封闭曲面的电通量与封闭曲面所包围的电荷量成正比。换一种说法:电场强度在一封闭曲面上的面积分与封闭曲面所包围的电荷量成正比由于磁力线总是闭合曲线,因此任何一条进入一个闭合曲面的磁力线必定会从曲面内部出来,否则这条磁力线就不会闭合起来了。如果对于一个闭合曲面,定义向外为正法线的指向,则进入曲面的磁通量为负,出来的磁通量为正,那么就可以得到通过一个闭合曲面的总磁通量为0。这个规律类似于电场中的高斯定理,因此也称为高斯定理。

A、根据点电荷电场强度公式E=kQr2,且电荷只分布球的表面,对于图甲,虽表面积相同,但由于间距的不同,则上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为El>E2;因电荷Q在球心O处产生物的场强大小E0=kQ2R2,则E1>12E0=kQ4R2,故A正确.B、由A分析知,E2<12E0,故B错误.C、对于图乙,半球面分为表面积相等的左、右两部分,是由于左右两个半个球壳在同一点产生的场强大小相等,则根据电场的叠加可知:左侧部分在O点产生的场强与右侧电荷在O点产生的场强大小相等,即E3=E4 .由于方向不共线,由合成法则可知,E3>12E0,故C正确.D、由AC分析知,D错误.故选:AC

解题过程如下图:

扩展资料

电场中某点的场强方向规定为放在该点的正电荷受到的静电力方向。

对于真空中静止点电荷q所建立的电场,可以由库仑定律得出。

式中r是电荷q至观察点(或q')的距离;r是由q指向该观察点的单位矢量,它标明了E的方向

静电场或库仑电场是无旋场,可以引入标量电势φ,而电场强度矢量与电位标量间的关系为负梯度关系。



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^3
E 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*





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    答:解:以球心为原点建立球坐标系。设场点据原点的距离为r 1 对于球外的场点,即r>R时,可直接使用高斯定理求解。ES=P/ε ,其中S=4πr^2 整理得:E=P/4πεr^2 2 对于球内的点,即r<R时 带电球体的电荷体密度为 ρ=P/((4/3) πR^3)运用高斯定理得:ES=Q/ε,其中 Q=ρ((4...
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    答:ES=P/ε,其中S=4πr^2 整理得:E=P/4πεr^2,2对于球内的点,即r。在电场的同一点,电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是恒定的,跟试探电荷的电荷量无关。它只与产生电场的电荷及试探电荷在电场中的具体位置有关,因用这一比值来表示电场强度。均匀与非均匀:一对平行平板电极之间的...
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  • 一均匀带电球面半径为r,带有电量Q,求球面内外的场强分布
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  • 一半径为R 电量为Q的均匀带电球体 若球心处的电势为V 试求空间任意一点...
    答:对于球心电势是V 球内部r<=R r内电量q=r^3/R^3*Q v-U=∫edr=∫kq/r^2dr=∫kQr/R^3dr=kQ/2R^3*r^2 U=V-kQ/2R^3*r^2 UR=V-kQ/2/R 球外r>R UR-Ur=∫edr=∫kQ/r^2dr=kQ(1/R-1/r)Ur=UR-kQ(1/R-1/r)=V-kQ/2/R-kQ(1/R-1/r)=V-kQ(3/2/R-1/...
  • 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...
    答: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...
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  • 一半径为R,电荷量为Q的均匀带电球体,设无穷远处为电势零点。 试求...
    答:以球心为原点建立球坐标系.设场点据原点的距离为r;对于球外的场点,即r>R时,可直接使用高斯定理求解;ES=P/ε ,其中S=4πr^2 。整理得:E=P/4πεr^2;对于球内的点,即r。假设带电体的电荷体密度为ρ,计算电场强度,取球内球外两个高斯面S1S2,使用高斯定律。计算电势用电场强度对...