一个导体球半径为R 带电为Q。求带电导体球的电场强度分布和电势分布。请帮忙给出正确答案和分析 谢谢!
一个导体球半径为R,带电为Q。求带电导体球的电场强度分布和电势分布。
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!
参考解答
正确答案:由导体的静电平衡条件可知对处于静电平衡状态的导体球电荷只均匀分布在球的表面。由于电场电荷分布具有球对称性因而产生的电场也具有球对称性。故可以任意长r为半径做一个同心球面即高斯面则通过所作球面的电通量为(1)在导体球内(r<R)球面包围的电荷为零。由高斯定理可得ψe=E.4πr2=0 (2)求解式(2)可得E内=0r<R在导体球外(r>R)球面包围的电荷为Q。由高斯定理可得
(3)求解式(3)可得
由电势的定义U=∫pp0E.dl=∫p∞E.dl可得导体球内任意一点(r<R)的电势为U=∫p∞E.dl=∫rRE内.dl+∫R∞E外.dl=
导体球外任意一点(r>R)的电势U=∫p∞E.dl =∫r∞E外.dl=
由导体的静电平衡条件可知,对处于静电平衡状态的导体球,电荷只均匀分布在球的表面。由于电场电荷分布具有球对称性,因而产生的电场也具有球对称性。故可以任意长r为半径做一个同心球面,即高斯面,则通过所作球面的电通量为(1)在导体球内(r<R),球面包围的电荷为零。由高斯定理可得ψe=E.4πr2=0(2)求解式(2)可得E内=0,r<R在导体球外(r>R),球面包围的电荷为Q。由高斯定理可得(3)求解式(3)可得由电势的定义U=∫pp0E.dl=∫p∞E.dl,可得导体球内任意一点(r<R)的电势为U=∫p∞E.dl=∫rRE内.dl+∫R∞E外.dl=导体球外任意一点(r>R)的电势U=∫p∞E.dl=∫r∞E外.dl=
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