一个内半径为R1 外半径为R2的厚球壳均匀带电 体电荷密度为ρ。求球壳内 外电场强度的分布。请帮忙给
一个内半径为R1、外半径为R2的厚球壳均匀带电,体电荷密度为ρ。求球壳内、外电场强度的分布。
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!
参考解答
正确答案:由球壳带电的球对称性可知电场分布也具有球对称性。即到球心距离为r的球面上电场强度大小处处相等方向处处垂直球面(沿半径方向)。于是以任意长r为半径做一个同心球面为高斯面。则通过该高斯面的电通量为(1)当场点在球壳外(r>R2)时高斯面内包围的电荷为整个球壳带的电荷即ρv=ρ.4π(R23-R13)/3。由高斯定理和式(1)可得
(2)求解式(2)得到球壳外场点的电场强度为
当场点P在球壳里(R1<r<R2)时高斯面包围的电量为ρv=ρ.4π(r3-R13)/3。由高斯定理和式(1)可得
(3)求解式(3)得到球壳里场点的电场强度为
当场点P在球壳内(r<R1)时高斯面包围的电量为0。由高斯定理和式(1)可得ψe=E.4πr2=0 (4)求解式(4)得到球壳内场点的电场强度为 E=0综上可得均匀带电厚球壳内、外的电场强度为
由球壳带电的球对称性可知,电场分布也具有球对称性。即到球心距离为r的球面上电场强度大小处处相等,方向处处垂直球面(沿半径方向)。于是以任意长r为半径做一个同心球面为高斯面。则通过该高斯面的电通量为(1)当场点在球壳外(r>R2)时,高斯面内包围的电荷为整个球壳带的电荷,即ρv=ρ.4π(R23-R13)/3。由高斯定理和式(1)可得(2)求解式(2)得到球壳外场点的电场强度为当场点P在球壳里(R1<r<R2)时,高斯面包围的电量为ρv=ρ.4π(r3-R13)/3。由高斯定理和式(1)可得(3)求解式(3)得到球壳里场点的电场强度为当场点P在球壳内(r<R1)时,高斯面包围的电量为0。由高斯定理和式(1)可得ψe=E.4πr2=0(4)求解式(4)得到球壳内场点的电场强度为E=0综上可得,均匀带电厚球壳内、外的电场强度为
相似问题
半径为R的无限长直圆筒面上均匀带电 沿轴线单位长度上的电量为λ.求场强分布.请帮忙给出正确答案和分析
半径为R的无限长直圆筒面上均匀带电,沿轴线单位长度上的电量为λ.求场强分布.请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!
相距为d=0.4m的两根平行长直导线1 2放在真空中 每根导线载有电流I1=I2=10A 如图17-
相距为d=0 4m的两根平行长直导线1、2放在真空中,每根导线载有电流I1=I2=10A,如图17-3所示,求:(1)两导线所在平面内与该两导线等距的一点A处的磁感应
一根同轴电缆 尺寸如图17-8所示。两导体中的电流均为I 但流向相反。试计算以下各点磁感应强度的大小
一根同轴电缆,尺寸如图17-8所示。两导体中的电流均为I,但流向相反。试计算以下各点磁感应强度的大小: (1)r<R1; (2)R1<r<R2; (3)R2<r<
一个金属球 带有电荷1.2×10-8C。已知当电场强度的大小为3×106V.m-1时 空气将被击穿.
一个金属球,带有电荷1.2×10-8C。已知当电场强度的大小为3×106V m-1时,空气将被击穿.若要空气不被击穿,则金属球的半径至少大于( ).(k=9×109N m2
如图14-5所示 ΔABC是边长为l的等边三角形。一个点电荷位于顶点A;一线电荷密度为λ的无限长均匀
如图14-5所示,ΔABC是边长为l的等边三角形。一个点电荷位于顶点A;一线电荷密度为λ的无限长均匀带电直线垂直纸面通过点B。若点C处的电场强度方向垂直于
