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高斯定理解题:假设半径为R的球面上电荷均匀分布,电荷面密度为σ,试求:1.球面内外的电场分布.

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/29 18:53:14
高斯定理解题:假设半径为R的球面上电荷均匀分布,电荷面密度为σ,试求:1.球面内外的电场分布.
假设半径为R的球面上电荷均匀分布,电荷面密度为σ,试求:1.球面内外的电场分布.2.球面内外的电势分布.
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在球面外部,此球面的电场线分布与带电量为Q=4πR²σ的点电荷电场线分布相同,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/r²=4kπR²σ/r²,电势为φ=4kπR²σ/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.关于微元法,如图,其中θ角非常小,所以(S1)/(S2)=(r1)²/(r2)²E1=k(Q1)/(r1)=kσ(S1)/(r1)²E2=k(Q2/(r2)=kσ(S2/(r2)²E1=E2,方向相反