求半径为r的均匀带电球体的电场强度.
(1)球壳,均匀带电,在球的内部产生的电场强度为零;
(2)球体,均匀带电,在球的内部产生的电场强度不为零,是离开原点距离r的正比例函数。在球表面达到最大值。
希望对你能够有帮助,如果不明白可以hi我。
设有一半径为r均匀带电为q的球体求球体内外任意一点的电场强度
一种方法,你可以用高斯定理分析,内部电荷为0,电场线通量为0,电场强度为0在内部各个地方一样。
另一种方法,利用对称的方法进行分析,以任意位置为研究点A。在面上任意位置取微元面。
研究某个截面上,就是圆环。
连接微元面与这个点,形成三角圆锥形。反向延长,就可以在另一个球面上找到一个微元面。如图
可以证明,这两个微元弧对A点的场强为0。
因为距离分别是r1,r2
电荷量分别是QS1/(4πR^2),QS2/(4πR^2)。其中Q是导体带电总量,R是球的半径。
根据电场公式E=kq/r^2,对A点电场分别为E1,E2
E1:E2=(q1/r1^2):(q2/r2^2)=(q1r2^2)/(q2r1^2)=(S1r2^2)/(S2r1^2)
S1和S2的半径比=r1:r2,因此,面积比S1:S2=r1^2:r2^2
E1:E2=1。二者等大,反向。合场强为0
证毕
带q电荷的球内部的场强如何计算(高斯定理 )
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。
在一般情况下可由三个公式计算电场强度,但在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的电场强度时,计算公式无法直接应用,如果转换思维角度,灵活运用叠加法、对称法、补偿法、微元法、等效法等巧妙方法,可以化难为易。
扩展资料:
注意事项:
1、E=F/q,电场强度定义式,电场强度的定义:放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值,其大小用E表示,E=F/q。
2、E=kQ/r^2,点电荷的电场强度,只适用于点电荷场强的计算。k为静电力常量,Q为场源电荷电荷量,r是离场源电荷的距离。点电荷在某点产生的场强与场源电荷成正比,与离场源电荷的距离的平方成反比。
3、E=U/d,匀强电场的电场强度与电压的关系。U为匀强电场中两点间的电势差,d为这两点间沿场强方向的距离。此公式也可以用于非匀强电场中某些量的定性判断。
参考资料来源:百度百科-电场强度
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?
高斯定理:通过任何一个闭合曲面的电通量,等于这个曲面所包围的净电荷与真空中的介电常数的比值,即∮E·dS=Q/ε0
对于电荷的分布有对称性的情形,如果选择恰当的高斯面,用高斯定理求电场常常比较方便。
对于带电导体球(或球壳)产生的电场的场强分布,可以用高斯定理轻易得出(假设球的半径为R,带电量为q):
(1)在导体球内部,那么由于电荷分布在外表面上,在导体内部没有净电荷,对任意一个与导体球同心的球面,有∮E·dS=0,所以各处场强为0
(2)在导体球外部,半径为r的任意一个球面,有∮E·dS=q/ε0,即E·4πr^2=q/ε0,可得E=q/(4πr^2ε0)
对均匀带电的无限大导体板,无限长的带电圆柱,都可以通过选择恰当的高斯面,求出其空间的电场分布,方法与上面极其类似。
对于均匀带电的绝缘球,场强分布计算方法也与上面相似,很明显这种情况下内部的场强不再为零。
对于内部有电荷的空心导体球壳,内外表面都会感应出电荷来,用高斯定理可以很容易知道内外表面感应出来的电荷与放在内部空腔中的电荷数值相同,因为,可以选择球壳金属里面的一个球面为高斯面(介于金属球壳内外表面之间),由于金属导体中的场强处处为0,故由∮E·dS=q/ε0可知,这个球面内的总电荷q为0,感应电荷与原来空腔中放的电荷数值相等,符号相反。
带电球体的场强、电势分布是怎样的(球面内、球面上、球面外)?谢谢!
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
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
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。
场强
r
这是因为导体内部没有电荷,根据高斯定理,可以知道没有电场。
r>=r时,根据高斯定理,电场强度为q/(4πεrr)
图像就是中心发散(像太阳发出万丈光芒,呵呵)
电势
若以无穷远处为电势为0
r
r>r时,电势为q/4πεr
等势线就是同心圆
高斯定理:电场强度对任意封闭曲面的通量正比于该封闭曲面内电荷的代数和
真空中有一半径为R的均匀带电球体,带电量为+q,试求球内外的电场分布
电荷量为+q的均匀带电球面,以球心为坐标原点,沿半径方向建立x轴,理论分析表明,x轴上各点的场强度x变化关系关系如图乙。根据静电平衡可知,球内部的电场强度处处为零,即E=0(0<x<R),而球外部电场强度公式E=kq\/x²(x>R)。球面内外电场强度的分布如上图所示。
半径为r的均匀带电圆环.. 其电荷量为+q,求在其轴线上距环心O距离为x...
将带点圆环平均分割为无数个小点电荷:点电荷电量:ΔQ,在P点产生的场强ΔE=kΔQ\/r^2=kΔQ\/(R^2+x^2)(R为圆环半径) 由于圆环的对称性,垂直于轴线的场强分量互相抵消,只留下了沿轴线方向的场强分量 故:E=N×ΔE[x\/√(x^2+R^2)]=kQx\/(R^2+x^2)^(3\/2)
一半径为R的均匀带电球面,所带电量为q,则球面外距球心为r的点的场强...
球面外的场强分布,相当于将这个半径为R的均匀带电球面上的电荷全部集中在球心,而形成的点电荷的场强分布(这种等价只适用于球面外的空间),所以公式为E=kq\/r^2.球面内无场强,故电势与球面的电势相等。 本回答由网友推荐 举报| 答案纠错 | 评论 2 5 ...
大学物理,真空中的静电场。 一个半径为R的均匀带电半圆环,电荷线密度为...
点电荷形成的电场:E=kq\/r^2,k为一常数,q为此电荷的电量,r为到此电荷的距离,可看出:随r的增大,点电荷形成的场强逐渐减小(点电荷形成的场强与r^2成反比)
一半径为R的圆环,其上均匀带正电,圆环中心的电场强度如何?
解析:圆环上均匀带电,那么圆环上任意一点在圆环中心均有电场强度,假设每一点带电为q,则E=kq\/r 2 ,方向指向圆心.但圆环上的点是对称的,每个点产生的场强都有和它对称的点产生的场强中和了,所以在圆环中心的场强实际上为0.答案:0 ...
一均匀带电半圆环,半径为r,电量为q,求环中心的电势
分析:微分取电荷元,运用点电荷电势公式及电势叠加原理积分求解。将带电半圆环分割成无数个电荷元,根据点电荷电势公式表示电荷元的电势,再利用电势叠加原理求解。求解方法如下图所示:所以整个半圆环在环心O点处的电势如下图所示:
半径为r,带电量为q的均匀带电球体,求带电球体的场强和电势分布?_百度...
E=q\/(4πεr²),r≥R。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,如果是球外,直接...
2.如图所示,半径为R的均匀带电球面,总电荷为Q,设无穷远处的电势为零...
电场强度E=0 P点电势=球面电势=kq\/R
一个半径为R的球面均匀带电,球面所带的电荷量为Q,求空间任意一点的电势...
半径为R的均匀带电球,其外部电场可视为位于球心的点电荷的电场,类比于静电平衡时,均匀带电的金属球,可知:球外部空间:E=kQ\/r^2,φ=kQ\/r(r≥R)球内部空间:E=0,φ=kQ\/R
半径为R的均匀带电圆环,带电荷为q,求其轴上任一点的电势
微元法 舍任意一点A带电量为q,轴上一点距平面s,则fA=kq2\/r2,在A对面有一点B,fB=kq2\/r2,所以合力为F=s\/√r 2; s 2; *kq2\/r 2; 其他
箕侦天麻: 真空中有一半径为r,电量为q的均匀带电球体,求其球内、外各点的电场强度当r>R时,E=kq/r^2;当r≤R时,E=kqr/R^3.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. 扩展资料: 一对平行平板电极之间的电场,各点的电场强度完全相同,这种电场叫做匀强电场如果极板尺寸比极板间距离大得多. 那么极板边缘的电场不均匀部分,可不予以考虑.一个带电球体周围的电场,各点的电场的电场强度都不同,这种电场作为不均匀电场. 参考资料来源:百度百科-电场强度
甘孜藏族自治州19284313328: 一个半径为R的球面均匀带电,球面所带的电荷量为Q,求空间任意一点的电势,并由电势求电场强度 - ?
箕侦天麻:[答案] 半径为R的均匀带电球,其外部电场可视为位于球心的点电荷的电场,类比于静电平衡时,均匀带电的金属球,可知: 球外部空间:E=kQ/r^2,φ=kQ/r(r≥R) 球内部空间:E=0,φ=kQ/R
甘孜藏族自治州19284313328: 一半径为R,均匀带电Q的球体,试求:(1)球内,外各点的电场强度;(2)球内,外各点的电势 - ?
箕侦天麻:[答案] 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
甘孜藏族自治州19284313328: 求一均匀带电球体内场强有均匀带电球体,半径为R,电量为+q,求球内场强这是均匀带电球体 不是均匀带电球壳不存在自由移动的电荷 否则称不上“均匀... - ?
箕侦天麻:[答案] 库伦定理 在任意r处 都有 E=Q/4πεr^2 而电荷量是总量的3次方的比 Q=q*r^3/R^3 最后 E=qr/4πεR^3 不难看出其实就是正比于到球心的距离r
甘孜藏族自治州19284313328: 半径为R的均匀带电球壳,电量为Q,试求球面内电场强度大小及球心处电势? - ?
箕侦天麻:[答案] 半径为R的均匀带电球壳,电量为Q,球面内电场强度大小为0,球心处电势为kQ/R
甘孜藏族自治州19284313328: 均匀带电球面半径为R,带电荷量为Q.求球面内、外的电场强度.要详解! - ?
箕侦天麻:[答案] 由高斯定理,在球面内作一球面,电场强度对称,内部电荷为0,所以E为0.在球外同样作一球面,电场强度对称,内部电荷为Q,得到结果.
甘孜藏族自治州19284313328: 电荷量Q均匀分布在半径为R的球体内,试求该带电球体的场强分布 - ?
箕侦天麻:[答案] 用高斯定理很容易求解. 内部的场强大小为 kQr/R² 外部的场强大小为 kQ/r²
甘孜藏族自治州19284313328: 电荷Q均匀分布在半径R的球体内,求此带电球体内外的场强及其电势分布 - ?
箕侦天麻:[答案] 带电量为Q,半径为R.均匀带电球面内外场强及电势分布 内部 场强E=0 球外部 等效成球心处一点电荷 E=KQ/r^2 r>R 电势相等 球外部 等效成球心处一点电荷Φ=KQ/r 如果是均匀带电球体,结果与球壳相同 如果满意请点击右上角评价点【满意】即可~...
甘孜藏族自治州19284313328: 半径为R的均匀带电球面,总电量为Q在球面上挖去小块的面积S(连同电荷)求球心处电场电场强度大小 - ?
箕侦天麻: 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),方向与上面相反 .
甘孜藏族自治州19284313328: 半径为R的半球面上均匀带电,电荷面密度为t.试求球心处的电场强度. - ?
箕侦天麻:[答案] 面元对应的电荷产生的场强为 dE' = R*dα * R*dβ *t/(4πe),e代表介电常数了 去除对称相消剩余为dE = dE'* cosα *cosβ 对dE积分,积分变量为α和β都是从-π/2到 π/2 求得结果为t* R^2/(4πe)