如何计算球体的电势能?

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公式:ε=qφ(其中ε为电势能,q为电荷量,φ为电势),即φ=ε/q

均匀带电球内的电场分布和距离球心的距离r成正比。

解析:由于正电荷均匀分布在球体上,所以电场强度有球对称性。

设r为球心到某一场点的直线距离。

根据高斯定理,ΦE=1/ε0∮q(∮q为高斯面内包含的所有电荷电量)

对于球体,ΦE=E∮ds=4πr^2E

所以1/ε0∮q=4πr^2E,E=∮q/(ε04πr^2)

r≥R时,场点不在球体内,总电量∮q为带电体所包含的电荷总量

E=(4/3πR^3ρ)/(ε04πr^2)=(R^3ρ)/(3ε0r^2)

r<R时

E=(4/3πr^3ρ)/(ε04πr^2)=(rρ)/(3ε0)

电势等于E/r

扩展资料

在电场中,某点的电荷所具的电势能跟它的所带的电荷量之比是一个常数,它是一个与电荷本身无关的物理量,它与电荷存在与否无关,是由电场本身的性质决定的物理量。

电势是描述静电场的一种标量场。静电场的基本性质是它对放于其中的电荷有作用力,因此在静电场中移动电荷,静电场力要做功。

但静电场中沿任意路径移动电荷一周回到原来的位置,电场力所做的功恒为零,即静电场力做功与路径无关,或静电场强的环路积分恒为零。

不管是正电荷的电场线还是负电荷的电场线,只要顺着电场线的方向总是电势减小的方向,逆着电场线总是电势增大的方向。

正电荷电场中各点电势为正,远离正电荷,电势降低。负电荷电场中各点电势为负,远离负电荷,电势增高。



参考资料来源:百度百科-电势




如何计算球体的电势能?
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