均匀带电的球壳或球体,电场强度为什么不为零?

作者&投稿:夔胞 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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(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




我想知道均匀带电金属球壳和金属球体,强调是均匀,它们的内部和外部的...
金属球体内部不带电,表面电荷均匀分布,电势为零(负点)或无穷大(正电),外部电势电场分布就像点电荷,其中电场线都是过球心的。金属球壳和前者一样,内部挖空后电荷仍均匀分布于表面,二者无异。

均匀带电的球体和球壳为什么
该命题证明如下: 设想一个实心的导体球,当它带电后,在导体内部建立电场,在电场力作用下,电荷要发生移动,由于同种电荷互相排斥,电荷将全部尽量远离而均匀分布在外表面,达到平衡时,电荷不再移动,此时,内部场强应是0

球壳球体内部电势问题
均匀带电球壳内部电场相互抵消,就没有电场,根据电势的定义,单位电荷从无穷远处移动到指定点所用功为电势,则球壳内部电势与表面电势相同,动态的看就是在r小于R后电势便不再变化。对于实心球,分两种:1.金属球,由于电荷分布到表面,跟球壳一样;2.电荷均匀分布球,则可吧球按照大于小于r分为外...

均匀带电球壳内的场强为什么处处为零?
原因证明:1、设想一个实心的导体球,当它带电后,由于同种电荷互相排斥,电荷将全部尽量远离而均匀分布在外表面,平衡时内部场强应是0,(不然内部的自由电荷将在电场力作用下而移动。)2、现在把球体的内部挖掉一个小球体,就成了一个球壳了,而挖空后并不改变原来的带电情况和电场,所以均匀带电...

带电球体和带电球壳有什么区别
带电球体是实心的,如果给出“均匀带电球体”,则表示电荷的体密度(单位体积内的电荷)处处相同,当然也可以给出其他的条件,比如电荷密度与半径成正比之类的条件;带电球壳是空心的,根据高斯定律,球壳内场强处处为零;球壳带电可以用电荷面密度(单位面积的电荷)表示。相同之处:球外部空间的电场...

带电粒子在均匀电场中做圆周运动的电势是多少?
如果是均匀带电球体,结果与球壳相同。在球外可以将这个球壳等效为全部电荷集中在球心的点电荷处理,电势分布为k*4paiR^2σ\/r(r>R)在球内的时候因为球壳上均匀带电,可以证明在内部所受合力为零。如果是球内,需要将球分成两部分,内部的一部分产生的电势解法同上,外部的则需积分。

高中物理(选修3-1 静电场)半径为R的均匀带电球(或球壳)在球的外部产生...
理解这段话:就是一个均匀带电的球,对球外一点电场强度的计算是等于相同电荷量都在球心处时的电场强度的。原因:如果一个球均匀带电,必然有的位置近,有的位置远,可以平均一下认为都在圆心。证明:可以了解一下高斯定理,运用高斯定理可以轻易得解。

本人是高一初学者,请问一下均匀带电球壳内部的场强为什么
第三种情况,绝缘带电球壳分析与第二种情况相似,球壳表面的电荷均匀分布,内部无电场。球壳表面电荷产生的电场在内部任意点抵消,形成零电场。对于第四种情况,绝缘带电球体,净电荷均匀分布在球体表面,形成与距离R有关的电场分布。这种情况下,电场强度与距离的平方成反比关系,且电荷分布在球体表面,...

均匀带电球体是等势体吗
不是。如果是指带点球壳,那么球内部等势,由高斯定理,均匀带电球壳内无电荷,所以无场强,我们指导场强方向指向电势下降最快的方向,所以电势恒等。但是如果是均匀带电球体,带点球体内部有电荷,场强必不为0,电势必有变化,所以,均匀带电球体不是等势体。

如何计算均匀带电球壳内各点场强的大小。
首先,均匀带电球壳内任意一点场强为0,这个知道吗?知道就好办了,不知道再追问。 把你的问题用下图来表示一下。就是总电荷量q均匀分布在半径R的黑边框的球体里,求球体内的A点的场强。A距球心r 这时可沿A(红线)将球体分为两部分,A外侧比较厚的一个球壳,内侧一个小球。 根据球壳对其内侧任意一点场强为0,...

陇县19299334010: 为什么均匀带电球壳内电场强度处处为0?1、请不要使用高斯定理解释;2、请不要用“屏蔽”之类的词糊弄.3、也不要用相似形来解释,因为对于靠近球壳... -
偶司五苓:[答案] 用电力(场)线的概念来说明可以吗? 1、没有电力线的地方,电场强度肯定等于0 2、自然界中存在+、- 两各电荷,且正负两种电荷数总是相等的,即,若球壳上有100个正电荷,球外另些处必分布着100个负电荷. 3、电场线起始于正电荷,终止于...

陇县19299334010: 均匀带电的球壳,空心部分任何一点的场强为什么为零? -
偶司五苓:[答案] 因为带电球壳本身是等势体,沿着它运动电势能不变化,所以没有电场力做功,就是没有电场力的作用,当然场强为零了

陇县19299334010: 为什么球壳内的点电荷在球壳上的电场强度为0 -
偶司五苓: 该命题证明如下:设想一个实心的导体球,当它带电后,在导体内部建立电场,在电场力作用下,电荷要发生移动,由于同种电荷互相排斥,电荷将全部尽量远离而均匀分布在外表面,达到平衡时,电荷不再移动,此时,内部场强应是0(不然内部的自由电荷将在电场力作用下继续移动.).现在把球体的内部挖掉一个小球体,就成了一个球壳了,而挖空后并不改变原来的带电情况和电场,所以均匀带电球壳内部电场强度为0 .

陇县19299334010: 真空中一均匀带电球面在球心处的电场强度为什么为0 -
偶司五苓: 按对称性,若在该球心处放置一个检验电荷,则这个检验电荷所受的电场力为 0.所以,真空中一均匀带电球面在球心处的电场强度为 0. 精确的数学分析,也可以证明上述结论. 按微分思想,可以将真空的这个均匀带电球面,均匀地分割出无数多对相对球心对称的点电荷对,每对点电荷在球心处产生的场强都是 大小相等、方向相反,合场强为 0.这就说明了,整个均匀带电球面在球心处的电场强度为 0.

陇县19299334010: 均匀带电球壳内部的场强为什么处处为零 -
偶司五苓:[答案] 楼上全是扯淡 看了就上火. 高中竞赛党路过. 在空间中任取一点. 在球壳上任取一点,设这一点面积无限小,则可以根据面积等于半径的平方π来算它所带的电量,同样根据对称,球壳另一边必有一个对称的点,同样无限小,面积电量如上计算. 连接一...

陇县19299334010: 均匀带电球体内部合场强为什么处处为0?请不要用高斯定理. -
偶司五苓:[答案] 均匀带电球体内部合场强不可能为0,均匀带电球壳内部合场强处处为0,否则球壳内部电子定向移动.

陇县19299334010: 一个半径为R的均匀带点球体(或球壳)在球的内部产生的电场如何? -
偶司五苓:[答案] (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. 如果不明白可以hi我.

陇县19299334010: 均匀带电球壳内部的场强为什么处处为零 -
偶司五苓: 因为这俩都是任意两点电压为零

陇县19299334010: 1. kQ/r方 为什么电场强度E与电荷量Q有关?不是应该没有关系的吗/2 真空中电荷量为Q的均匀带电球壳,在球壳外离球心为r处产生的电场强度大小为kQ/r... -
偶司五苓:[答案] 1,因为这个公式计算的电场是电荷Q产生的电场,所以当然和这个电荷Q有关 2,因为不管是球体均匀带电还是球壳均匀带电都和点电荷带电产生的电场(指球外区域)是一样的,所以用相同的公式.(中学只记结论,不用证明,要证明在大学用高数...

陇县19299334010: 均匀带电球壳和球体的内部场强是不是都是0 -
偶司五苓:[答案] 均匀带电球壳内的场强处处为0. 均匀带电球体内距球心为r处的场强E=4πkρr/3 (ρ为电荷体密度)

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