谁来帮忙证一下:一个点电荷在均匀带电的球壳内任意一点受到的电场力为零

作者&投稿:通庾 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
证明:一个点电荷在均匀带电的球壳内任意一点受到的电场力为零~

就像均匀球壳对其内部的物体引力为0一样,和距离平方反比的力都有这个性质。

下面以万有引力为例:

过这个点作两个小圆锥!立体角相等,两边截得的面积和距离的平方成正比,密度相同,质量和这个的面积成正比,所以这两部分的引力刚好抵消掉,所以整个球壳的合力为0,牛顿当年也是这么推导出来的!

因为一条弦两头的弦切角a刚好相等,立体角相等,圆锥底面积S和距离平方成正比,两边截得的球的面积=S/cosa,所以:两边截得的面积和距离的平方成正比!

这个是微分,是个很小的角度。图我不画了,不好上传。你去想想,实在想不通就算了,毕竟竞赛题有点难度的。

底面积和弧长的平方成正比,弧长和半径成正比。

A、若Q不变,P点的位置也不变,属于处于球壳外的某一点,无论球半径怎么变小,P点的电场强度仍不变,故A正确;B、若Q不变,P点的位置也不变,而令R变小,由于P点的电场强度不变,所以电荷从该点移到电势为零处,电场力做功不变,因而P点的电势不变.故B错误;C、若Q不变,M点的位置也不变,使令R变小(M点仍在壳内),根据题意可知,M点的电场强度仍为零,因此球壳内的电势处处相等,由于球壳的变小,导致电荷从球壳移到电势为零处电场力做功增加,所以球壳处的电势增加,故C正确;D、若Q不变,M点的位置也不变,使令R变小(M点仍在壳内),根据题意可知,M点的电场强度仍为零,故D正确;故选:ACD

过该点电荷作两对顶的锥面(剖面图即过点电荷的两直线在圆内部分),并保证顶角极小。
设点电荷分直线段长度之比n:1,由两等腰三角相似
则锥面在球体上截得区域(圆形)面积之比n*n:1,点电荷到两区域距离之比n:1
又球壳上电荷分布均匀,两区域电荷之比n*n:1
故由F=kQq/(r*r),有F1=F2(反向共线),合力为0;
由于球壳上任意两处与点电荷共线区域对 电荷合作用力为0
所以得证。

对于平方反比的力场,如静电场,引力场,场强点积某一封闭曲面的面积分,等于该曲面所包围的场源的量。
比如,电场对某一封闭曲面的面积分等于曲面所包围的电荷乘某一场数。引力场也类似。
回到该问题,在球腔内由于无物质,所以任意以中心为球心的封闭球面都不包含质量,于是力对这个球面的积分为零。这个球面可以从一点扩展到球腔,包含了腔内任何点。由于对称性,每一点的力都是零才能保证面积分为零。

根据高斯定理知道均匀带电的球壳内部没有电荷,内部任意一点的电场为0,那么点电荷受到的电场力也自然


一个数学题,请帮忙证明一下好吗?
这是个常理,就像根据a=b=c就可以得到a=c一样的道理,不需要证明,直接用就行了。

哪位大侠可以帮忙证明一下以下这个论述.(感激!)
简单分析一下,答案如图所示

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兴宁区18653272806: 一个半径为R的均匀带电半圆环,电荷线密度为a求环心处O点的电场强度 -
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兴宁区18653272806: 均匀带电球面可以看成是一个点电荷吗 -
牢竹爽尔: 当球面间距远大于球面曲度时,可以视为点电荷,否则要考虑求静电力

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牢竹爽尔:[答案] 需要用微积分证明出均匀带电球壳与球心处带同等电荷量的点电荷等效,可知球壳外的电势与该点电荷产生的电势一样,对于球内,如果把球壳换成导体球,则电荷依然均布表面,则球体为等势面,所以球壳与其内部任何一点电势相等

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牢竹爽尔: 你可以这样想,物体带电,带的是电子,电子在金属上可以自由移动的对吧.既然这样,如果均匀带电的金属球里面存在电场,那么电子能在不受外力的情况下在电场中静止吗?不会吧.所以只要存在电场,就一定会有电子移动,如果A端电势...

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兴宁区18653272806: 带点均匀球体看成点电荷带电均匀球体看成点电荷 如果因为对称带电均匀球体 那左边中间一点代表球心 左边一点代表球体左端右边一点代表右端 四个点作为... -
牢竹爽尔:[答案] 能否看成点电荷跟能否看成质点是类似的,由于要研究球上的一点所以球本身不能看成点电荷,若最右方的带电物体与球的距离不远大于球的半径,不能忽略带电物体对球上电荷分布的影响,此时也不能把球看做点电荷

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牢竹爽尔: “均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时可视为点电荷.”这是一个不准确的说法.准确的应该说: “在均匀带电的绝缘球体的外部,在计算它对其它电荷库仑力时可视为点电荷.”因为这个球体上的电荷不会因为其它电荷的存在而改变分布.如果是一个导体带电球体在距离它比较近的位置,对其它电荷的作用,就不能看成是点电荷了. 电子和质子都有一定的大小,质子是由夸克组成,那么在其内部来看质子,质子就不是一个点了,也就不能看成是点电荷了. 点是我们的理想化模型.只有在其大小可忽略的时候才能看作点.记住这句话就行了.

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