问题标题:
一道很难的物理题,高手进已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效为电荷集中于秋心所产生的电场,而均匀带电的球壳在球壳内部产生的场强为0.现有一均匀带电球体(电荷均匀分
问题描述:
一道很难的物理题,高手进
已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效为电荷集中于秋心所产生的电场,而均匀带电的球壳在球壳内部产生的场强为0.现有一均匀带电球体(电荷均匀分布在球体的体内)设球体所带电荷总量为Q,半径为R,则距球心R/2处的电场强度为?
这道题该怎么做呢?求步骤
陶登意回答:
把整个球体分成两部分,大于R/2的那部分球壳在该点的场强为0
所以该点的场强就是小于R/2的那部分球体的场强,这部分球体可以等效成集中于球心的一个点电荷,带电量为q=Q/8,所以该点的场强E=kq/(R/2)²=kQ/2R²
李允旺回答:
半径大于R/2的带电部分对此处无贡献,只有小于等于R/2的带电部分对此处有贡献,那么题目转化成“现有一均匀带电球体(电荷均匀分布在球体的体内)设球体所带电荷总量为Q/8,半径为R/2,则距球心R/2处的电场强度为?”
因为电荷均匀分布,所以半径缩小一半后,带电量变为1/8,
然后把带电球体等效成许多层带电球壳即可,电荷体密度q=Q/(4/3*πR³)
半径为r的带电球壳对R/2处电场大小为E=k(4*πr²*q*△r)/(R/2)²
上式从0到R/2积分得E总=kQ/2R²
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