康老师

球体电势计算

2018-02-05 16:46:01

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

球体电势计算

可以用高斯定理做:球外,取半径为r>R的球高斯面,电场E*4πr^2=q/ε故E=q/4πεr^2知道电场求电势,对电场积分再取负值,从r积到无穷远 求出电势φ=q/4πεr

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