半径为 2a的介质球,介电常数近似为ε0 ,均匀带有电量Q
- 教育综合
- 2022-09-04 17:43:21
介电常数为ε,它内外半径分别为R1,R2的均匀介质球壳球心处有电荷量为Q的点电荷?
R1上有电荷q,所以R2上带电荷-q,R3上电荷为Q+q,在R2和R3间做个球面,球内总电荷为零,所以场强为零.
1)球壳外部场强相当于q=q1+q2的点电荷放在球心处时的场强,所以外球壳电势V2=kq/R3,球壳和导体球之间场强相当于球心处有q=q1的点电荷的场强所以V1=V2+kq(1/R1-1/R2)
2)连起来后二者电势相等都为V1=V2=kq/R3
3)外球接地则外球电势为V2=0,V1=kq/(1/R1-1/R2)
半径为R的电解质球,电容率为ε,均匀带电,总电荷量为Q。
1 用高斯定理求出电位移 D = Q/(4πr^2) 所以 E = D = Q/(4πεrε0r^2) (介质球内) E = D = Q/(4πε0r^2) (介质球外) 2 电介质球内极化强度 P = (εr-1)ε0 E = (εr-1)Q/(4πεrr^2) 3 球体表面极化电荷面密度 σ‘ = P 球体表面极化电荷量 Q' = σ‘(R) * 4πR^2 = (εr-1)Q/ εr 球体内部极化电荷的电荷量 = 0大学物理 半径为a的薄圆盘,均匀带有电量q,试求在圆盘轴线上且距中心为x处的电场强度
在圆心r处取dr,则圆环的面积为2*pi*r*dr,则该部分对点得电场强度为k*(2*pi*r*dr/pi*a*a*q)/(r*r+x*x)* (x/根号下(r*r+x*x));然后从0到r积分,最后应该是2*k*q/a/a*(1-x/根号下a*a+x*x). 应该是整个答案,挺简单的用唯一性定理求均匀带电导体球外的电势。设导体的带电量为Q,半径为r。球外充满介电常数为ε的电介质。
设均匀带电导体球外的电势为φ=KQ/R,其中K为未知的常数,待定。这个表达式如果满足唯一性原理的要求,求出的电场就是唯一的, 【1】在导体外要满足泊松方程div(gradφ)=-ρ/ε, 在此题中,导体外ρ=0,把φ=KQ/R代入,结果满足方程,计算涉及矢量分析,你应该会的,这是电动力学的必备数学工具, 【2】在导体上要满足∮əφ/əRdS=-Q/ε,导体表面φ=常数, 把φ=KQ/R代入,发现,只要K=1/4πε,就满足总电荷条件,而R=r时,φ=KQ/r=常数,也满足等势面的条件, 【3】在区域边界要满足给定φ值,此题中,边界在无穷远,一般设φ=0,而φ=KQ/R也符合这个要求, 所以,电一半径为R的各向同性均匀电介质球,其相对介电常量εr,球内均匀分布正电荷,总电荷为Q
首先,由总电量Q与半径R可得电荷体密度τ=Q/(4/3*π*R^3),进而可得任意半径r(r<=R)处电场强度(为了简洁此后所有ε均为ε r含义)E=(1/4πε)*(τ*4/3*π*r^3)/r=(1/ε)*(τ*1/3*r^2),(注意到电荷均匀分布,故球的影响可以等效成在半径r以内的电荷在r处产生的电场)故半径r处的电场能量密度为ω=1/2*ε*E^2,在球坐标下对全球体积分,如下
思路就是这个样子,你最好再算一遍,我怕我计算出错。
希望能对你有帮助。
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