空腔導體內部有電荷,求電勢問題。(請帶詳細解答,謝謝)

2022-08-10 04:21:55 字數 1440 閱讀 4616

1樓:

球殼對球心電勢為,u球=-kq/r, +q對球心電勢為,u1=kq/d,由電勢疊加原理可得u=u球+u1.

畫出圖,球殼有厚度,內外帶電

不接地時:球殼內層感應出等量異種電荷-q(不均勻分布,因為內部電場線疏密不均勻),因為原先不帶電,所以球殼外層帶+q電荷(均勻分布,因為內部有等量異種電荷相互抵消,無電場線從球殼內穿出到球殼外(球殼是金屬,等電勢,故無電場線穿出,不對外部有影響),所以可以忽視內空腔及球殼,視整體為乙個帶+q的導體球)

接地後:球殼外層電荷入地(整體上來說,不帶電了),球殼內層依舊帶不均勻-q(內環境沒有改變)。球殼電勢為零。

又不接地時:什麼都不改變,內外環境互不影響,(球殼等勢體,無無電場線竄出,所以不影響)

研究電勢:球心電勢由兩部分組成

對球殼內層-q 研究:

取極微元-dq研究,球心電勢 @=-k*dq/r(等於兩點電荷之間電勢) 積分,因為r不變,任意微元都是-kq/r,得:@=-kq/r

對球內+q :點電荷@=kq/d

疊加:@總=kq/d-kq/r

對於球殼內層-q在空腔內任意位置電場電勢還可以借助像電荷研究

在電場線較密一側球殼外找到一 -q 『點電荷(像電荷,虛擬)(位置:在球心,+q兩點直線上,距球心s>r)。使此-q』與+q之間的電場線,與球殼內壁-q與+q之間的電場線(指球殼內部電場線,因為所求效果是內部的)一樣(點電荷-q『等效替代不均勻分布-q)。

接下來求出-q』 和s ,對於-q對內部的作用力,就可以轉化為球體外一點電荷對內部作用力。

2樓:

q/(4*pi*episilon)*(1/d-1/r),其中pi是圓周率,episilon是真空介電常量。

放入電荷+q後且球殼接地,由於靜電感應現象,使球殼內表面帶等量負電荷-q,外表面不帶電,

點電荷+q對球心電勢為:u1=q/(4*pi*episilon*d)內表面的電勢=積分(dq/(4*pi*episilon*r)),只有乙個變數dq,所以積分結果與電荷是否均勻無關,為-q/(4*pi*episilon*r),

o處實際電勢為二者之和,即

q/(4*pi*episilon)*(1/d-1/r),

3樓:匿名使用者

解:kq(1/d-1/r)

放入電荷+q後且球殼接地,由於靜電感應現象,使球殼帶等量負電荷-q,無論球殼上的電荷是否均勻分布,球殼對球心的電勢均為-kq/r.

而+q對球心電勢為:u1=kq/d

由電勢疊加原理可得 u=u球+u1=kq/d-kq/r=kq(1/d-1/r).

空腔導體內有一帶電體,那麼空腔導體內外的電勢怎麼求

4樓:奇蝦**商行

凌石金融:導體空腔內有點電荷,空腔內任一點的電勢與空腔電勢不相同,因為空腔內有電場線,沿著電場線的方向電勢是降低的

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