均匀带电球体的电势分布:均匀带电球壳(带电总量为Q)球心,距离为r处电势为kQ/r(对于球壳的情况,仅在外部适用)(球壳内部电势为kQ/R, R是球的半径)。
带电量为Q,半径为R。均匀带电球面内外场强及电势分布 内部 场强E=0 球外部等效成球心处一点电荷 E=KQ/r^2 rR 电势相等,球外部等效成球心处一点电荷Φ=KQ/r,如果是均匀带电球体,结果与球壳相同。
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。
首先电势的分布是球对称的,即对同一r,电势相等。当rR时,电势等于所有电荷集中在球心时的电势;当rR时,球内场强为0,故等于R处电势。
一半径为 R 的导体球表面的面点荷密度为 σ ,则在距球面 R 处的电场强度σ /4 ε 0。
均匀带电球面,电场是对称分布的,高斯面的选取就选和带电球面同球心的球面,这样高斯面上的各点的场强大小相等,方向沿着球半径,也就是各点的球面法向方向。
对于球外的场点,即rR时,可直接使用高斯定理求解。
均匀带电球体的电势分布:均匀带电球壳(带电总量为Q)球心,距离为r处电势为kQ/r(对于球壳的情况,仅在外部适用)(球壳内部电势为kQ/R,R是球的半径)。
当半径rR时,球内所含电量为qr/R一个均匀带电的球壳,带电量为q,则对壳外部产生的场强为E=q/(4πεr),内部场强为零。
一个均匀带电的球壳,带电量为q,则对壳外部产生的场强为E=q/(4πεr),内部场强为零。
对于球外的场点,即rR时,可直接使用高斯定理求解。
均匀带电球体的电势分布:均匀带电球壳(带电总量为Q)球心,距离为r处电势为kQ/r(对于球壳的情况,仅在外部适用)(球壳内部电势为kQ/R,R是球的半径)。
第二张图片是,两个均匀带电同心球壳的电场分布跟电势分布的计算;第三张图片是,一个均匀带电的实心球体的电场分布跟电势分布的计算。