求电荷及电势的物理题,两个互相绝缘的同心导体薄球壳,内球壳半径为r1,外球壳半径为r2,开始是内球壳带电量为Q1,外球壳不带电.试求外球壳内、外两个侧面的电荷及外球壳的电势.设内球壳内
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/06/27 18:27:43
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求电荷及电势的物理题,两个互相绝缘的同心导体薄球壳,内球壳半径为r1,外球壳半径为r2,开始是内球壳带电量为Q1,外球壳不带电.试求外球壳内、外两个侧面的电荷及外球壳的电势.设内球壳内
求电荷及电势的物理题,
两个互相绝缘的同心导体薄球壳,内球壳半径为r1,外球壳半径为r2,开始是内球壳带电量为Q1,外球壳不带电.试求外球壳内、外两个侧面的电荷及外球壳的电势.设内球壳内、外侧面的电荷分别为Q11、Q12,外球壳内、外侧面的电荷分别为Q21、Q22.(由于球对称性,这些电荷必定均匀分布在球面上,Q12、Q21、Q22在内球壳导体内部的分场强必为零.)如果Q11不为零,内球壳导体内部场强必不为零,这是不可能的,因此Q11=0,Q12=Q1.再考虑外球壳导体内部的场强,它有由Q12和Q21所贡献的场强叠加而成,因为这部分导体内部场强必为零,所以,应有Q21=-Q12=-Q1 由于 外球壳无净电荷,所以 Q22=-Q21=Q1 外球壳很薄,因此,内外半径相差很小,Q21、Q22对外球壳电势的贡献可认为相互抵消,所以外球壳电势仅有Q12贡献而成 U外=k Q1/r2 .特别是括号内的一句话,请给予解释.
求电荷及电势的物理题,两个互相绝缘的同心导体薄球壳,内球壳半径为r1,外球壳半径为r2,开始是内球壳带电量为Q1,外球壳不带电.试求外球壳内、外两个侧面的电荷及外球壳的电势.设内球壳内
高中阶段的静电学有一些结论只能定性分析,不好定量研究,所以有一些规律性的东西要把它记下来.比如说带电球壳内部的场强在大学阶段是用积分的方法球出来的,但在高中阶段用这种方法显然行不通.所以只有用电荷的相互作用来研究.先研究带电的实心球体,很显然由于同种电荷的相互排斥电荷之间都要千方百计的离得远一些,而只有分布在球面上才是最佳状态,才能取得平衡.而这时球体内的场强一定为零,如果不为零的话球体内的电荷就要继续运动,直至为零才能停止运动,所以球体内的各点场强都为零,把实心球内部去掉就变成空心球壳,应该得出相同的结论,所以带电球壳内部的场强一定为零.本题就用这种思路去分析吧.