一电荷量为Q,半径为民的均匀带电球体。 ()用高斯定理计算电场强度在球内外空间的分布,并画出 E-r曲线, (2) 根据电势与电场强度的关系,确定电势在球内外空间的分市,并画出曲线U一r,

时间: 2024-02-19 20:59:59 浏览: 235
好的,我知道了你的问题,下面是回答: 1. 根据高斯定理,电场强度在球内外空间的分布如下: - 在球内部,电场强度大小为 E = Q / (4πεr^2),方向向球心。 - 在球外部,电场强度大小为 E = Q / (4πεr^2),方向也向球心。 其中,ε为真空介电常数,r为距离球心的距离。 下面是E-r曲线: ![E-r曲线](https://img-blog.csdnimg.cn/20210802145244462.png) 2. 根据电势与电场强度的关系,可知电势在球内外空间的分布如下: - 在球内部,电势大小为 U = Q / (4πεr)。 - 在球外部,电势大小为 U = Q / (4πεr) + C,其中C为常数。 下面是U-r曲线: ![U-r曲线](https://img-blog.csdnimg.cn/20210802145316719.png) 希望能够帮到你!
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半径为R,相对电容率为∈r的介质球体,电荷量为Q,电荷体密度分布为p=kr**2,式中r为距球心的距离,求所诉带点球体内外的静电场能量 C

根据高斯定理,球内外的电场能量可以表示为: W = (1/2) * ∫E * D * dV 其中,E为电场强度,D为电位移矢量,dV为体积元素。 对于球内部,由于电荷是均匀分布的,可以使用球壳定理求解电场强度。具体来说,根据球壳定理,球内部电场强度为0。 因此,球内部的电场能量为0。 对于球外部,可以使用库伦定律求解电场强度。具体来说,球外部的电场强度为: E = k * Q / r^2 其中,k为库伦常数,Q为球体带电量,r为距球心的距离。 因此,在球外部,电场能量为: W = (1/2) * ∫E * D * dV = (1/2) * ∫(∈r * E^2) * dV = (1/2) * ∫(∈r * k^2 * Q^2 / r^4) * 4πr^2 * dr = 2π∈r * k^2 * Q^2 * ∫(1/r^2) * dr (积分限为R到无穷大) = 2π∈r * k^2 * Q^2 / R 因此,所求的带点球体内外的静电场能量为2π∈r * k^2 * Q^2 / R。

设在半径为R的球体内,其电荷为对称分布,电荷体密度在球体内部为kr,在球体外部为零。k是常量。怎么用电场叠加原理求出场强E和r的函数关系是

根据电场叠加原理,球内外电场可以分别计算。球内电场由球内电荷产生,球外电场由球外电荷产生。 球内电场的计算: 根据高斯定理,球内的电场强度E与球内电荷量q的关系为E = q / (4πε0r^2),其中ε0为真空介电常数。 球内电荷量q = 球内电荷密度 * 球内电荷体积 = kr * (4/3)πr^3 将q代入上式得到球内电场强度E = (3kr/ε0) * r 球外电场的计算: 球外电场由球内电荷在球心处产生的电场和球外均匀分布电荷在任意一点处产生的电场叠加得到。 球心处的电场强度为 E0 = k / (4πε0R^2) 球外均匀分布电荷在任意一点处产生的电场强度为 E1 = k / (4πε0r^2) 故球外总电场强度为 E = E0 + E1 = k / (4πε0R^2) + k / (4πε0r^2) 将以上两个结果组合在一起,得到电场强度E与r的函数关系为: E = {3kr/ε0 * r (r<R) k / (4πε0R^2) + k / (4πε0r^2) (r≥R)}
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