如何證明均勻帶電球殼內任意一點的電場強度都是0,請寫得詳細點

時間 2025-05-14 03:05:42

1樓:網友

給你乙個不太嚴格的證明方法,是利用初等數學。嚴鋒坦格的證明要用積分了行畢。

如圖,設球殼內有一點a,在球面上取兩個關於a點對稱的圓形面積 s1 s2,他們的線度很小,可以看成平面,設他們的直徑分別為l1 l2,a點距離這兩個平面的距離分別為 r1 r2,根據幾何關係,l1/l 2=r1/r2 ,兩個平面的面積之比:s1:s2=(l1)²:

l2)²=r1)²:r2)²

因為電荷均勻分佈,所以兩平面帶電量之比和麵積成正比,即:q1:q2=s1:s2=(r1)²:r2)²

即:q1(r2)²=q2(r1)²

這兩個平面在a點的電場強度大小之比:檔基芹e1:e 2= q1(r2)²=q2(r1)²

所以 e1=e2 但方向相反,所以這兩個平面在a點的場強向量和為0.

與此類似,其他各個點在a點的場強也互相抵消,所以a點場強為0

2樓:匿名使用者

首先假定電荷在球殼上是均勻分佈的,對於球課內任意一點培攜。

考慮球內任意一點的電場,是穗中畝所 有球殼上電猜森荷在該點的場的疊加。

e= q/r*r (平方反比)

對整個球殼積分,最後可以得到電場強度為零。

為什麼均勻帶電球內部場強為零?

3樓:汽車之路

原因:當它帶電後,由於同種電荷互相排斥,電荷將全部儘量遠離而均勻鬥攔分佈在外表面,平衡時內部場強應是0。

電場中某一點的電場強度。

的方向可用試探點電荷(正電荷)在該點所受電場力。

的電場方向來確定;電場強弱可由試探電荷所受的力與試探點電荷帶電量的比值確定。

介紹。電場強度遵從場強疊加原理,即空間總的場強等於各電場單獨存在時場強的向量和,即空燃胡場強疊加原理是實驗規律,它表明各個電場都在獨立地起作用,並不因存在其他電場而有所影響。

以上段手敘述既適用於靜電場也適用於有旋電場或由兩者構成的普遍電場。電場強度的疊加遵循向量合成的平行四邊形定則。

描述電場強弱的物理量,描述電場的力的性質的物理量。電場強度的大小取決於電場本身,或者說取決於激發電場的電荷,與電場中的受力電荷無關。

均勻帶電球面內部的場強為什麼為

4樓:小美美學姐

均勻帶電球面內部的場強為0是由導體這個性質所決定的。

若某點場強不為零,則該點處的自由電荷就會首祥受庫侖力的作用而移動,移動結果一定是抵消該處場強,使該點處場強為0,直至新的靜電平衡形成,從而平衡狀態下的導體就是電場強度處處為零的。

若導體內遊悄有空腔而空腔內沒有電荷,根據電場的有源性(麥克斯韋方程組第一條),空腔內也是場強處處為0的。非導體沒有自由電荷這一性質,可以使形狀內部的場強不為零,但仍滿足電磁學方程組。

均勻球殼模型:

均勻球殼模型下,平方反比定律激發的場在內部的積分恰好處處為零,物理教材的標準的分析是場強與球殼微元面積的平方成正比,而場強恰好平方反比,兩側對神芹渣應面積的微元積分起來恰好抵消。如果不是均勻球殼模型,那就是普通的純靜電模型,按給出的電荷分佈全空間積分一遍就行了。

只不過是非均勻球殼通常不會有很解析的表示式,手工做解析解基本不可能,大概也只能上計算機做有限元數值分析。<>

如何計算均勻帶電球殼內各點場強的大小。

5樓:網友

首先,均勻帶電球殼內任意一點場強為0,這個知道嗎?知道就好辦了,不知道再追問。

把你的問題用下圖來表示一下。就是總電荷量q均勻分佈在半徑r的黑邊框的球體裡,求球體內的a點的場強。a距球心r

這時可沿a(紅線)將球體舉前備分為兩部分,a外側比較厚的乙個球殼,內側乙個悔數小球。

根據球殼對其內側任意一點場強為0,可知只需要求內側紅線小球對錶面a點的場強。此時可將內側小球看做電荷量集中於球心的點電荷。準備工作完成,開始計算正毀。

由於總電荷量q均勻分佈,內側小球電荷量 q=qr^3/r^3

視作電荷量集中於球心的點電荷,點電荷場強 e=kq/r^2=kqr/r^3

靜電力常量k=1/4πε 所以 e=qr/4πεr^3

均勻帶電球體內部各點電場強度為啥是零

6樓:展奕聲彭嬋

均勻帶電球面內部電場為零」,這要由高斯定理。

來:電場線。

起於正電荷,終止於負電荷,如果球面帶正電,由於球面內部不帶電,而無窮遠處電勢為零,相當於存在負電荷,所以電場線射向無窮遠處,不會存在於球面內部,所以內部電場為零。如果球面帶負電,由於電場線終止於負電荷,球面內部不帶電,所有的電場線都終止於球面,球面內部也沒有電場線,也即內部電場為零。

而對於靜電遮蔽。

則是球體內部有自己的電場,但它和外電場向量疊加的結果是內部電場為零,內部電場為零了,也就是使外部電場對球體內部無影響了,這就叫靜電遮蔽,遮蔽外電場。當然也有遮蔽乙個帶電物體使它的電場對外部無影響的情形,道理是一樣的。

均勻帶電球殼內部場強處處為0嗎?

7樓:網友

原因證明:1、設想乙個實心的導體球,當它帶電後,由於同種電荷互相排斥,電荷將全部儘量遠離而均勻分佈在外表面,平衡時內部場強應是0,(不然內部的自由電荷將在電場力作用下而移動。)

2、現在把球體的內部挖掉乙個小球體,就成了乙個球殼了,而挖空後並不改變原來的帶電情況和電場,所以均勻帶電球殼內部場強處處為零。

證明均勻帶電球殼內任意點處處電勢相等

8樓:世紀網路

首先你需要知道某點電荷對空間中一敏數點的力與兩者距離橋衡首的平方成反比,與點電荷電量成正比。然後,我們在帶電球殼內任取一點s,畫一條過此點的直線,那麼,那條直線會與球殼交於兩點。接下來,再畫一條直線,使該直線與原來的直線的夾角為a,a趨近於0,設這種直線為直線b.

那麼,所有的直線b所圍成攔含的輪廓,因為a極小,可以近似為兩個圓錐,頂點都在s上,若直線不為球的半徑,那麼兩個圓錐必定一大一小。設大圓錐到s的距離為p,小圓錐到s的距離為q,由相似可知,大圓錐的底面面積是小圓錐地面面積的p2/q2倍,即電量也是那麼多倍。所以,大圓錐與小圓錐對s的力大小相等,方向相反。

由於這個圓錐模型可以遍佈以s為中心的所有立體角,因此最後累加起來可知球殼對s根本沒有力的作用,所以s可以不用做功的情況下自由在球殼中移動,即球殼內的電勢均相等。

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