两个同心的薄金属球壳均接地,内球壳半径为a,外球壳半径为b,另有一电荷量为Q的点电荷位于两球壳之间,
两个同心的薄金属球壳均接地,内球壳半径为a,外球壳半径为b,另有一电荷量为Q的点电荷位于两球壳之间,距离球心为r(a<r<b)处,求内球上的感应电荷q1和外球壳的感应电荷...
两个同心的薄金属球壳均接地,内球壳半径为a,外球壳半径为b,另有一电荷量为Q的点电荷位于两球壳之间,距离球心为r(a<r<b)处,求内球上的感应电荷q1和外球壳的感应电荷q2.
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内球壳里面无电场,为等势面,因内球壳接地,故内球壳里面各点的电位皆为零,将电位的叠加原理用于球壳的中心得:
+
+
=0;则有q2=-b(
+
);
外球壳外面无电场,为等势区,因外球壳接地,故外球壳外面各点的电位为零,将电位的叠加原理用于无穷远点,由于球壳上的电荷皆可视为点电荷,故当r很大时,有:
+
+
=0;
则有:Q=-q1-q2;
因此有:Q=?q1+b(
+
)=
q1+
Q;
解得:q1=
(Q?
Q)=-
Q;
所以有:q2=?b(
?
Q)=-
;
答:内球上的感应电荷-
Q和外球壳的感应电荷-
.
Q |
4π?0r |
q1 |
4π?0a |
q2 |
4π?0b |
Q |
r |
q1 |
a |
外球壳外面无电场,为等势区,因外球壳接地,故外球壳外面各点的电位为零,将电位的叠加原理用于无穷远点,由于球壳上的电荷皆可视为点电荷,故当r很大时,有:
Q |
4π?0r |
q1 |
4π?0r |
q2 |
4π?0r |
则有:Q=-q1-q2;
因此有:Q=?q1+b(
Q |
r |
q1 |
a |
b?a |
a |
b |
r |
解得:q1=
a |
b?a |
b |
r |
a(b?r) |
r(b?a) |
所以有:q2=?b(
Q |
r |
b?r |
r(b?a) |
b(r?a)Q |
r(b?a) |
答:内球上的感应电荷-
a(b?r) |
r(b?a) |
b(r?a)Q |
r(b?a) |
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