Question

大学物理题 静电场方面的

Answer 1

I 区 场强为0 不解释
II区
取半径为 r (R1<r<R2)的球面为高斯面，则
E4πr²= Qr³/ε0(R2³-R1³) 故 E= Qr/4πε0(R2³-R1³) (R1<r<R2)
III区

E4πr²= Q/ε0 故 E=Q/4πε0r² (R2<r)

追问

二区带电荷量能详细解答吗，为什么会有立方？

二区带电荷量能详细解答吗，为什么会有立方？

二区带电荷量能详细解答吗，为什么会有立方？

追答

哦 II区的 那个有点小问题。
高斯面内的电荷量应该是
Q(r³-R1³)/(R2³-R1³)
球壳的电荷体密度 ρ=Q/[4π(R2³-R1³)/3]
高斯面内 那部分 球体的体积 V= 4π(r³-R1³)/3
所以高斯面内 球体带电量 q=ρV=Q(r³-R1³)/(R2³-R1³)
则 II区 场强 E=q/4πε0r² =Q(r³-R1³)/4πε0(R2³-R1³)r²

追问

为什么是算体积而不是面积 不是要取面积元吗

追答

这是 球壳子（立体的），就好比中空的篮球（皮很厚），不是 圆环（平面的）。
像这种题 用高斯定理 最简单。用场强的叠加 通过积分计算的话太麻烦

追问

选取的高斯面不是面吗☁️

追答

当然是面了，但高斯定理：∫EdS =q/ε0
左边是 高斯面的 电通量 右边的 q是这个面所包含的空间 中的电荷量
球面包含的空间 是一个 球体 么。

追问

非常感谢

Answer 2

　　静电场，是指观察者与电荷相对静止时所观察到的电场。它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质，其基本特征是对置于其中的静止电荷有力的作用。库仑定律描述了这个力。
　　根据库仑定律，两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，即F=（k·q1q2）/r2;,其中q1、q2为两电荷的电荷量（不计正负性）、k为静电力常量，约为9.0e+09（牛顿·米2）/（库伦2;），r为两电荷中心点连线的距离。注意，点电荷是不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体。是实际带电体的理想化模型。当带电体的距离比它们的大小大得多时，带电体的形状和大小可以忽略不计的点电荷。