导体球壳,内半径R1,外半径R2,带电量Q,球心处有一带电量为q的点电荷,求其电场强度分布
不是内外壳的问题,球壳是等势的做法设R1<r<R2,则点电荷对其提供的电势为q/4πεr。
内壳对其电势 -q/4πεr,外壳对其电势Q/4πεR2。
当导体球壳处于静电平衡时,由电磁学理论中的高斯(Gauss)定理可知,导体球壳内壁将出现等量的感应负电荷,其电量q,感应负电荷的分布与点电荷的位置有关。
壳外壁将出现等量的感应正电荷,且在导体球壳外没有外电场的情况下,外壁感应正电荷将均匀分布于导体球外表面上,与壳内点电荷的位置无关。
扩展资料
电磁学理论中的镜像法是指:设半径为R的导体球外有一带电量为q的正点电荷,它到球心的距离为x(x>R),它的电场会在导体球面上产生感应电荷,当处于静电平衡时。
这些感应负电荷在导体球外空间(包括导体球表面)产生的作用效果(力学的、电磁学的等)等效于该正点电荷经导体球面反射成(虚)像于球心与正点电荷的连线上距球心距离为x′=R2/x的负电荷-q′在球外空间(包括导体球表面)产生的作用效果,其中负点电荷量为q′=qR/x。
根据光路可逆原理,同样设半径为R的导体球壳内的有一带电量为q的正点电荷,它到球心的距离为d(d<R),导体球壳内壁将出现的感应负电荷,根据电荷守恒定律,球壳外壁表面会出现等量的感应正电荷,当处于静电平衡时。
其感应负电荷在导体球壳内空间(包括导体球球壳内表面)产生的作用效果等效于该正点电荷经导体球面成(虚)像于球心与正点电荷的连线上距球心距离为d1=R2/d的负点电荷-q′在导体球壳内空间(包括导体球球壳内表面)产生的作用效果。