Напряжённость и потенциал электрического поля заряженной по поверхности сферы
Система зарядов и, следовательно, само поле центрально-симметричны относительно центра О сферы. Вектор напряжённости поля имеет только радиальную составляющую
,
где - радиус-вектор, проведённый из центра О сферы в рассматриваемую точку поля; - проекция вектора Е на радиус-вектор, одинаковая во всех точках, равноудалённых от центра О. Поэтому за гауссову поверхность S следует взять сферу радиуса r с центром в точке О. Тогда
Если r R, то qохв=q и по теореме Остроградского-Гаусса
Если r<R, то qохв=0 и Er=0, т.е. внутри заряженной сферы поля нет.
Потенциал поля найдём из формулы связи между потенциалом и напряжённостью поля:
Полагая, что, получаем, что потенциал поля вне сферы равен:
Из этих формул видно, что вне заряженной сферы радиуса R поле такое же, как поле точечного заряда q, находящегося в центре сферы. Внутри заряженной сферы поля нет, так что потенциал всюду одинаков и такой же, как на её поверхности:
Графики зависимостей Er и от r для случая, когда
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | Поиск по сайту:
|