一半径R的带电球体,其电荷体密度与半径的关系为p=Ar,A为常数.求球体内外的场强分布
问题描述:
一半径R的带电球体,其电荷体密度与半径的关系为p=Ar,A为常数.求球体内外的场强分布
最好是图片上传,我看得懂一点
答
为什么q的算法是这样的,不是电荷体密度吗,
我是这样做的
用电荷体密度是为了计算带电球的电荷量,你用的是库仑定律推出的点电荷场强公式,这样比较繁琐。通常运用最普遍的是高斯定理。
你计算q是错的,因为电荷体密度ρ并不是恒量,而是球对称的,与球半径r成正比,所以要积分才对:q=∫A*r*dV; 积分的体积元dV=厚度为dr、半径为r的球壳:dV=4*Pi*r^2*dr.
算出球体内部半径为r的带电球的电荷量q,再按照熟知的点电荷场强公式计算出场强:
因此,在球体内部,场强与到球心距离的平方成正比;在球体外部,可以看作电荷量恒定的点电荷的电场,场强与到球心距离的平方成反比。
是不是因为他不是均匀带电体所以不能这样做没错,除非均匀带电,否则不能这么做。很好理解,因为带电球带电是与到球心的距离成正比的,所以把这个球看作无穷多个半径从0到R的厚度为dr的薄球壳,每个球壳的体密度就可以认为是不变的,把这些电荷量累加(求积分),才得到带电球的电荷量。