一带电荷量为+Q、半径为R的球,电荷在其内部能均匀分布且保持不变,现在其内部挖去一半径为R/2的小球后,如图所示,求剩余部分对放在两球心连线上一点P处电荷量为+q的电荷的静电力.

问题描述:

一带电荷量为+Q、半径为R的球,电荷在其内部能均匀分布且保持不变,现在其内部挖去一半径为

R
2
的小球后,如图所示,求剩余部分对放在两球心连线上一点P处电荷量为+q的电荷的静电力.已知P距大球球心距离为4R.

没有挖去之前,+Q对+q的斥力为:F=

kQq
(4R)2

 挖去的小球带电量为:Q′=
Q
4
3
πR3
×
4π(
R
2
)3
3
=
Q
8

挖去的小球原来对+q的斥力为:F1=
kQq
8
(4R−
R
2
)
2
=k
QQ
98R2

剩余部分对+q的斥力为:F2=F-F1=
41kQq
784R2
,方向向右;
答:剩余部分对放在两球心连线上一点P处电荷量为+q的电荷的静电力
41kQq
784R2
,方向向右.