兩個同心均勻分布帶電球面,半徑為 r 及 R,求電勢影象。還有面上的電勢大小為何不突變?

時間 2021-06-05 00:50:43

1樓:宮非

2020-05-29

在靜電平衡時,導體內的電場恒為0,因為電荷(電量極小,不影響導體電荷分布)在導體內移動不受到靜電力作功,所以導體內各點的電勢能差為0,即導體內各點的電勢都相等,稱為「等位體」。對於帶電的導體球(或球殼)而言,由於球體外的電場與球體上全部電荷集中在球心時所生的電場一樣,因此球體外的電位等於將全部電荷集中在球心處所生的電位。如圖1 所示,若取與球心相距無窮遠處的電位為0,總電量為Q,且半徑為R 的均勻帶電導體球殼,則球外距球心為r 處的電位為 ;球(殼)內各點的電位均等於球面上的電位,即

半徑 R、電量 +Q 的帶電導體球的 V-r 函式曲線。

兩個同心金屬薄球殼,其共同球心為O,外球殼半徑為2R、荷電量為+Q;內球殼半徑為R、荷電量為+2Q。圖中 A、B、C 三點分別與O 點相距 ,令無窮遠處之電勢為0,則

A 點的電場= 0+0 = 0,電勢 = 。

B 點的電場 = ,電勢 = 。

C 點的電場 = ,電勢 = 。

下面附上電場與電勢在三種不同情況下之比較。

當把電荷從體分布抽象為面分布時,在帶電面兩側的電場強度發生突變,只要電場能突變,則強度就能突變!電場強度的大小取決於電場本身,或者說取決於激發電場的電荷,與電場中的受力電荷無關。實際上,雖然電場強度是可以突變的,但是電勢的分布一定是連續可導的。

因為電場強度等於電勢的梯度,電勢的變化越快,電場強度就越強,如果存在電勢突變,那麼電場就是趨於無窮大

另外,研究靜電場的具體問題時,經常會遇到不同介質的介面,在兩種不同介質的介面上,由於兩側介質的突變,電場強度與電勢移動量將由介面上面電荷的存在而發生躍變,這種通過不同介質介面的躍變規律,即介面上的邊界條件

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