ε0r<R1,该高斯面内无电荷,q0,故E10
R1<r<R2,高斯面内电荷
q
Q1r3R133R2R13
故
Q1r3R13E234πε0R2R13r2
R2<r<R3,高斯面内电荷为Q1,故
E3
r>R3,高斯面内电荷为Q1+Q2,故
Q14πε0r2
E4
Q1Q24πε0r2
电场强度的方向均沿径矢方向,各区域的电场强度分布曲线如图B所示在带电球面的两侧,电场强度的左右极限不同,电场强度不连续,而在紧贴r=R3的带电球面两侧,电场强度的跃变量
ΔEE4E3
Q2σ24πε0R3ε0
这一跃变是将带电球面的厚度抽象为零的必然结果,且具有普遍性实际带电球面应是有一定厚度的球壳,壳层内外的电场强度也是连续变化的,本题中带电球壳内外的电场,在球壳的厚度变小时,E的变化就变陡,最后当厚度趋于零时,E的变化成为一跃变
f5-21两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面,半径分别为R1和R2>R1,单位长度上的电荷为λ求离轴线为r处的电场强度:1r<R1,2R1<r<R2,3r>R2
分析电荷分布在无限长同轴圆柱面上,电场强度也必定沿轴对称分布,取同轴圆柱面为高斯面,只有侧面的电场强度通量不为零,且EdSE2πrL,求出不同半径高斯面内的电荷
q即可解得各区域电场的分布
解作同轴圆柱面为高斯面,根据高斯定理r<R1,
q0
E2πrLqε0
5-25一个球形雨滴半径为040mm,带有电量16pC,它表面的电势有多大?两个这样的雨滴相遇后合并为一个较大的雨滴,这个雨滴表面的电势又是多大?5-30两个很长的共轴圆柱面R1=30×10电场强度6-8一导体球半径为R1,外罩一半径为R2的同心薄导体球壳,外球壳所带总电荷为Q,而内球的电势为V0在一半径为R1=60cm的金属球A外面套有一个同心的金属球壳B.已知球壳B的内、外半径分别为R2=80cm,R3=100cm.设球A带有总电荷QA=30×10
-8-2
m,R2=010m,带有等量异号的电荷,
两者的电势差为450V求:1圆柱面单位长度上带有多少电荷?2r=005m处的
C,球壳B带有总电荷QB=20×10
-8
C.(1)求球壳B内、外表面上所带的电荷以及
球A和球壳B的电势;(2)将球壳B接地然后断开,再把金属球A接地,求金属球A和球壳B内、外表面上所带的电荷以及球A和球壳B的电势..求此系统的电势和电场的分布.
f6-10
两块带电量分别为Q1、Q2的导体平板平行相对放置(如图所示),假设导体平
板面积为S,两块导体平板间距为d,并且S>>d.试证明(1)相向的两r