小行真空包装机多少钱:物理电场难题

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/04/28 19:13:38
A,两个相等电贺+Q相距D,一个接地导体球放于中间,若两电贺所受总力F=0N,球半径多大?B,若与A中半径相同的求,具有电势U,求每电荷受力.
式子好复杂,也不知对不对呀,有没有人帮算一下

不知你知不知电像法,在高中阶段只能这么做,随便一本物理竞赛书上都会有解释,基本思想就是把导体球上感应电荷的电场在球外部分等效成一个点电荷的电场。
设球半径R,R<=D/2,则先讨论只有一个点电荷的情况,此时点电荷距球心为D/2,设球上感应电荷总量为-Q1则,球心处电势=-kQ1/R+kQ/(D/2)=0(因为接地),从而Q1=2QR/D,由电像法知-Q1位于点电荷与球心连线上距球心R*R/(D/2)处。
如果有两个点电荷,则另一个电荷产生的感应电荷的等效电荷也在对应的位置。这样,在球壳外的电场相当于两个点电荷及两个感应等效电荷电场的叠加。
从而每个点电荷受力均为kQ*Q/(D*D)-kQ1*Q/(D/2-R*R/(D/2))^2-kQ1*Q/(D/2+R*R/(D/2))^2=0,代入Q1=2QR/D,消去kQ*Q则可解出R

如果球有电势U,由唯一性定理知这种情况下与电势为0的情况球壳外电场的差别仅仅是使球有电势U的电荷均匀分布于球表面,其对外电场与集中在球心相同,设其大小为Q2,则kQ2/R=U,Q2=UR/k,代入R可得Q2,则每个电荷受力与之前电势为0时的差别也仅仅是由于这些改变,而其初始受力为0,Q2引起的改变即其受力,即Q2与A或B之间的电场力。大小为kQ2*Q/(D/2)^2,代入Q2即可。