关于均匀带电球壳表面场强的研究

众所周知,均匀带电球壳在其内部产生的电场强度为零,在其外表面附近产生的电场强度为kQ/R2.那么球壳上产生的电场强度是多少呢?教学过程中很多学生提出了这个问题,不少学生甚至有的教师都认为球壳上的电场强度和球壳外表面附近是     

带电细圆环与导体球壳系统的场分布

先依电象法,推导均匀带电圆环在金属导体球壳内的"象电荷";再在球坐标系下,根据电场强度的计算公式与Tay-lor展开式,计算出均匀带电细圆环在全空间的电场分布的级数形式解;进而结合唯一性定理和电场的叠加原理,获得带电细圆环与导体球壳系统的空间场分布.     

等效思想在静电学中的一个应用

本文利用均匀极化的电介质球周围的电场与自由的余弦型球面电荷周围的电场完全等效这一思想,证明了带有余弦型球面电荷分布的电介质球壳发生均匀形变时,其内部的电场始终保持为方向恒定的均匀场,并进一步求出了带电球壳内电场强度和形变之间的关系.     

万有引力场与库仑场形式上相似性的研究

就均匀薄球壳和均匀带电薄球壳、均匀球体和均匀带电球体的内部以及外部,从场力、场和势三个方面,对它们的相似性作出分析与比较.     

带电导体球表面处的电场强度

通过带电导体球阐述了面电荷所在处的电场强度并且对分别采用的面和壳物理模型的结果进行了比较。     

巧算均匀带电半球壳之间的静电力

利用静电平衡导体的特点和叠加原理探讨了均匀带电球壳任意两部分对其内部带电体的静电力的性 质; 利用马德堡半球两部分相互作用力的结论和类比法解答两道有关均匀带电半球壳相互作用力的竞赛题     

均匀带电半球壳轴线上的电场的深入研究及应用

带电球壳是静电场研究中的一个基本模型,在高考乃至物理竞赛中都经常涉及相关问题.半球壳相对于完整的球壳而言,由于球体的不完整,导致了此类问题难度较大,往往需要使用填补法、等效法、对称性分析等技巧来研究,但这样的研究具有特殊性、局部性,将会导致对于均匀带电半球壳轴线上的电场缺乏全面准确的理解.本文将对均匀带电半球壳轴线上的电场进行严密推导,并应用结论对经常出现的相关问题进行解释.     

叠加法求均匀带电球体电场问题

现有教材中计算均匀带电圆盘轴线电场强度公式,只得到场强大小,没有明确给出场点和圆盘的相对位置与场强方向之间的关系。若根据场强叠加的方法利用此公式计算均匀带电球体的场强分布,容易得到错误的结果。将符号函数引入均匀带电圆盘轴线上电场强度计算式,可以得到场强大小及相对于圆盘的方向,清楚而准确地给出均匀带电圆盘轴线电场强度。利用该公式再次求解均匀带电球体电场,结果与利用高斯定理得到的结果完全相符。     

均匀带电圆柱面上的电场强度

本文用两种不同方法计算了无限长均匀带电圆柱面上的电场强度。     

计算均匀带电球面和柱面面上电场强度的另一方法

文中给出了计算均匀带电球面上和均匀带电柱面上电场强度的另一种方法．     

平板电极间胶体晶体在电场作用下的各向同性压缩

用直径 300 nm的聚苯乙烯微球配制不同浓度的胶体晶体溶液, 将其快速注入内表面镀有导电薄膜的玻璃样品池中, 形成 (111) 晶面平行于玻璃表面的面心立方单晶结构. 通过激光衍射Kossel线方法, 研究了不同体积分数的胶体晶体样品 及它们在均匀电场作用下晶体结构的变化. 实验发现, 随着电场强度的增加, 胶体晶体表现为各向同性的压缩. 胶体晶体在恒定电场下始终保持面心立方结构, 晶格常数随着电场强度的增加逐渐减小. 实验结果可用电场力、电流体力学作用力及颗粒间静电斥力共同解释: 电场力使带电微球克服静电斥力并沿电场反方向运动导致晶体压缩, 而由电场力作用引起的电流体力学液流产生的持续推力使垂直于电场平面上的胶体微球相互靠近. 本实验为天宫一号搭载科学实验的地基实验. 关键词： 胶体晶体 Kossel衍射 结构变化     

电学—题解

电学—题解解因金属球带电量为Ｑ，由高斯定理及电荷守恒定律可知导体球壳的内表面带电量为－Ｑ，球壳的外表面带电量为＋Ｑ．Ｂ部分受的总力等于Ｂ部分内外二表面所受库仑力的矢量和．在Ｂ部分半径为ａ的球面上任取小面元ｄＳ，如图所示．小面元面积用球坐标表为，则ｄＳ...     

每期一题(工科大学物理试题选登)

一球形电容器的内外金属球壳间充满介电常数为ε的电介质.设该电容器外球壳的半径b 和使用时的最大工作电压 U_0已给定.请设计内球壳的半径使得内外球壳间加上电压 U_0时,内球壳表面附近的电场强度为最小,并计算这时该电容器贮存的电场能量. 每期一题本期解答解法一:设电容器内球壳的半径为 R,内外球壳间加上电压 U_0。时内球壳带有电量Q.根据高斯定理可得内外球壳间任一点处的场强大小为露:一旦一 (R。这表明,内球壳的半径R:÷时,内球壳表面附近处的场强西。最小。这时该电容器的电容为4疆s知c。;ib。4sreb贮存的电场能为-矽。=÷CUp 2srebU;解法二;设电容器内球壳的半径为也内外球壳间加上电压Un时,内外球壳分别带有电量g和一Q.根据球形电容器电容公式得 : ·9:CUo=百4JrebRUo内球壳表面附近处的场强大小为。9En=≥警=丽U丽ob￡ 8 K‘拶一K,欲使童。为最小,令舞=。,解得。,R:旦2并在R=乓一处有—dZE—n>oZ dRz这表明,内球壳的半径R=.冬时,内球壳表面附近处的场强En最小.这时该电容器的电容为4vreb三’’c=—b_!b。4:ceb‘ 2贮存的电场能为 ,形。=妻CU:=2~ebU:     

带电正多边形盘轴线上的电场和磁场

利用直接积分方法,得到了均匀带电正多边形盘轴线上电场强度的解析表达式,以及均匀带电旋转正多边形盘轴线上磁场强度的解析表达式.     

也谈均匀带电球面上的电场强度

在求解均匀带电球面上电场强度问题时存在的一种困惑 ,并给出避免困惑的几种不同的论证和求解方法。     

孤立带电导体表面曲率最大处场强不一定最大

一般认为：在一个孤立的带电导体表面上，其表面曲率最大处，电场强度也最大．事实上这两个最大值之间没有上述关系，并不总是一一相对应的．只对特殊形状的导体才成立．本文通过轴向对称带电球面的一级微扰来证明电场强度和曲率二者最大值的位置是不同的．     

均匀带电球面的电场场强分布再讨论

本文通过带电球面模型的建立，分析了均匀带电球面电场强度在球面突变的原因。     

应用电势梯度求场强时应注意的一个问题

文章通过分析利用电势与电场强度的微分关系求均匀、非均匀带电圆环轴线上的电场强度,探讨了在已知某一轴线上电势分布情况下求轴线上电场强度的方法,得到了电场强度在轴线上的投影是电势在该轴线上的变化率的结果.     

任意三角形均匀带电线框的空间电势和空间电场计算

从均匀带电直线的电势出发,采取分段计算然后叠加的方法,首先导出均匀带电任意三角形线框的空间电势表达式,然后,利用电场强度与电势梯度的关系,进而导出了均匀带电任意三角形线框的空间电场表达式,并讨论了均匀带电正三角形线框和中心轴线上的特殊情况.     

均匀带电半球体轴线上的场强分布求解探讨

对于均匀带电半球体,因电荷分布不具有高度对称性不能利用高斯定理求其轴线上的电场分布,采用场强叠加原理和电势梯度两类多种方法经严格地推导求出了其轴线上任一点电场强度分布的解析解,结果表明均匀带电半球体内外轴线上各个区域电场强度分布的解析解不同,虽然采用的方法不同,但是得到的结论是一致的.对于均匀对称分布的带电体,选取合适的电荷元,利用场强叠加原理求解场强分布比较简捷,而电荷非均匀对称分布利用叠加原理求解较困难时,可采用电势梯度求解.