均匀带电球体的电场能量问题!均匀带电球体的电场能量.设球的半径为R,带电总量为Q,且球外是真空.

1个回答

  • 真的太难打了.估计打上你也看不懂.

    简单描述下 .

    球上的电荷密度σ=Q/4πR^3

    然后取球内一个点.与球心距离是d

    然后用积分求该点的电势.

    φ=1/4πε∫σ/r dV

    式子里是对带电部分积分.r是带电部分每一点到取定这点的距离.

    把球分成无数个均匀带电球壳.然后对每个球壳求该点电势.再把这些电势积分起来.

    具体的.用球坐标.r=根号下(d-acosθ)^2+(asinθ)^2

    a是球壳的半径.

    然后积分式子.

    φ=σ/4πε∫(0-R)∫(0-π)∫(0-2π)a^2sinθ/r da dθ dψ

    然后积分.太难打了.不写了.

    最后出来是.φ=3Q/(8πR^3ε)(∫(0-d)2a^2/d da + ∫(d-R) 2a da )

    所以.φ=3Q*(R^2-d^2/3)/(8πR^3ε)

    然后.距球心d处的电场能量W=1/2 * σ * φ=……自己算下就成了.