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半球面对求外产生电场和完整球一样吗?

均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面AB上均匀分布

在N一侧假象有一个半球,即使半球变成完整的球体,并且均匀带有+2q的电量,那么,等效于在O点有2q的点电荷,此时,M点的场强为: E1=k*2q/(2R)^2=kq/(2R) M点此时的场强是左半球(M侧带+q)和右半球(N侧带+q)在M点处场强的叠加,因此,右半球在M点产生的电场强度为: E2=E1-E=kq/(2R)-E M点处的场强E2即为只有右半球带电量+q时的场强,根据对称性可知,图示模型中,N点的场强等于E2,即kq/(2R)-E,方向向右。

半球面的电场分布

如果已知半球面的电荷分布,即电荷面密度ρ,以及边界条件,那么通过麦克斯韦方程组或者电磁场方程得到一组偏微分方程,求解即可得到电场分布. 对于特殊的情况,比如带均匀面电荷的半球面,那么其电场分布恰好与一个带相同均匀面电荷的球面的电场分布相同,此时其内部是等势的,所以内部电场为零. 实际上这样的半球面要存在,必须用外力使电荷固定,否则由于静电平衡,电荷必然重新分布,这时内部电场就不是零了,具体分布情况要通过求解场方程才能得到.

均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布

A


试题分析:首先将AB补成一个完整球面,且使右半球面均匀分布等量的正、负电荷,电荷量为q,设右半球负电荷在M点产生的场强为 ,根据题意则有 ,故可得 ,根据对称性可知,左半球面在N点所产生的场强大小与 相等,故只有选项A正确;

均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面AB上均匀分布

假设将带电量为2q的球面放在O处,均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.
则在M、N点所产生的电场为 E=

k?2q
(2R)2
=
kq
2R2

由题知当半球面如图所示产生的场强为E,则N点的场强为 E′=
kq
2R2
-E,
故选:B.

关于均匀带电半球壳对其球心产生的场强的计算问题

是放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值,定义式E=F/q ,适用于一切电场;其中F为电场对试探电荷的作用力,q为试探电荷的电荷量。单位N/C。

由φ=kQ/r,所以Q=自己算。E=kQ/r^2,所以E=自己算。球面外的场强分布,相当于将这个半径为R的均匀带电球面上的电荷全部集中在球心,而形成的点电荷的场强分布(这种等价只适用于球面外的空间),所以公式为E=kq/r^2。


扩展资料:

当今是互联网的时代,我们仍然对电力有着持续增长的需求,因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。

电力的产生方式主要有:火力发电(煤等可燃烧物)、太阳能发电、大容量风力发电技术、核能发电、氢能发电、水利发电等。

21世纪能源科学将为人类文明再创辉煌,例如,燃料电池是将氢、天然气、煤气、甲醇、肼等燃料的化学能直接转换成电能的一类化学电源;生物质能是以生物质为载体的能量,生物质能的高效和清洁利用技术也得到极大发展。

参考资料来源:百度百科-电力

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