Консультация № 174516
24.11.2009, 19:31
0.00 руб.
0 2 2
Уважаемые эксперты, помогите пожалуйста решить следующий ворос (нуждаюсь в срочном ответе):

Сплошной шар r=10 см заряжен равномерно зарядом 2 нКл. Найти разность потенциалов между центром шара и точками, леж-ми на его поверхности.

Обсуждение

Неизвестный
24.11.2009, 19:39
общий
24.11.2009, 20:23
это ответ
Здравствуйте, Саша Казаченко Ивановна.

Из-за симметрии шара потенциал вне шара равен потенциалу, который возникнет, если шар заменить точечным зарядом равным заряду шара и помещенным в центр шара.

Тогда потенциал на поверхности шара

U=kq/r.

В СГСЭ единица измерения заряда выбрана таким образом, что коэффициент k = 1 и, как правило, опускается.
В СИ k ≈ 8,987551787·10^9 Н·м2/Кл2
давно
Модератор
156417
2175
24.11.2009, 20:20
общий
это ответ
Здравствуйте, Саша Казаченко Ивановна.
Насколько я понял, заряд равномерно распределён по объёму.
Тогда объёмная плотность [$961$]=q/V=3q/(4пr3)
Рассмотрим точку на расстоянии R<r от центра шара
Заряд шара радиусом R (центр совпадает с центром исходного шара)
q1=[$961$]V1=q*R3/r3
Теорема Гаусса: Поток вектора напряжённости электрического поля через любую, произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности электрическому заряду.
Учитывая симметричность относительно центра шара, делается вывод, что напряжённость на поверхности шара радиусом R прямо пропорциональна заключённому в нём заряду (и равно напряжённости, которую бы создавал в любой точки данной поверхности точечный заряд, равный заряду внутри шара радиусом R, расположенный в центре шара) и не зависит от заряда, находящегося вне шара радиусом R.
то есть напряжённость в точке внутри исходного шара на расстоянии R от центра равна E=kq1/R2=k(q*R3/r3)/R2=k*q*R/r3
Чтобы получить разность потенциалов центра и поверхности, проинтегрируем полученное выражение от 0 до r
[$916$][$966$]=0r[$8747$]k*q*R/r3 dR=k*q*r2/2r3-k*q*02/2r3=k*q/2r
[$916$][$966$]=9*109Н*м[sup]2[/sup]/Кл[sup]2[/sup]*2*10-9Кл/(2*0,1м)=90 В
Форма ответа