Электродинамика. Нетребко Н.В - 47 стр.

UptoLike

§3.Проводники и диэлектрики в электрическом поле
47
При интегрировании учтено, что при
R
r
=
потенциал непрерывен.
Пример 3.5. На проводящей сфере
радиусом
R
находится заряд Q
+
, а на
проводящей сфере радиусом
R
4
,
концентрической с первой - заряд Q2
.
Между заряженными сферами находится
не заряженный слой проводящей среды,
ограниченный сферами с радиусами
R
2
и
R3 соответственно (см. рис.3.5). Найдите
напряженность электрического поля во
всем пространстве. Постройте картину
силовых линий вектора
E
, а также
найдите индукционные заряды на поверхностях проводника. Как изменятся
заряды на сферах, если их соединить проводником?
Решение.
Как и в предыдущем примере, поле обладает сферической
симметрией. Для применения теоремы Гаусса выберем сферу радиусом
r
,
концентрическую с данными. Поток через нее подсчитан в предыдущем
примере и задается формулой (3.8). Найдем заряд внутри сферы радиусом
r
:
+
=
Q
Q
qQ
Q
q
'
0
, если
rR
RrR
RrR
RrR
Rr
<
<<
<<
<<
<
4
43
32
2
.
Здесь 'q - индукционный заряд на сфере радиусом R3 , а так как проводник
не несет заряда, то на его внутренней поверхности радиусом
R
2
находится
заряд 'q
. Применим теорему Гаусса и учтем, что внутри проводника поле
равно нулю ( Qq
=
' ), получим
Рис.3.5
§3.Проводники и диэлектрики в электрическом поле                       47

При интегрировании учтено, что при r = R потенциал непрерывен.

                                  Пример 3.5. На проводящей сфере
                                  радиусом R находится заряд +Q , а на
                                  проводящей    сфере   радиусом    4R ,
                                  концентрической с первой - заряд −2Q .
                                  Между заряженными сферами находится
                                  не заряженный слой проводящей среды,
                                  ограниченный сферами с радиусами 2 R и
                                  3R соответственно (см. рис.3.5). Найдите
                                  напряженность электрического поля во
                                  всем пространстве. Постройте картину
             Рис.3.5
                                силовых линий вектора E , а также
найдите индукционные заряды на поверхностях проводника. Как изменятся
заряды на сферах, если их соединить проводником?
Решение. Как и в предыдущем примере, поле обладает сферической
симметрией. Для применения теоремы Гаусса выберем сферу радиусом r ,
концентрическую с данными. Поток через нее подсчитан в предыдущем
примере и задается формулой (3.8). Найдем заряд внутри сферы радиусом
r:
             0                     r