题目
真空中有"孤立的"均匀带电球体和一均匀带电球面,如果它们的半径和所带的电荷都相等.则它们的静电能之间的关系是 (A) 球体的静电能等于球面的静电能. (B) 球体的静电能大于球面的静电能. (C) 球体的静电能小于球面的静电能. (D) 球体内的静电能大于球面内的静电能,球体外的静电能小于球面外的静电能.
真空中有"孤立的"均匀带电球体和一均匀带电球面,如果它们的半径和所带的电荷都相等.则它们的静电能之间的关系是
(A) 球体的静电能等于球面的静电能.
(B) 球体的静电能大于球面的静电能.
(C) 球体的静电能小于球面的静电能.
(D) 球体内的静电能大于球面内的静电能,球体外的静电能小于球面外的静电能.
题目解答
答案
B
解析
步骤 1:计算均匀带电球体的静电能
均匀带电球体的静电能可以通过计算其内部和外部的电场能量来得到。球体内部的电场能量密度与电场强度的平方成正比,而球体外部的电场能量密度与球面电荷分布的电场强度的平方成正比。由于球体内部的电场强度大于球面的电场强度,因此球体内部的静电能大于球面的静电能。
步骤 2:计算均匀带电球面的静电能
均匀带电球面的静电能可以通过计算其外部的电场能量来得到。球面外部的电场能量密度与球面电荷分布的电场强度的平方成正比。由于球面外部的电场强度小于球体外部的电场强度,因此球面外部的静电能小于球体外部的静电能。
步骤 3:比较静电能
由于球体内部的静电能大于球面的静电能,而球体外部的静电能大于球面外部的静电能,因此球体的总静电能大于球面的总静电能。
均匀带电球体的静电能可以通过计算其内部和外部的电场能量来得到。球体内部的电场能量密度与电场强度的平方成正比,而球体外部的电场能量密度与球面电荷分布的电场强度的平方成正比。由于球体内部的电场强度大于球面的电场强度,因此球体内部的静电能大于球面的静电能。
步骤 2:计算均匀带电球面的静电能
均匀带电球面的静电能可以通过计算其外部的电场能量来得到。球面外部的电场能量密度与球面电荷分布的电场强度的平方成正比。由于球面外部的电场强度小于球体外部的电场强度,因此球面外部的静电能小于球体外部的静电能。
步骤 3:比较静电能
由于球体内部的静电能大于球面的静电能,而球体外部的静电能大于球面外部的静电能,因此球体的总静电能大于球面的总静电能。