物理・電磁気学の問題についてです。


物理の勉強が苦手で、特に解答の際、文章を用いた説明や解き方など
どう書けばいいのかよく分かりません。

リンク先の画像内の問題5の模範解答をお願いします。
参考にさせて頂きたいと思います。

http://img.f.hatena.ne.jp/images/fotolife/m/mithmarc/20100225/20100225193158_original.jpg

どうぞよろしくお願いします。

回答の条件
  • 1人2回まで
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  • 登録:2010/02/25 20:52:31
  • 終了:2010/03/04 20:55:04

回答(1件)

id:rsc96074 No.1

rsc回答回数4387ベストアンサー獲得回数4012010/03/04 06:16:20

ポイント10pt

 問題を見つけることができなかったので間違っているかも知れませんが参考までに。(^_^;

http://www.las.u-toyama.ac.jp/physics/yoshida/2009/b2/202w.pdf ←5ページ目「①電荷分布が球対称の場合」参照

 ガウスの法則より、E(r)=Qin/(4πε0 r2)

 複雑な分布でも球対称なら 内部の総電荷Qinのみに依存

 対称性から電場の方向は球の表面に垂直である。半径rの球を考えて、この球面に対してガウスの法則を用いると、球面上での電場の強さは一定だから、

∫EdS=E∫dS=E・4πr^2=q/ε0

∴E=q/(4πε0 r2)

ただし、qは、球面Sの内部の総電荷で、球面Sの内部に電荷がない時はq=0

①r<aのとき、球面Sの内部に電荷がないので、

q=0∴E=0

②a<r<bのとき、

 球殻の体積V=(4/3)π(b^3-a^3)

∴電荷密度ρ=Q/V=Q/{(4/3)π(b^3-a^3)}=3Q/{4π(b^3-a^3)}

 半径rの地点の球殻の体積Vr=(4/3)π(r^3-a^3)

∴q=ρVr=3Q/{4π(b^3-a^3)}*(4/3)π(r^3-a^3)=Q(r^3-a^3)/(b^3-a^3)

∴E={Q/(4πε0 r2)}*{(r^3-a^3)/(b^3-a^3)}

③r>bのとき、内部の総電荷は、Qだから、

q=Q∴E=Q/(4πε0 r2)

※参考URL

● Microsoft PowerPoint - EM1-05a.PPT

http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:bxEjWaIQIYwJ:www.phys....

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