2018-02-06
Внутри равномерно заряженною шара с объемной плотностью заряда $\rho$ имеется сферическая полость. Расстояние между центрами шара и полости равно $l$. Чему равна напряженность зле рического поля внутри полости и как она направлена?
Решение:
См. решение задачи 6235. Напряженность поля объемнозаряженного шара линейно зависит от расстояния до центра и направлена по радиусу. Возьмем любую точку (А) внутри полости. Для большого шара $\vec{E}_{A_{1}} = \frac{ \rho \vec{r}_{A} }{ 2 \epsilon_{0} }$; для малого шара, который можно поместить на место полости, $\vec{E}_{A_{2}} = \frac{ \rho \vec{r} }{3 \epsilon_{0} }$. Для малого шара (полости) объемную плотность заряда можно считать отрицательной. Тогда, согласно принципу суперпозиции, напряженность поля в полости равна $\vec{E}_{A} = \vec{E}_{A_{1} } - \vec{E}_{A_{2} } = \frac{ \rho \vec{r}_{A} }{3 \epsilon_{0} } - \frac{ \rho \vec{r} }{3 \epsilon_{0} } = \frac{ \rho ( \vec{r}_{A} - \vec{r} ) }{3 \epsilon_{0} } = \frac{ \rho \vec{l} }{3 \epsilon_{0} }$
То есть напряженность электрического ноля внутри полости $\vec{E} = \frac{ \rho \vec{l} }{3 \epsilon_{0} }$ и направлена вдоль прямой, соединяющей центры шара и полости (рис.).