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(2014•安徽模拟)如图所示,电荷Q均匀分布在半径为R的球面上,在球壳上任取一小圆片B,Q′点是小圆圆心,小圆半径r远小于大球半径R,图中M、N、Q′三点在一条半径上,非常靠近圆片内

题目详情
(2014•安徽模拟)如图所示,电荷Q均匀分布在半径为R的球面上,在球壳上任取一小圆片B,Q′点是小圆圆心,小圆半径r远小于大球半径R,图中M、N、Q′三点在一条半径上,非常靠近圆片内外的两点M、N的场强都可以看做是圆片B上电荷产生的场强与剩余球壳A上电荷产生场强的叠加而成的,均匀带电球壳内部的电场强度为零,在其外部某处产生的场强表达式是E=
kQ
r2
,r是该点到球心的距离,则球壳表面的场强是(  )

A.0
B.
kQ
2R2

C.
2kQ
R2

D.
πkQ
4R2
▼优质解答
答案和解析
根据题意可知,M、N的场强可以表达为:
EM=0=EA-EB=0…①
EN=EA+EB=
kQ
R2
…②
其中EA是剩余球壳A上电荷产生场强,
由于M、O′、N点的距离非常近,所以在M、O′、N点的EA都相等,
-EB、EB分别是图片B点上的电荷在M点和N点处产生的场强,EA、EB场强方向相同,
由①②得:EA=
kQ
2R2
,又图片B上的电荷在O′点处产生的场强为零,所以,O′点的场强等于EA
得:EO′=
kQ
2R2
,O′点为任意取的小圆片,所以O′点也是球壳表面的任意一点,所以球壳表面的场强是
kQ
2R2

故选:B
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