Решение на момент правки #19848 от , автор Valter. Это не текущая версия.

Условие

6.3.7. Сфера радиуса имеет заряд . Чему равен потенциал поля в центре сферы? Зависит ли потенциал в центре сферы от распределения зарядов на сфере? Зависит ли потенциал поля на поверхности сферы от распределения заряда по сфере?

Решение

В условии строго сказано, что заряд находится «на сфере», а не «в шаре». Это означает, что мы рассматриваем именно поверхностное распределение заряда.

Разобьем полный заряд на элементарные точечные заряды , расположенные на сфере.

1. Потенциал в центре сферы

Потенциал, создаваемый каждым элементом в центре сферы, равен:

Так как для любой точки на поверхности сферы расстояние до ее геометрического центра строго равно радиусу , эту величину можно вынести как константу за знак интеграла при подсчете полного потенциала:

Поскольку расстояние от любого элемента до центра всегда одинаково, потенциал в центре равен и не зависит от того, как именно (равномерно или кусками) распределен заряд по поверхности.

2. Потенциал поля на поверхности сферы

Потенциал в любой выбранной точке на поверхности сферы равен сумме потенциалов, создаваемых всеми остальными элементарными зарядами этой сферы. То есть , где — расстояние от рассматриваемой точки до элемента (не совпадающего с самой этой точкой). При перераспределении зарядов по сфере эти расстояния будут меняться. Следовательно, изменится значение интеграла, а значит, и итоговый потенциал.

Ответ


Не зависит; зависит.