两个点电荷+Q和-Q位于一个半径为a的接地导体球的直径的延长线上 分别距离球心D和-D。 (1)证明:镜像电荷构成
点电荷,球心,电荷
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使用导体球面的镜像法叠加原理分析。在球内应该加上两个镜像电荷:一个是Q在球面上的镜像电荷,q1=-aQ/D,距离球心b=a2/D;第二个是一Q在球面上的镜像电荷,q2=aQ/D,距离球心b1=-a2/D。当距离较大时,镜像电荷间的距离很小,等效为一个电偶极子,电偶极矩为
$球外任意点的电场等于四个点电荷产生的电场的叠加。设+Q和-Q位于坐标x轴上,当Q和D分别趋于无穷,同时保持Q/D2不变时,由+Q和-Q在空间产生的电场相当于均匀平板电容器的电场,是一个均匀场。均匀场的大小为2Q/(4πε0D2),方向在-ez。由镜像电荷产生的电场可以由电偶极子的公式计算:

