Question

Металлический шар радиусом R1, заряженный до потенциала ф , окружают концентрической сферической проводящей оболочкой радиусом R2. Внешнюю оболочку заземляют с помощью тонкого проводника. Сколько тепла выделится при этом в проводнике?

Answer 1

Дано:
Радиус внутренней оболочки - R₁, заряд до потенциала ф - q, радиус внешней оболочки - R₂.

Решение:
Когда внешняя оболочка заземлена, то она принимает потенциал земли (равный нулю). Заряд q на внутренней оболочке создает электрическое поле, которое поверхностью внешней оболочки выталкивает из нее заряды и перераспределяет их по ее поверхности.

Количество тепла, выделяющееся при этом в проводнике, можно найти как изменение потенциальной энергии системы при перераспределении заряда на внешней оболочке.

Тепло, выделяющееся в проводнике:
Q = k * q² * ((1/R₂) - (1/R₁)).

Ответ:
Количество тепла, выделившееся в проводнике, равно Q = k * q² * ((1/R₂) - (1/R₁)).