电荷体密度为ρ=q/(4πR³/3)=3q/(4πR³)
距离球心为r的位置处:
当r>R时,相当于所有电荷集中于球心。
E=q/(4πεr²) U=q/(4πεr)
当r<=R时,相当于半径为r的所有电荷集中于球心,而半径为r的球体以外的电荷对内部电场贡献为零。
E=Q/(4πεr²)=(q(4πr³/3)/(4πR³/3))/(4πεr²)=qr/(4πεR³)
U=q/(4πεR)+∫(r->R)Edr
=q/(4πεR)+∫(r->R)rdr
=q/(4πεR)-qr²/(8πεR³)
=3q/(8πεR)-qr²/(8πεR³)