Điện tích phân bố đều trong khối cầu bán kính R, mật độ điện khối ρ > 0. Hằng số điện môi ở trong và ngoài khối cầu đều bằng ε. Chọn gốc điện thế tại tâm O. Điện thế tại điểm M cách O một khoảng r < R là:
Trả lời:
Đáp án đúng: B
Điện thế tại một điểm bên trong khối cầu tích điện đều được tính bằng công thức: V = \(\frac{\rho}{6\epsilon_0} (3R^2 - r^2)\). Tuy nhiên, trong bài này, gốc điện thế được chọn tại tâm O của khối cầu, do đó ta cần tính lại điện thế.
Điện trường tại điểm M (r < R) là: E = \(\frac{\rho r}{3\epsilon_0}\).
Điện thế tại M so với tâm O (V(r) - V(0)) được tính bằng công thức:
V(r) - V(0) = - \(\int_0^r E dr\) = - \(\int_0^r \frac{\rho r}{3\epsilon_0} dr\) = - \(\frac{\rho}{3\epsilon_0} \frac{r^2}{2}\) = - \(\frac{\rho r^2}{6\epsilon_0}\).
Vì gốc điện thế tại tâm O, nên V(0) = 0, suy ra V(r) = - \(\frac{\rho r^2}{6\epsilon_0}\).
Vậy đáp án đúng là C.