Расстояние между центрами непроводящей сферы радиуса R и кольца того же радиуса равно На сфере равномерно распределен заряд q, на кольце — заряд Плоскость кольца перпендикулярна прямой, соединяющей центры кольца и сферы. Найти разность потенциалов между центрами кольца и сферы.
Найдем вначале потенциал в центре сферы (приняв его за нуль в бесконечно удаленной точке) с помощью принципа суперпозиции. Распределенные по сфере заряды удалены от ее центра на одинаковое расстояние R, поэтому в результате суммирования их вкладов в потенциал в центре сферы получим Заряды, распределенные по кольцу, также равноудалены от центра сферы, но на другое расстояние Суммирование их вкладов дает Складывая вклады сферы и кольца, находим, что потенциал в центре сферы равен Чтобы найти потенциал в центре кольца, учтем, что поле вне заряженной сферы совпадает с полем точечного заряда, помещенного в ее центр. Следовательно, заряженная сфера создает в центре кольца потенциал Потенциал в центре кольца, создаваемый зарядами на кольце, находится по принципу суперпозиции и равен В итоге, для потенциала в центре кольца получаем значение Окончательно, для искомой разности потенциалов получаем значение
Ответ: