好文档 - 专业文书写作范文服务资料分享网站

电场强度的几种计算方法

天下 分享 时间: 加入收藏 我要投稿 点赞

例:如图2所示,均匀带电圆环所带电荷量为Q,半径为R,圆心为O,P为垂直于圆环平面的称轴上

的一点,OP=L,试求P点的场强。

解析:设想将圆环看成由n个小段组成,当n相当大时,每一小段都可以看作点电荷,其所带电荷量Q′=Q/n,由点电荷场强公式可求得每一小段带电体在P处产生的场强为

kQkQE?? nrn(R?L)222由对称性知,各小段带电环在P处的场强E,垂直于轴的分量Ey相互

抵消,而其轴向分量Ex之和即为带电环在P处的场强EP

QE?nE?nkcos? n(R?L)Px22 ?kQL(R2?L2)32

六. 静电平衡法

这种方法常用于计算感应电荷产生的电场强度,根据静电平衡时导体内部场强处处为零的特点,外部场强与感应电荷产生的场强(附加电场)的合场强为零,可知E感= -E外,这样就可以把复杂问题变简单了。

例:长为L的金属棒原来不带电,现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处且与棒在一条线上,则棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强的大小 ,方向 。

七. 极值法

q + O L

R

例:(2012·安徽理综,20)如图所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积带电量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出:E=2πkσ错误!,方向沿x轴.现考虑单位面积带电量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r的圆板,如图6-9所示.则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为( ).

图6-8 图6-9 A.2πkσ0错误! B.2πkσ0错误! xr

C.2πkσ0r D.2πkσ0x

答案A

例:如图所示,两带电量增色为+Q的点电荷相距2L,MN是两电荷连线的中垂线,求MN上场强的最大值。

解析:用极限分析法可知,两电荷间的中点O处的场强为零,在中垂线MN处的无穷远处电场也为零,所以MN在必看场强的最大值。采用最常规方法找出所求量的函数表达式,再求极值。由图9可知,MN上的水平分量相互抵消,所以有:

QE?2(Esin?)?2ksin? (L/cos?)12将上式平方得

Q2222E?2Kcos?cos?(2sin?)4L22

由于sin??cos??2sin??2

222所以当cos??2sin?,即tan??22时,E有最

22大值为

Emax?46Qk29L

八. 等分法

例. 如图所示,a、b、c是匀强电场中的三点,这三点边线构成等边三角形,每边长L=21cm,将一带电量q=?2?10C的点电荷从a点移到b点,电场力做功W=?1.2?10J;若将同一点电荷从a点移到c点,电场力做功W=6?10J,试求匀强电场强度E。

?6?51?62U答案:E=Lcos=200V/m ?ab

电场强度的几种计算方法

例:如图2所示,均匀带电圆环所带电荷量为Q,半径为R,圆心为O,P为垂直于圆环平面的称轴上的一点,OP=L,试求P点的场强。解析:设想将圆环看成由n个小段组成,当n相当大时,每一小段都可以看作点电荷,其所带电荷量Q′=Q/n,由点电荷场强公式可求得每一小段带电体在P处产生的场强为kQkQE??nrn(R?L
推荐度:
点击下载文档文档为doc格式
0jqwh8ptky05ej21u0rq9kfa25180i00k8e
领取福利

微信扫码领取福利

微信扫码分享