等量電荷兩條特殊線上的場強 電勢分布特點

2022-05-02 11:30:01 字數 1032 閱讀 7910

∴當x=時,en =0,,即在兩電荷連線中點o處場強最小,

從o點向兩側逐漸增大,數值關於o點對稱,方向相反。

小結:等量同種電荷連線上中點場強為零,向兩側逐漸增大。

2、 中垂線上

如圖4所示, 根據對稱性知:在o點兩側,

電場強度方向均沿中垂線方向從o點指向無限遠(若兩電荷為等量負電荷則反之),由極限分析法易得:在o點處,e =0;在距o點無限遠處,e =0。說明中間某位置有極大值,可見:

合電場強度的大小隨著距o點的距離增大,先從零增大到最大,然後逐漸減小。

在中垂線上,任取一點p,設op=x,ap=bp=r.由點電荷場強公式,(注意:場強是向量,向量求和時要考慮方向,在p點沿ab中垂線方向和垂直於中垂線方向分解ea和eb),故p點場強為:

ep=2eacosθ

=,運用數學方法,令y=,求導可得:

y,=令y,=0,則,即,∴當時, ep有最大值epmax=。

∴從中點沿中垂線向兩側,電場強度的數值先增大後減小,兩側方向相反,關於o點對稱的點數值相等。

小結:等量同種電荷連線的中垂線上,從中點向兩側電場強度先增大後減小,兩側方向相反,關於o點對稱的點數值相等。

若兩電荷為等量正電荷,則電場強度方向均沿中垂線方向從中點指向無限遠;

若兩電荷為等量負電荷,則電場強度方向均沿中垂線方向從無限遠指向中點。

(1)可根據電勢與電場線的關係(沿著電場線的方向電勢降低)直接判斷:連線上,中點電勢最小,從中點往兩邊電勢公升高;中垂線上從中點往兩邊電勢降低,無窮遠處為零。電場線的分布如右圖所示。

(2)也可由電勢差的定義判斷。先看兩點電荷的連線上:

設一正檢驗電荷由連線上某點a向中點o移動時,如左圖所示

根據w=fs cos知,f與s的方向相同,故f做正功,q又為正電荷,

所以即故

可知連線上從o到點電荷電勢公升高,又由於兩邊對稱,故連線上o點電勢最低。

同理可知中兩點電荷的垂直線上中點o電勢最高,往兩邊電勢降低。

小結:等量同種電荷連線上,中點電勢最低,從中點往兩側電勢公升高;中垂線上從中點往兩邊電勢降低,無窮遠處電勢為零。

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