电场
2025年10月09日
物理 / 普通物理学
779字
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一、电偶极子

考虑两个等量异号的点电荷 ,分别位于 ,即沿 轴对称分布。定义电偶极矩为

方向为负电荷指向正电荷,大小为电荷与距离的乘积

1、电偶极子在上产生的电场

image-20250924111610370

由对称性,,只需要计算

其中:

所以:

2、电偶极子在上产生的电场

image-20250924112123622

轴上,,只需要计算

化简得:

3、电偶极子在电场中的受力分析

image-20250924121806484

上图为电偶极子在均匀电场中的受力分析。很明显,电偶极子收到一个力矩作用,首先写出电偶极矩矢量:

分析受力特点,整体受力为,合力矩为:

image-20250924123203599

即:

以电偶极子的中点为参考点,计算电场对电偶极子做的功:

二、连续电荷分布产生的电场

1、无限长带电直线在某一点产生的的电场

image-20250924101939128

根据上图演示,计算在该点产生的电场

其中为:

代入得:

其中并不是独立的,存在下面关系:

所以:

向两个方向分解:

积分得:

经过上面的推导,得出结论:无限长带电直线对某一点产生的电场,随着该点到直线的距离成反比例减小。

2、均匀带电圆环在圆心轴上某点产生的电场

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计算对该点产生的电场

由对称性得:

计算在竖直方向的分量:

积分得:

在两种特殊的情况下:

3、均匀带电圆盘在圆心轴上某点产生的电场

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计算单位面积上带有的电荷

将均匀带电圆盘看作是无数个圆环叠加:

积分得:

当圆盘无限大时:

当点离圆盘足够远时,可以将圆盘近似看成点电荷:

作者信息:老官童鞋gogo
发表于:2025年10月09日
本文标题: 电场