根据场强方向AF,在虚线框内均匀、平行地画出多条电场线,确保电场线方向与AF方向一致,且电场线间距离相等。注意:由于题目要求仅画出电场线,无需标注具体数值或方向箭头,但在实际绘制时,为了清晰表示,可以在电场线上适当位置标注方向箭头,并注明“场强方向”或类似字样。
移动之后就会建立一个和外界电场反向的电场从而消弱外界电场,当这个建立的电场不足以抵消外部电场时,电子继续移动,直到完全抵消了外加电场,这时候电子都集中在球壳的外表面,很薄的一层。
定起始点:起于正电荷,结束于负电荷。如果是正、负单电荷,则止、起于无穷远(画远一点即可)。如果是空间某个电场,则按电场方向。定线数:就是确定画几条线。可根据电荷数量或电场线起始位置的电场大小情况,按比例确定线数。
一些典型的电场的电场线如图所示。电场线不仅能够显示电场的方向和强度,还能帮助我们绘制电势等值线,从而判定电势的高低。电场线的密集程度可以反映电场强度的大小,而电场线的方向则指示了场强的方向。沿着电场线方向,电势会逐渐降低。通过电场中某一面的电场线总条数,可以计算出通过该面的电通量。
画电场线应注意:电场线一般起于正电荷或无穷远处,终止与无穷远处或负电荷。电场线不闭合不相交。有关等量同号电荷,等量异号电荷电场的电场线的画法可参见下图中第二排左一和左二图。电场线是为了直观形象地描述电场分布,在电场中引入的一些假想的曲线。
电场线紧密在一起,空间最接近的地区;他们传播远地区的空间电荷的最远的。 根据公约关于线密度、电场的一个原因,是最大的在位置最接近的表面电荷和至少位置远离表面的电荷。 线密度在电场线模式显示的信息强度或电场的大小。第二个规则来画电场线包括绘图对象的力线垂直于表面的位置线连接到对象的表面。
1、无限长均匀带电圆柱面的内部的电场强度为零,外部的电场强度强度计算如下图,可以取圆柱状的高斯面,只有侧面有电通量,代入高斯定律可得电场强度。电场强度对任意封闭曲面的通量只取决于该封闭曲面内电荷的代数和,与曲面内电荷的分布情况无关,与封闭曲面外的电荷亦无关。场强分布特点:在任何电场中,每一点P的场强 都有一定的方向。
2、在无限长均匀带电圆柱体中,内部的电场强度为零。这一现象可以通过高斯定理来解释。对于外部电场,其方向沿着半径方向。应用高斯定理,我们得到公式E2πrh=2πRhσ/ε,进一步简化后可以得到E=Rσ/εr。
3、无限长均匀带电圆柱面的内部的电场强度为零,外部的电场强度强度计算如下图,可以取圆柱状的高斯面,只有侧面有电通量,代入高斯定律可得电场强度。高斯定理,静电场的基本方程之一,它给出了电场强度在任意封闭曲面上的面积分和包围在封闭曲面内的总电量之间的关系。矢量分析的重要定理之一。
4、圆柱外部:2πrLE=λL/ε E=λ/(2πrε)因为提供的是线密度,所以无法计算圆柱内部场强,计算方法类似。
5、如图所示,由于电荷分布的轴对称性,可以确定带电圆柱面产生的电场也具有对称性,即离圆柱面轴线垂直距离相等的各点电场强度大小相等,方向都垂直于圆柱面,取过场点P的一同轴圆柱面为高斯面,圆柱面高为l,底面半径为r,则通过高斯面的电通量为零通过高斯面侧面的电通量为2πrlE。
6、在求解无限长均匀带电圆柱面的场强分布时,我们可以应用高斯定理。考虑一个与圆柱同轴的圆柱面作为高斯面,其半径为r,长度为l。根据高斯定理,通过这个高斯面的电通量等于圆柱体内所包围的电荷量除以介电常数ε0。假设圆柱面的电荷密度为λ,则圆柱体内所包围的电荷量Q为λl。
1、需要二重积分,由于球面上各点的场强E均垂直于球面,所以 cosθ=1 ,E 大小处处相等,可以提取到积分符号外,这样就化成E ∫dS 求整个球面积分 就是 4πr电场中某一点的电场强度在数值上等于单位电荷在那一点所受的电场力。试验电荷的电量、体积均应充分小,以便忽略它对电场分布的影响并精确描述各点的电场。
2、在距离球心r处做高斯球面,球面上的电通量为(4/3πr×δ)/ε,因为场强均匀分布,所以场强的大小直接再除以面积4πr即可。
3、E=Q/4πεr^2 ,rR,以球心为中心,做个半径小于R的球面作为高斯面,因为高斯面内的净电荷为零,所以球面内的场强处处为零。在电场中某一点,试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与试探点电荷无关的量。
4、磁场外为E0=kQ/R^2 当Q 0时,场强的方向沿着径向向外;当Q 0时,场强的方向沿着径向向内。在均匀带电球面内,场强为零;在均匀带电球面外,各点的场强与电荷全部集中在球心处的点电荷所激发的场强相同。
E=Q/4πεr^2 ,rR,以球心为中心,做个半径小于R的球面作为高斯面,因为高斯面内的净电荷为零,所以球面内的场强处处为零。在电场中某一点,试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与试探点电荷无关的量。
一个均匀带电的球壳,带电量为q,则对壳外部产生的场强为E=q/(4πεr),内部场强为零。
真空中有一半径为r,电量为q的均匀带电球体,求其球内、外各点的电场强度当rR时,E=kq/r^2;当r≤R时,E=kqr/R^3。在电场的同一点,电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是恒定的,跟试探电荷的电荷量无关。
在距离球心r处做高斯球面,球面上的电通量为(4/3πr×δ)/ε,因为场强均匀分布,所以场强的大小直接再除以面积4πr即可。
无论是球体内还是外,电场强度都是球对称的,取高斯面为半径为r的球面。
方法是:球外按点电荷计算,球内某点P处的电场,只要考虑P点以内球体内的电荷,也按点电荷计算。