电位函数,则场点A(1,1)处的场强为()。
A 、10V/m
B 、
C 、
D 、
【正确答案:C】
在A点坐标(1,1)处,求电位x与y方向的偏导数为:
因为中点处,两电荷产生的电场方向正好相反,此处电场为零。沿中垂线向外时,随着夹角的减小,和场强会逐渐增大。但是由于往外,与两电荷的距离也会增大,即每个电荷产生的电场也会减小。所以必然在某处达到最大值后,改为变小,在无穷远处又变为0。
设两同种点电荷间Q1、Q2距离为r,它们所携的电荷都为q,则在两点连线中点处场强为0。
假设在中垂线上有一点A,A点与中点的距离为x,
令y*y=r*r+x*x,且,y>0
令tanα=r/x
则A点处的场强为:2*k*q*cosα/y=2*k*q*x/(r*r+x*x)
令z=(r*r+x*x)/(2*k*q*x)=[(r*r/x)+x]/(2*k*q)
显然,当且仅当,r*r/x=x,即,x=r时,上式有最小值,
即, 当x=r时A点处的场强有最大值。
注意事项
(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分。
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直。
(3)常见电场的电场线分布要求熟记。
(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关。
电场强度等于电位的负梯度。基本上就是对电位函数沿x,y,z方向求导。比如电位u=xyz那么E=-(yz ex+xz ey+xy ez)ex,ey,ez分别是沿x,y,z方向的单位矢量。
把式子变换一下,U=Ed,U是静电场中两点或者两个等势面之间的电势差,又叫电压。E是场强,在这个式子里应该是指匀强电场的场强。d是两点各自所在的等势面之间的距离。
上述公式的物理意义是,两个等势面之间的电压等于场强与它们的距离的乘积。这与场强以及电压的含义是一致的。
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。于是以试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力的方向为电场方向,以前述比值为大小的矢量定义为该点的电场强度,常用E表示。
扩展资料:
电场中某点的场强方向规定为放在该点的正电荷受到的静电力方向。对于真空中静止点电荷q所建立的电场,可以由库仑定律得出。
E=kQ/r2(只适用于点电荷),r是电荷q至观察点(或q')的距离;r是由q指向该观察点的单位矢量,它标明了E的方向。静电场或库仑电场是无旋场,可以引入标量电势φ,而电场强度矢量与电位标量间的关系为负梯度关系。
电场强度遵从场强叠加原理,即空间总的场强等于各电场单独存在时场强的矢量和,即场强叠加原理是实验规律,它表明各个电场都在独立地起作用,并不因存在其他电场而有所影响。电场强度的叠加遵循矢量合成的平行四边形定则。
参考资料来源:百度百科——电场强度