一长为L的均匀带电直线,电荷线密度为 λ,求在直线延长线上与直线近端相距R处P点的电势与场强。

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-18
真空中一长为L的均匀带电直线,线电荷密度为λ,求在此带电直线延长线上与直线近段相距R处的P点的电势与

均匀带电直导线可以看作是一个点电荷源因为导线各点带电量均匀,那么可以知道,近端和远端两点在R处产生的场强平均值必定等于导线中点《也就是L/2处》在R处产生的场强那么这条直线处完全可以看作是在直导线中点处带有电量为(L*λ)库仑的一个点电荷源那么原距离R处,也就是变成距离(L/2)+R用点电荷产生的场强的电势公式就可以得出该点的场强和电势了

解:以点电荷位置P为原点,以从点电荷指向杆方向为x轴正方向,在位置坐标x处(d≤x≤d+L)的带电杆上,取长度为dx的一小段作为带电微元,其电荷量dq=λdx,它受到点电荷q0的电场力为

df=(1/4πε)*dq/x^2

杆受到的电场力为定积分,被积函数(λ/4πε*x^2),积分限从d到d+L

f=inf(df,x=d..d+L)

f=λL/4πε(d+L)*d

解题过程如下:

扩展资料

性质:

(1)单位正电荷由电场中某点A移到参考点O(即零势能点,一般取无限远处或者大地为零势能点)时电场力做的功与其所带电量的比值。所以φA=Ep/q。在国际单位制中的单位是伏特(V)。

(2)电场中某点相对参考点O电势的差,叫该点的电势。“电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷在那一点所具有的电势能”。

公式:ε=qφ(其中ε为电势能,q为电荷量,φ为电势),即φ=ε/q

在电场中,某点的电荷所具的电势能跟它的所带的电荷量之比是一个常数,它是一个与电荷本身无关的物理量,它与电荷存在与否无关,是由电场本身的性质决定的物理量。

电势是描述静电场的一种标量场。静电场的基本性质是它对放于其中的电荷有作用力,因此在静电场中移动电荷,静电场力要做功。但静电场中沿任意路径移动电荷一周回到原来的位置,电场力所做的功恒为零,即静电场力做功与路径无关,或静电场强的环路积分恒为零。 

静电场的这一性质称为静电场的环路定理。根据静电场的这一性质可引入电势来描述电场,就好像在重力场中重力做功与路径无关,可引入重力势描述重力场一样。

电场中某一点的电势定义为把单位正电荷从该点移动到电势为零的点,电场力所做的功。通常选择无限远点的电势为零,因此某点的电势就等于把单位正电荷从该点移动到无限远,电场力所做的功



性质:

(1)单位正电荷由电场中某点A移到参考点O(即零势能点,一般取无限远处或者大地为零势能点)时电场力做的功与其所带电量的比值。所以φA=Ep/q。在国际单位制中的单位是伏特(V)。

(2)电场中某点相对参考点O电势的差,叫该点的电势。“电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷在那一点所具有的电势能”。

公式:ε=qφ(其中ε为电势能,q为电荷量,φ为电势),即φ=ε/q

在电场中,某点的电荷所具的电势能跟它的所带的电荷量之比是一个常数,它是一个与电荷本身无关的物理量,它与电荷存在与否无关,是由电场本身的性质决定的物理量。

电势是描述静电场的一种标量场。静电场的基本性质是它对放于其中的电荷有作用力,因此在静电场中移动电荷,静电场力要做功。但静电场中沿任意路径移动电荷一周回到原来的位置,电场力所做的功恒为零,即静电场力做功与路径无关,或静电场强的环路积分恒为零。

静电场的这一性质称为静电场的环路定理。根据静电场的这一性质可引入电势来描述电场,就好像在重力场中重力做功与路径无关,可引入重力势描述重力场一样。

电场中某一点的电势定义为把单位正电荷从该点移动到电势为零的点,电场力所做的功。通常选择无限远点的电势为零,因此某点的电势就等于把单位正电荷从该点移动到无限远,电场力所做的功

均匀带电直导线可以看作是一个点电荷源 因为导线各点带电量均匀,那么可以知道,近端和远端两点在R处产生的场强平均值必定等于导线中点《也就是L/2处》在R处产生的场强 那么这条直线处完全可以看作是在直导线中点处带有电量为(L*λ)库仑的一个点电荷源 那么原距离R处,也就是变成距离(L/2)+R 用点电荷产生的场强的电势公式就可以得出该点的场强和电势了






  • 一长为L的均匀带电直线,电荷线密度为 λ,求在直线延长线上与直线近...
    答:解题过程如下:
  • 一长为L的均匀带电直线,电荷线密度为 λ,求在直线
    答:线元距离p点的长度
  • 如图所示长度为L的均匀带电直线,线电荷密度为m,试求带电线的垂直平分线...
    答:分析:用电势叠加原理做。在带电直线上取一微小长度 dX,它的带电量是 dq=m dX 。由点电荷产生的电场中的电势计算式 U=KQ / r (取无穷远处电势为0) 得P点处电势为 Up=∫ K*(dq ) / r,r 是元电荷 dq 到P点的距离。设元电荷 dq 到带电直线中点处的距离是 X ,则 r=根...
  • 如图所示长度为L的均匀带电直线,线电荷密度为,试求带电线的垂直平分线上...
    答:若线电荷密度是m,则可用电势叠加原理做。在带电直线上取一微小长度 dX,它的带电量是 dq=m dX 。由点电荷产生的电场中的电势计算式 U=KQ / r (取无穷远处电势为0) 得P点处电势为 Up=∫ K*(dq ) / r,r 是元电荷 dq 到P点的距离。设元电荷 dq 到带电直线中点处的距离是...
  • 均匀带电细直线,长为L,线电荷密度为λ.求直线的延长线上距L中点为r...
    答:在细直线上取一小段长度dX,它的电量是dq,有dq=λ*dX 。由于线上各处的电荷在所求场强位置产生的电场方向相同,那么所求的场强是 E=∫(K/X^2)dq 即E=∫(Kλ /X^2)dX=-Kλ /X 把X的积分区间(r-0.5L)到(r+0.5L)代入上式 得 E=4KλL /(4*r^2 - L^2) 。
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    答:解:以点电荷位置P为原点,以从点电荷指向杆方向为x轴正方向,在位置坐标x处(d≤x≤d+L)的带电杆上,取长度为dx的一小段作为带电微元,其电荷量dq=λdx,它受到点电荷q0的电场力为 df=(1/4πε)*dq/x^2 <1> 杆受到的电场力为定积分,被积函数(λ/4πε*x^2),积分限从d到d...
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