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无限大带电平面的电场强度

无限大带电平面的电场强度

2023-11-30 18:07 2519浏览

在物理中,经常会设想一些趋近于无限的条件来考虑问题,尤其是电学这种较为虚拟的部分。你知道无限大带电平面的电场强度应该如何考虑吗?电场强度如何计算?

无限大带电平面的电场强度

无限大均匀带电平面所产生的的电场强度大小在空间均匀均为E=σ/2ε,其推导要用到微积分,可以看一些课外,设细圆环其中一小段dr,可求得圆环在空间一点的场强,再用积分可求得一个圆面的场强,令圆面无限大,即可求得,假设有两无限大带异号电荷平面,可知,平面内侧场强为E=σ/ε,外侧为零。

平行板电容器间的场强:

E=U/d=4πkQ/εS,注意无限大带电平板电场中某点的电场强度E=2πkQ/εS。

均匀带电球壳的电场:

E内=0,E外=kQ/r²这个与万有引力有区别。

导线周围电场强度公式:

无限大均匀带电平面两侧的电场强度为E=σ/(2ε0)。

这个公式对于靠近有限大小的带电平面的地方也适用。这就是说,根据这个结果,导体表面附近的电场强度也应是E=σ/(2ε0),它比静电平衡时导体表面电场强度E=σ/ε0小一半。

电场强度有关的知识点:

1、定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱。

2、表达式:E=F/q,单位是:N/C或V/m。

E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)。

E=U/d(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)。

3、方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直。

4、在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值。

5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则。(平行四边形法则和三角形法则)。

6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关。

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