电场强度的几种计算方法

2022-09-08  本文已影响0人  樱_子

一、合成法

如果已知几个场强,那么可以通过合成的办法进行计算合场强。

二、对称法

如果带电体不能看成点电荷,比如是一个带电的圆环,它在某点产生的场强就无法根据公式与合成法计算了。找到带电体上该点场强的对称点,对称性意味着场强的大小相等、方向相反,可以抵消,然后根据特殊点的场强进行合成。

三、补偿法

当一个如半球壳带电时,计算壳外经过对称轴某点的场强。这时球壳不是点电荷,不能简单用公式计算场强,可以将另一半球体补上,构成一个均匀带电的球壳。这时它可以看做是电荷集中在球心处产生的电场。那么根据公式计算出球壳在某处产生的电场,此时注意电量的变化,同时补上的场强需要减去,根据已知对称条件,可以得出该点的实际场强。

四、微元法

如果一个均匀带电圆环竖直放置,计算不在一个该平面内某点的场强,则根据对称性可以找到对称点的场强,再对圆环在该点产生的场强求和,通常先计算某微元的电场,再乘以半圆环的长度,求出总场强。

总结,也就是说,根据条件,应选择适当的方法求解,通常对称法在几种方法中都有用到。

五、应用举例

审题,把握已知条件,进行简单推导:点电荷放在无穷大导体上方某处,由于静电感应,下方导体的近端带负电,远端带静电,导体内形成反向电场,只有导体内电场与外电场平衡时,电子才不移动,也意味着导体内部场强为零,这也是静电屏蔽的原理。

分析,找到思路:感应后某一处的电场为点电荷与感应电荷电场的叠加,点电荷的电场很好计算,而感应电荷的电场如何计算呢?根据条件,它产生的电场与点电荷的电场等大反向,才能保证场强为零,可是那是内部电场,现在计算外部电场。由于导体无限长,导体远端的电场可以忽略不计,导体内—\frac{h}{2} 处电场是点电荷与上正极板电场的叠加,且电场为零。则可以计算上极板在—\frac{h}{2} 处的电场,根据对称性得知,该极板在\frac{h}{2} 处电场大小相同,所以可以计算出两电荷在—\frac{h}{2} 处的电场。

小结:这题确实没什么必要做,没有很好锻炼思维,高考也不会考,个人认为比较浪费时间。

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