几种典型带电体的场强和电势公式

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大学物理下知识点总结

大学物理下知识点总结

电流分布 直 无限长 电 流 半无限长
导线所在直线上
圆 圆心处 电 流 弧电流圆心 长直载流密绕螺线管 载流密绕细螺绕环
磁场分布
B μ0 I 2πa
B 0I 4 a
B0
BO
0 I
2R
BO
0 I
2R
2
B内 0nI B内 0nI
B外 0 B外 0
1、B 、H 关系:
磁介质概要
对各向同性磁介质: B H
L L
di dt
(1)自感磁能:Wm
1 2
LI 2
(2)磁能密度:wm
1 2
B2
1 H 2
2
1 BH 2
磁能:Wm wmdV V
6、Maxwell位移电流假说: 实质:变化电场→ 磁场
平板电容器中总位移电流:
Jd
D t
Id
C dU dt
0 S板
dE dt
全电流定律:
H dl
L
Ic Id
n
点电荷系场: u ui 无连限续大带或电无体限场长: 带ui电1 体q du不能q 使4d用q0r该(方u法 0)
计算量
q
E
4
r2
0
r0
E
i
qi
40ri2
r0i
dq
E 40r 2 r0
1
S
E dS
0
qi
s内
Up
U0 E dl p
q U
4 0r
U
i
qi
4
0
ri
U
dq
40r
Q1 ,R1 Q2 ,R2 R1 R2
场强分布
E 2 0a

静电场中几种典型电场的场强及电势的描述(共37张PPT)

静电场中几种典型电场的场强及电势的描述(共37张PPT)


8k
Q R2
cos3
可知中垂线上O向两侧场强大小一直
减小,各点场强方向一直,平行于AB连
线指向负电荷。
相距为R的等量异种点电荷连线、中垂线上电势分布情 况:
Q Q
1,连线任取一点P:
o

A
B

k
Q r

k
Q (R r)
θ pO
A
A至B电势一直减小,中点O点电势最小
-
B
EQ Q
- θ Ep p
o
A
-
p' B
Q'
连线间及中垂线上各点场强大小分布 与等量正点电荷分布同,各场点方向与等 量正电荷相反。
相距为R的等量同种负点电荷连线、中垂线上电势分布 情况:取无穷远电势为0
Q Q
-
θ
p
p
o
A
-
p' B
Q'
连线上由A至B,电势先增后减,中点O 处电势最大。中垂线上向两侧电势增大,O 点最小,对称点电势相等,均为负值。
示,电场方向竖直向下,若不计空气阻力,则带电油
滴从a运动到b的过程中:
A,动能减小
B,电势能增加
C,动能和电势能之和减小
b
D,重力势能与电势能之和增加
F合
θ
a
v
E
四、北京市高考近十年相关问题回顾
(一)、对电场线和等势面基本功能的考察
(2009年)16.某静电场的电场线分布如图所示,图
中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分
16 9
3
K
Q R2
可知中垂线上O处场强为0。由O向Q

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点

匀强电场 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场- - - - 点电荷与带电平+孤立点电荷周围的电场几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。

孤立的 正点电荷电场线 直线,起于正电荷,终止于无穷远。

场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。

电势 离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正. 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密. 孤立的负点电荷电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。

场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同. 电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。

等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。

等量同种负点电荷电场线 大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线. 电势每点电势为负值。

连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。

电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零.中垂场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。

线上电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零.等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。

电势每点电势为正值.连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。

电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。

中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大.电势中点电势最高,由中点至无穷远处逐渐降低至零。

大学物理电磁学知识点总结

大学物理电磁学知识点总结

大学物理电磁学知识点总结篇一:大学物理电磁学知识点总结大学物理电磁学总结一、三大定律库仑定律:在真空中,两个静止的点电荷q1和q2之间的静电相互作用力与这两个点电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。

uuurqqurF21=k122errurur高斯定理:a)静电场:Φe=EdS=∫s∑qiiε0(真空中)b)稳恒磁场:Φm=uurrBdS=0∫s环路定理:a)静电场的环路定理:b)安培环路定理:二、对比总结电与磁∫LurrLEdl=0∫urrBdl=0∑Ii(真空中)L电磁学静电场稳恒磁场稳恒磁场电场强度:E磁感应强度:B定义:B=ururF定义:E=(N/C)q0基本计算方法:1、点电荷电场强度:E=urrurdF(dF=Idl×B)(T)Idlsinθ方向:沿该点处静止小磁针的N极指向。

基本计算方法:urqurer4πε0r21ruruIdl×er0r1、毕奥-萨伐尔定律:dB=24πr2、连续分布的电流元的磁场强度:2、电场强度叠加原理:urnur1E=∑Ei=4πε0i=1rqiuueri∑r2i=1inrururur0Idl×erB=∫dB=∫4πr23、安培环路定理(后面介绍)4、通过磁通量解得(后面介绍) 3、连续分布电荷的电场强度:urρdVurE=∫ev4πεr2r0urdSururλdlurE=∫er,E=∫es4πεr2l4πεr2r004、高斯定理(后面介绍)5、通过电势解得(后面介绍)几种常见的带电体的电场强度公式:几种常见的磁感应强度公式:1、无限长直载流导线外:B=2、圆电流圆心处:电流轴线上:B=ur1、点电荷:E=qurer4πε0r210I2R0I2πr2、均匀带电圆环轴线上一点:urE=B=3、圆rqxi22324πε0(R+x)R2IN2(x2+R2)3210α23、均匀带电无限大平面:E=2ε0(N为线圈匝数)4、无限大均匀载流平面:B=4、均匀带电球壳:E=0(r<R)(α是流过单位宽度的电流)urE=qurer(r>R)4πε0r25、无限长密绕直螺线管内部:B=0nI(n是单位长度上的线圈匝数)6、一段载流圆弧线在圆心处:B=(是弧度角,以弧度为单位)7、圆盘圆心处:B=rurqr(rR)20I4πR0ωR2(是圆盘电荷面密度,ω圆盘转动的角速度)6、无限长直导线:E=λ2πε0xλ0(r>R)2πε0r7、无限长直圆柱体:E=E=λr(r<R)4πε0R2电场强度通量:N·m2·c-1)(磁通量:wb)(sΦe=∫dΦe=∫EcosθdS=∫ssururEdS通量uurrΦm=∫dΦm=∫BdS=∫BcosθdSsss若为闭合曲面:Φe=∫sururEdS若为闭合曲面:uurrΦm=BdS=BcosθdS∫∫ss均匀电场通过闭合曲面的通量为零。

大学物理电磁学公式全集

大学物理电磁学公式全集

静电场小结一、库仑定律(两个点电荷,d>>r)二、电场强度三、场强迭加原理‎点电荷场强点电荷系场强‎连续带电体场‎强四、静电场高斯定‎理五、几种典型电荷‎分布的电场强‎度均匀带电球面‎均匀带电球体‎均匀带电长直‎圆柱面均匀带电长直‎圆柱体无限大均匀带‎电平面六、静电场的环流‎定理七、电势八、电势迭加原理‎点电荷电势点电荷系电势‎连续带电体电‎势九、几种典型电场‎的电势均匀带电球面‎均匀带电直线‎十、导体静电平衡‎条件(1) 导体内电场强‎度为零;导体表面附近‎场强与表面垂‎直。

(2) 导体是一个等‎势体,表面是一个等‎势面。

推论一电荷只分布于‎导体表面推论二导体表面附近‎场强与表面电‎荷密度关系十一、静电屏蔽导体空腔能屏‎蔽空腔内、外电荷的相互‎影响。

即空腔外(包括外表面)的电荷在空腔‎内的场强为零‎,空腔内(包括内表面)的电荷在空腔‎外的场强为零‎。

十二、电容器的电容‎平行板电容器‎圆柱形电容器‎球形电容器孤立导体球十三、电容器的联接‎并联电容器串联电容器十四、电场的能量电容器的能量‎电场的能量密‎度电场的能量稳恒电流磁场‎小结一、磁场运动电荷的磁‎场毕奥——萨伐尔定律二、磁场高斯定理‎三、安培环路定理‎四、几种典型磁场‎有限长载流直‎导线的磁场无限长载流直‎导线的磁场圆电流轴线上‎的磁场圆电流中心的‎磁场长直载流螺线‎管内的磁场载流密绕螺绕‎环内的磁场五、载流平面线圈‎的磁矩m和S沿电流‎的右手螺旋方‎向六、洛伦兹力七、安培力公式八、载流平面线圈‎在均匀磁场中‎受到的合磁力‎载流平面线圈‎在均匀磁场中‎受到的磁力矩‎电磁感应小结‎一、电动势非静电性场强‎电源电动势一段电路的电‎动势闭合电路的电‎动势当时,电动势沿电路‎(或回路)l的正方向,时沿反方向。

二、电磁感应的实‎验定律1、楞次定律:闭合回路中感‎生电流的方向‎是使它产生的‎磁通量反抗引‎起电磁感应的‎磁通量变化。

楞次定律是能‎量守恒定律在‎电磁感应中的‎表现。

高中物理选修3-1几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表

高中物理选修3-1几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图点电荷的电场线等量异种点电荷电场线等量同种正电荷电场线二、列表比较下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。

孤立的正点电荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。

场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。

电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。

等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。

孤立的负点电荷电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。

场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。

电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。

等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。

等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。

电势每点电势为负值。

连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。

电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。

中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。

电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。

等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。

电势每点电势为正值。

连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。

电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。

中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点

匀强电等量异种点电荷的等量同种点电- - - 点电荷及带+孤立点电荷周围 几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。

孤立的 正点电荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。

场强离场源电荷越远,场强越小;及场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。

电势离场源电荷越远,电势越低;及场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。

等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。

孤立的 电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。

场强 离场源电荷越远,场强越小;及场源电荷等距的各点负点电荷组成的球面上场强大小相等,方向不同。

电势离场源电荷越远,电势越高;及场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。

等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。

等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。

电势每点电势为负值。

连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。

电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。

中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。

电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。

等量同电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。

电势每点电势为正值。

种正点电荷连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。

电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。

中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点
解:①由图知t=0.06s时刻偏转电压为1.8U0,可求得y= 0.45L= 4.5cm,打在屏上的点距O点13.5cm。②电子的最大侧移为0.5L(偏转电压超过2.0U0,电子就打到极板上了),所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L=30cm。③屏上的亮点由下而上匀速上升,间歇一段时间后又重复出现。
解:先由W=qU,得AB间的电压为20V,再由已知分析:向右移动正电荷做负功,说明电场力向左,因此电场线方向向左,得出B点电势高。因此φB=16V。
例.α粒子从无穷远处以等于光速十分之一的速度正对着静止的金核射去(没有撞到金核上)。已知离点电荷Q距离为r处的电势的计算式为φ= ,那么α粒子的最大电势能是多大?由此估算金原子核的半径是多大?
以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等量同种负点电荷
电场线
大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势
每点电势为负值。
连线上
场强
以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势
由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
连线上
场强
以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势
由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上
场强
以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
2.带电粒子在匀强电场中的偏转
质量为m电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间,两板间电压为U,求射出时的侧移、偏转角和动能增量。
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几种典型带电体的场强和电势公式————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:几种电荷分布所产生的场强和电势1、均匀分布的球面电荷(球面半径为R ,带电量为q )电场强度矢量:⎪⎩⎪⎨⎧<=>=)(球面内,即。

)(球面外,即R r r E R r r r q r E 0)( , 41)( 3επ 电势分布为:()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==(球内)。

(球外), 41 41 0 0R qr U r q r U επεπ2、均匀分布的球体电荷(球体的半径为R,带电量为q )电场强度矢量:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=<=)(球体外,即。

)(球体内,即,R r r rq r E R r R r q r E 41)( 41)( 3030 επεπ 电势分布为:()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<-=>=即球内)(。

即球外)(, 3 81 41 3220 0 R r R r R q r U R r r q r U επεπ 3、均匀分布的无限大平面电荷(电荷面密度为σ)电场强度矢量:离无关。

)(平板两侧的场强与距 ) (2)(0i x E ±=εσ电势分布为:()()r r r U -=002εσ其中假设0r 处为零电势参考点。

若选取原点(即带电平面)为零电势参考点。

即00=U 。

那么其余处的电势表达式为:()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤=≥-=0 2 0 2 00x x x U x x x U εσεσ 4、均匀分布的无限长圆柱柱面电荷(圆柱面的半径为R ,单位长度的带电量为λ。

)电场强度矢量 ⎪⎩⎪⎨⎧<=>=,即在柱面内)(。

即在柱面外)(,R r r E R r r r r E 0)( , 2 )( 2επλ电势分布为:()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<=>=即柱体内)(。

即柱体外)( ln 2 , ln 2 00R r R r r U R r r r r U a a επλεπλ其中假设a r 处为零电势参考点。

且a r 处位于圆柱柱面外部。

(即a r >R )。

若选取带电圆柱柱面处为零电势参考点。

(即()0=R U )。

那么,其余各处的电势表达式为:()()()()⎪⎩⎪⎨⎧≥-=≤≤=即在圆柱面外即在圆柱面内 ln 2 0 0 0R r R r r U R r r U επλ 5、均匀分布的无限长带电圆柱体(体电荷密度为ρ、半径为R 。

)电场强度矢量: ()()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=≤≤=圆柱体外圆柱体内 2 0 2 2020R r r r R r E R r r r E ερερ 电势: ()()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥+-=≤≤-=圆柱体外圆柱体内ln 2 4 0 4020202R r r R R R r U R r r r U ερερερ 其中假设圆柱体轴线处为零电势参考点。

即()00==r U 。

6、均匀分布的带电圆环(带电量为q ;圆环的半径为R 。

)在其轴线上x 处的电场强度和电势电场强度矢量: ()()0232241x Rxqxx E+=επ。

其中0x 为轴线方向的单位矢量。

讨论: (a )当 20 4 )( x iq x E x R x p επ ≅∞→>>时或。

此时带电圆环可视为点电荷进行处理。

(b )当0)0( 0 =→<<p E x R x 时或 。

即,带电圆环在其圆心处的电场强度为零。

电势: ()()21220 41R x qx U +=επ 。

其中电势的零参考点位于无穷远处。

带电圆环在其圆心处的电势为: Rq x U x 004)(πε== 。

7、均匀分布的带电直线(其中,线电荷密度λ,直线长为l ) (1)在直线的延长线上,与直线的端点距离为d 的P 点处:电场强度矢量: ()()i d l d i d l d l d E p ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+=11 4 400επλεπλ 。

()dd l d U p +=ln 40επλ 。

(2)在直线的中垂线上,与直线的距离为d 的Q 点处: 电场强度矢量为:()j d l d lj d l d l d E Q 22022042 42 4+=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=επλεπλ 。

电势:()222202222044ln 42222ln4dl l d l l d l l d l l d U Q ++-++=+⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎭⎫⎝⎛+=επλεπλ。

(3)在直线外的空间中任意点处:电场强度矢量: ()j E i E r E y x+= 。

其中:()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=2101204 4 θθεπλθθεπλCos Cos E Sin Sin E y x 。

或者改写为另一种表示式:即: k E r E z r E z r p+=0),( 。

其中:⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++--+=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++++++--++-+-=22220222222220)2(1)2(1 4 )2()2()2(1)2()2()2(1 4 l z r l z r E l z r l z r l z l z r l z r l z r E z r επλεπλ电势: 22220)2(2)2(2ln 4lz r l z lz r l z U p -++-++++=επλ 。

(4)若带电直线为无限长时,那么,与无限长带电直线的距离为d 的P 点处: 电场强度矢量: ()()r r r E d d d E p p 2000 2 2επλεπλ==或 。

电势: ()()rr r U d d d U p p 0000ln 2 ln 2επλεπλ==或 。

其中假设d 0或(r 0)为电势的零参考点。

(5)半无限长带电直线在其端点处:(端点与带电直线的垂直距离为d )电场强度矢量:dE E j E i E E y x y x 0 4 επλ==+=其中。

8、电偶极子P的电场强度和电势(1)在电偶极子的延长线上x 处:其中(X >>l )电场强度矢量:()()30302 41 2 41rPr E x P x Eεπεπ==或 。

电势: ()()2020 41r U 41rPx P x U επεπ==或 。

(2)在电偶极子的中垂线上y 处:其中(Y >>l )电场强度矢量: ()30 41yPy Eεπ-= 。

电势: ()0 410=⎪⎭⎫⎝⎛-+=r q r q y U επ 。

(3)在空间中任意点r 处:其中(r >>l )电场强度矢量:(采用平面极坐标系)()13 4 2 4122003030+=⎪⎭⎫⎝⎛+=θεπθθθεπCos r P E r PSin r r pCos r E 其大小为 ,方向为⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==--θϕθθtg tg E E tg E Earctg rr 2111。

其中ϕ为E 与0r 之间的夹角。

电势:()302 41 41r rP r Cos P r U o•==επθεπ 。

电场强度矢量的另一种表达式为:上式电场强度矢量的表达式就是将电场强度E 矢量分解在电偶极矩e P 和矢径r的方向上。

可以证明:该表达式与电场强度的平面极坐标表达式是相等的。

若采用二维笛卡尔坐标系(平面直角坐标系):因为各物理量之间的关系为:。

, rxCos 22222yx x y x r +==+=θ 所以电势的表达式为: ()()23220 41y x Pxr U +=επ 。

而电场强度的表达式为: j E i E E y x+= 。

其中:()()()。

, 3 41 2 41252202522220y x Pxy y U E y x y x P x U E yx +=∂∂-=+-=∂∂-=επεπ其大小为:()222220224 41yx yx P E E E yx++=+=επ 。

若采用三维笛卡尔坐标系(即三维直角坐标系)则有如下关系式:。

, 2222222zy x z rzCos z y x r ++==++=θ 那么,电势的表达式为: ()()232220 41z y x zP r U ++=επ 。

而电场强度的表达式为: k E j E i E E z y x++= 。

其中:()(); z x 3 4 3 4252220252220++=∂∂-=++=∂∂-=y zy P y U E z y x z x P x U E y x επεπ; ()[]r p r p r E e e ˆˆ34130 ⋅+-=επ方向的单位矢量。

为矢径式中:r r r 0ˆ=()()。

2 4252222220z y x y x z P z U E z ++--=∂∂-=επ9、带电圆盘在其轴线上距离圆心为x 点处:电场强度矢量: i R x xx E p⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=22012)(εσ。

对上式结果进行讨论:(a )当 02020 4)( 4)( x r rq r E i x q x E R x p p επεπ≅≅∞→>>或时或 此时带电圆盘可视为点电荷进行处理。

(b )当。

则,时或 2)( 0 0i x E x R x pεσ≅→<<即此时带电圆盘可视为无限大带电平板进行处理。

电势: ()x x Rx U p -+=222)(εσ 。

带电圆盘在其圆心处附近处的电势为: 。

 02)(εσR x U x == 10、均匀分布的带电半球面在其球心处:(球面的面电荷密度为σ,球面的半径为R 。

)电场强度矢量: i E04εσ=。

电势: 。

42 )(00RQR x U p επεσ==此时电势并不是⎰∞•=)(r d E x U o p ,因为04)()(εσ=≠x E x E o 。

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