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同种电荷的中点 场强为0 电势不为0,异种电荷反之.为什么 ,

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/17 00:57:41
同种电荷的中点 场强为0 电势不为0,异种电荷反之.为什么 ,
同种电荷:
不妨设两电荷均为正.
设两电荷电荷量均为q,间距为l,则
其中一个电荷在它们连线的中点产生的电场为:
E=kq²/(l/2)²=4kq²/l²
方向指向另一个电荷.
而另一个电荷在该点产生的电场同理,
二者大小相等,方向相反,所以和场强为0.
同种电荷的电力线平面图中,有两条电力线从中点出发,垂直于两电荷连线指向无穷远.
考察其中的一条:
根据定理:沿电力线方向电势降低,
这条电力线由中点指向无穷远,所以中点的电势一定比无穷远高.
而我们通常规定无穷远的电势为0,所以中点的电势就是一个正值,当然不为0.
(若两电荷均为负,则中点电场依然为0,电势为一个负值,依然不为0.)
异种电荷:
设两电荷电荷量的大小均为q,间距为l,则
正电荷在两电荷连线的中点产生的电场为:
E=kq²/(l/2)²=4kq²/l²
方向指向负电荷.
而负电荷在该点产生的电场大小与正电荷的相同,方向同样指向负电荷,
二者大小相等,方向相同,所以和场强为二者之和:
∑E=2E=8kq²/l²
方向指向负电荷.
所以显然不为0.
在异种电荷的电力线平面图中,过中点作一直线与两电荷连线垂直.
可以看出(同样可以证明),这条直线处处与电力线垂直.
根据定理:垂直于电力线方向电势不变,
所以这条直线上电势处处相等(其实它就是一条等势线).
而直线是通向无穷远的,所以这条直线上各点的电势均与无穷远相等,其中就包括中点.
我们规定无穷远电势为0,中点的电势与之相等,因此也为0.