均匀带电圆环中心处的电场强度如何计算?

如题所述

均匀带电圆环中心处的电场强度为零。

利用均匀带电圆环电荷分布的对称性可以分析得出“圆环圆心处场强为零”的结论,但环内其他点的场强并不为零。从不同角度分析了均匀带电圆环环面内的场强特点:先巧妙运用等效法逆向证明“圆环上电荷均匀分布时,环面内不可能处处场强为零”。

然后对比分析了利用微元法计算均匀带电球壳和均匀带电圆环内部电场强度分布时所取微元的差异,解释了不能将均匀带电球壳场强分布结论迁移应用到均匀带电圆环的原因;最后利用数学Desmos软件进行定量计算,给出了均匀带电圆环直径上的电场强度分布规律。

电场强度的单位:

牛(顿)每库(仑在国际单位制中,符号为N/C。如果1C的电荷在电场中的某点受到的静电力是1N,这点的电场强度就是1N/C。电场强度的另一单位是伏(特)每米,符号是V/m,它与牛每库相等,即1V/m=1N/C。

电场强度介绍:

电场强度,是用来表示电场的强弱和方向的物理量。是放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值,定义式E=F/q,适用于一切电场;其中F为电场对试探电荷的作用力,q为试探电荷的电荷量。

定量的实验证明,在电场的同一点,电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是恒定的,跟试探电荷的电荷量无关。它只与产生电场的电荷及试探电荷在电场中的具体位置有关,即比值反映电场自身的特性,因此我们用这一比值来表示电场强度,简称场强,通常用E表示。

一对平行平板电极之间的电场,各点的电场强度完全相同,这种电场叫做匀强电场(如果极板尺寸比极板间距离大得多,那么极板边缘的电场不均匀部分,可不予以考虑)。一个带电球体周围的电场,各点的电场的电场强度都不同,这种电场叫做不均匀电场。

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