为什么等量同种电荷,垂直平分线上的电场强度,从中点向外,先变大后变小?

2025-03-28 21:32:45
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回答1:

因为中点处,两电荷产生的电场方向正好相反,此处电场为零。沿中垂线向外时,随着夹角的减小,和场强会逐渐增大。但是由于往外,与两电荷的距离也会增大,即每个电荷产生的电场也会减小。所以必然在某处达到最大值后,改为变小,在无穷远处又变为0。

设两同种点电荷间Q1、Q2距离为r,它们所携的电荷都为q,则在两点连线中点处场强为0。

假设在中垂线上有一点A,A点与中点的距离为x,

令y*y=r*r+x*x,且,y>0

令tanα=r/x

则A点处的场强为:2*k*q*cosα/y=2*k*q*x/(r*r+x*x)

令z=(r*r+x*x)/(2*k*q*x)=[(r*r/x)+x]/(2*k*q)

显然,当且仅当,r*r/x=x,即,x=r时,上式有最小值,

即, 当x=r时A点处的场强有最大值。

注意事项

(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分。

(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直。

(3)常见电场的电场线分布要求熟记。

(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关。

回答2:

因为中点处,两电荷产生的电场方向正好相反,此处电场为零。
沿中垂线向外时,随着夹角的减小,和场强会逐渐增大。
但是由于往外,与两电荷的距离也会增大,即每个电荷产生的电场也会减小。
所以必然在某处达到最大值后,改为变小,在无穷远处又变为0.