等量異種電荷的等勢線
等量異種電荷指的是兩種電荷的數(shù)量相等但極性相反的特性,最常見的等量異種電荷如:正電荷和負電荷。在物理學中,等量異種電荷是電荷守恒定律的基礎,因為在任何情況下,都會存在相等的正負電荷。
等量異種電荷的等勢線
兩點電荷在空間中形成的電場是處處是符號相反但完全對稱的,而電場線都是平滑曲線,兩點電荷中垂線必然垂直于所有的電場線。
在中垂線,正負點電荷形成的電勢大小相等而符號相反,疊加起來為0。在每個電荷的無窮遠處,由這電荷產(chǎn)生的電勢都為0。并不是說無窮遠處就在中垂線上。
如何模擬帶有等量異號電荷的平行長直圓柱導體的電場
要模擬帶有等量異號電荷的平行長直圓柱導體的電場,可以采用高斯定律。首先,將兩個平行長直圓柱導體的電荷分別視為點電荷,然后根據(jù)高斯定律計算它們產(chǎn)生的電場強度。
由于兩個導體電荷等量異號,它們的電場方向相反,相互抵消,導致在兩個導體的周圍形成一個電場弱化區(qū)域。
在兩個導體之外,電場強度則與單個導體的電場強度相同,方向指向?qū)w表面外。通過這種方法可以很好地模擬帶有等量異號電荷的平行長直圓柱導體的電場。
為什么等量異號點電荷關(guān)于連線對稱的點電勢相等
電勢差是在電場中移動電荷,電場力做功與電荷的比值定義為電勢差。
沿著等量異種電荷連線的中垂線移動電荷時,電場力與以移動方向垂直,所以電場力做功為零,根據(jù)電勢差定義可知電勢差為零,所以是等勢面,即電勢相等。
2個異性等量點電荷的電場強度為什么中間最小
兩個等量異種點電荷中間場強最小。前提是在兩電荷連線上。因為在連線的中垂線上,該點場強最大。
設連線上某點到電荷距離為R,r,該點場強E=KQ/R^2+KQ/r^2=KQ(1/R^2+1/r^2)。
=KQ(R^2+r^2)/(R^2*r2)=KQ(R^2+r^2)/(R*r)*(R*r)≥KQ2R*r/[R*r*(R+r)^2/4]=8KQ/(R+r)^2=定值當R=r時取到最小值。
所用公式a+b≥2ab,(a+b)^2≥4aba、b取等號時有最小值。由此可知連線中點上E最小。