- 物理静电场图形
物理静电场中有以下几种图形：
1. 电场线：电场线是为了直观形象地描述电场分布，在电场中引入的一些假想的曲线。它们常常用来表示电场中电势的相对高低，其切线方向表示该点场强方向，疏密程度表示电场的强弱。
2. 等势线：等势线是描述静电场中电势相等的各点组成的一系列曲线。它们与电场线相互垂直，且在等势线的任意一点，电场强度方向均与等势面垂直，且指向电势升高的方向。
3. 电势面与电势差：电势面是描述静电场中电势差分布的一组曲面。它是由电场中任意两点之间的电势差所决定的。电场强度E可以描述为沿电势面降低的方向，而电势则由该点的电势U描述。
此外，静电场的其它图形还包括电偶层、等位线和静电场高斯体等。这些图形在描述静电场的性质和分布时具有重要意义。
相关例题：
题目：
在半径为R的半球形导体球壳内，放置一个电荷为q的点电荷，求球壳内的电场强度。
解析：
1. 首先，我们需要明确静电场的基本性质，即电场强度是电荷产生的物理量，它的大小与电荷的分布、位置有关，而与其他电荷无关。
2. 对于半球形导体球壳内放置点电荷的情况，我们可以使用高斯定理来求解电场强度。高斯定理指出，在电场中取一个封闭曲面，当封闭曲面的内侧没有电荷时，其电通量仅与面内电荷有关，而与面外电荷无关。
3. 在本题中，我们取一个半径为R、中心位于导体球心的半球形高斯面。由于导体球壳是等势体，其表面处处具有相同的电势，因此我们可以将导体球壳的内表面作为高斯面。
解题过程：
根据高斯定理，我们可以得到半球形导体球壳内电场强度的大小为：
E = q/ε0 (R^2 - x^2)^(1/2) (其中x为点电荷到半球形导体球壳内表面的距离)
由于点电荷q在半球形导体球壳内产生的电势为：U = q/4πε0 x
又由于导体球壳是等势体，其表面处处具有相同的电势，因此半球形导体球壳内任意一点的电势都等于该点与球心连线延长线上与球心距离相等的点的电势。
因此，我们可以得到半球形导体球壳内的电势分布为：U = q/4πε0 R (1 - x/R)^(1/2)
根据电场强度与电势的关系 E = U/d (其中d为两点之间的距离)，我们可以得到半球形导体球壳内任意一点的电场强度为：E = q/4πε0 R^2 (1 - x/R)^(1/2) / R^2
答案：静电场中，半球形导体球壳内放置点电荷q时，其内部电场强度的大小为E = q/4πε0 R^2 (1 - x/R)^(1/2) / R^2。其中x为点电荷到半球形导体球壳内表面的距离。这个结果适用于任何半径为R的半球形导体球壳。
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