- 高三物理静电场平衡
高三物理静电场平衡包括以下几种:
1. 导体处于静电平衡状态:内部场强处处为零,表面场强不连续,表面场强方向指向表面,表面出现感应电荷。
2. 带电体处于平衡状态:如果带电体在电场中处于平衡状态,则它只受两个力:引力与一个指向圆心的力。这时,这个指向圆心的力是库仑力,而那个引力则是另一个物体对它的库仑力(如果两个物体相互吸引)或重力(如果这个物体是地球的一部分)。
请注意,以上内容仅供参考,如果想要了解更详细的信息,可以查阅相关书籍或咨询专业人士。
相关例题:
题目:
一个半径为R的绝缘圆环上均匀分布着等量的负电荷,圆环的单位长度带有电荷量为-λ的电荷,求圆心处的电场强度。
解答:
首先,根据高斯定理,可以求出圆环上任意一点处的电场强度。由于圆环上电荷均匀分布,所以圆环上任意一点的电场强度都可以用高斯定理求解。
假设圆环上任意一点为点P,取一个以P点为球心的半径为r的小球面,由于电荷均匀分布,所以该小球的电通量为:
∮E·S=∮q·S
其中S为小球的法线方向上的单位面积,q为单位长度上的电荷量。由于电荷量为-λ,所以q=-λl=-λ/R×2πr=-2πr·λ/R。
因此,电通量为:
∮E·S=∮q·S=ε0·E·4πr·r/R^2=ε0·E·4πr^2/R^2
其中ε0为真空介电常数。
接下来,根据高斯定理,可以求出圆心处的电场强度。由于圆环对称,所以圆心处的电场强度为零。但是,由于圆环上电荷均匀分布,所以圆环上任意一点处的电场强度都与该点到圆心的距离成反比。因此,圆心处的电场强度可以表示为:
E=k×(q/r^2)
其中k为静电力常数。由于单位长度带有电荷量为-λ,所以q=-λl=-λπR^2/R^3=-πR^4·λ/R^3。因此,圆心处的电场强度为:
E=k×(πR^4·λ/R^3)/(R^2)=k×π·R^2·λ/R=k×ε0·Q/r^2
其中Q为单位长度上的电荷量。
最后,根据库仑定律和静电力常数k的关系,可以求出圆心处的电场强度:
E=k×Q/(ε0×r^2)
其中Q=-πR^4·λ/R^3。因此,圆心处的电场强度为:
E=k×(-πR^4·λ/ε0×R^3)/(ε0×R)=-k×π·R^3·λ/ε0=k×ε0×(-πR^3/ε0)·λ/R^3=-k×ε0^2·π·r^3·λ/ε0^3=k×ε0^2·π^3·r^3·λ/ε0^3。
综上所述,圆心处的电场强度为零。
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