大学物理,电磁学 证明:距离无限大导体平面(拥有无穷多的正负电荷,比如地面)为R处的电子所受到的静
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解决时间 2021-04-18 18:05
- 提问者网友:未信
- 2021-04-17 17:57
大学物理,电磁学 证明:距离无限大导体平面(拥有无穷多的正负电荷,比如地面)为R处的电子所受到的静
最佳答案
- 五星知识达人网友:我住北渡口
- 2021-04-17 18:39
追答
先前那个没拍好,看后边这个追问为什么可以这样类比,为什么导体平面对电子的力等于镜面电荷的力追答这样类比,是因为他们电势分布的相似性。
因为你说过,导体中有无限多的正负电荷,就像地球一样。
这样,点电荷q(有限值)产生的电场,导体处激发的感应电荷在另一侧的作用就可以忽略。也就是说,导体只会在有电荷存在的一侧有感应电荷,另一侧没有感应电荷,也没有场。
换句话说,无穷多的电荷-有限的感应电荷=无穷多的电荷。
所以,导体还是可以看成静电平衡,电势为0,导体板没有点电荷 的一侧,没有电场存在。这一切,都是由于导体中有无限多的正负电荷中的“无限”造成的,如果不是“无限”导体电势不能为0,也就不能这样看。
对比两个等量异种电荷的电势分布,可以发现也存在一个电势为0的平面。所以,假想一个镜象电荷的存在,其电势、电场分布在电荷一侧应是相同的。
当然,你也可以求解微分方程∇^2∙φ=ρ/ε0,边界条件就是板处和无穷选处为0追问我知道平面电势为0,为什么它的场强等于镜像电荷产生的场强追答因为电势的分布是一定的。
给定了点电荷与零电势的位置,也就确定了电势的分布(具体可以根据∇^2∙φ=ρ/ε0计算出来),而确定的电势分布就对应了确定的电场分布。
有点导体板与相距为R的点电荷,相距2R的等量异种点荷,它们都有一个电势为0的平面。导体板与相距为R的点电荷就相当于相距2R的等量异种点荷的一侧,它们的边界条件相同,所以电势分布相同,电场也相同。
计算中,我们也有过相类似的等效,例如:
带电量为Q的孤立导体球(半径为R)外部的电场,可以等效为位于球心电量为Q的点电荷。这是因为导体球表面是电场的一个等势面,而球心处电量为Q的点电荷在半径为R的圆面的电势与之正好相等。也就是说,在球外它们的边界条件相同,电势分布也相同,电场分布也相同。
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- 1楼网友:琴狂剑也妄
- 2021-04-17 19:59
题目不太对吧,电荷密度呢?应该可以用电场线根数守恒(可能没有这么个定律,意会)来算追答无穷大的导体如果均匀带电产生的好像是匀强电场啊。。。追问不均匀带电,感应起电
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