均匀带电线状体与导体的作用力

基于电磁学理论中的镜像法,利用叠加原理和Mathematica数学软件,计算了均匀带电线状体与接地无限大导体平面和带电导体球的电场力,给出了解析结果,同时绘出了电场力随角度和距离变化的图像.     

带电细圆环与导体球壳系统的场分布

先依电象法,推导均匀带电圆环在金属导体球壳内的"象电荷";再在球坐标系下,根据电场强度的计算公式与Tay-lor展开式,计算出均匀带电细圆环在全空间的电场分布的级数形式解;进而结合唯一性定理和电场的叠加原理,获得带电细圆环与导体球壳系统的空间场分布.     

均匀带电细圆环电场的计算机模拟

用Matlab程序对均匀带电细圆环在空间激发的电场进行了计算机模拟,可以输出带电圆环附近任意一点的电场强度及电势,做出了过环心与圆环垂直的平面内的等势线,以及三维空间的等势面,实现了电场的可视化,便于形象地理解带电圆环激发电场的空间分布.     

带电导体椭球的静电场

根据带电导体椭球电场的对称性,从特殊方向的电场计算出带电导体椭球外的电势与椭球几何特征的关系,然后根据电势计算出带电导体椭球外的电场强度.     

无限远与大地等电势的条件

要确定静电场中某一点的电势大小,必须首先选定一个电势参考点(电势零点).在一个问题中,一般只选一个参考点.然而,在处理包含接地导体带电系统的问题中,往往同时使用无限远与大地两个参考点,不加证明地将无限远与大地看作等电势.典型的例子是图(一)所表示的两个同心放置的导体球A和B.A球半径为R1,B球壳的内、外半径分别为R2和R3.B球带电为Q,A球接地,求B球的电势. 本题常见的作法是把无限远的电势作为零,同时又承认接地导体的电势也为零,得出内球带电量然而,认为无限远和大地的电势同时为零的理由并不是显而易见的,有必要加以说明. 图(…     

基于Mathematica的均匀带电细圆环电场模拟

应用Mathematica软件,计算了均匀带电细圆环在空间激发的电场,画出不同平面内的电场线和电势分布图,以及全空间的立体分布图形.将不同角度下的二维或三维分布图直观地显示出来,对于每种情况都做了详细分析,便于全面认识和深入理解均匀带电细圆环电场的空间分布.     

带电导体球壳系统的精确解

导出了包围有接地导体球的带电导体球壳与地组成的静电系统的精确解．证明在该系统中，不管球壳与地之间的距离如何，电行在地面产生的电势与在无限远产生的电势总是相等．指出不精确解会导致无限远与大地的电势不相等的错误结论．     

带电子导体球壳系统的精确解

导出了包围有接了导体球的带电导体球壳与地组成的静电系统的精确解，证明在该系统中，不管球壳与地之间的距离如何，电荷在地面产生的电势与在无限锭产生的电势总是相等，指出不精确解导导致无限远与大地的电势不等的错误结论。     

均匀带电细圆环的电场

限据点电荷电势和场的叠加原理，导出了均匀带电细圆环电势和电场的级数表达式．     

“电磁学”教学问题两则

1.不接地导体壳内的电荷改变位置不影响壳外电场分布的问题。 在电磁学讨论静电屏蔽时,常出现这样的问题:如图1所示,点电荷q在导体壳内移动位置时,壳外的电场分布是否改变见了这问题采用唯一性定理是易于解决的.但在普通物理范围内,如何解决呢;我们以球形导体壳为例加以说明.如图2所示,设导体壳为球形壳,在球心放置一点电荷q,此时球壳上的电势为当q从球心移到a点(离球心为r)时,设球壳上的电势为U’.由于导体是等势体以及球对称性,q在以r为半径的球面上任一处,导体壳上的电势均为U’。设 电荷Q均匀地分布在半径为r的球面上,则带电为Q 的球…     

两共轴带电圆环的相互作用能和作用力

计算了两共轴均匀带电圆环的相互作用能,并求出它们之间的相互作用力,绘制出电场力的空间分布图,进而讨论了作用力和两圆环半径和中心距离等参量的关系.     

均匀带电圆环片的空间静电场

通过点电荷的电势公式,利用叠加原理及勒让德多项式与母函数的关系,计算出了均匀带电圆环片在空间产生的电势及场强,并对结果进行了讨论.     

两块带电导体的相互作用能

导出了两块导体在给定电量，给定电势时和一块给定电量，另一块给定电势时，3种情况下的相互作用能公式，并从电磁场能量和导体有量两个角度来表示互作用能公式，指出带电导体之间的互作用能一般由电势能，导体带电状态改变做功和外电源提供的能量这3部分构成。     

关于《有限长带电导体直线的电荷分布》的商榷

本文指出了一篇文献中有限长带电直线导体的电荷分布线密度公式的错误,用多种方法证明了带电线段的电荷分布是均匀的.推导了均匀带电线段的等势线方程和电场方程,证明带电线段就是等势线,电场线与线段垂直.证明了线段外的电势满足三维拉普拉斯方程,从而证明均匀带电线段是导体.     

点电荷与介质球系统电势的计算和讨论

计算了点电荷与介质球系统的电势．指出点电荷与导体球、点电荷与无限大导体平面或介质分界平面均匀外电场中有导体球或介质球系统的电势都可由点电荷与介质球系统的电势给出。     

均匀带电细圆环的电场的一般分布

直接由电场强度的计算公式计算均匀带电细圆环在全空间的电场分布,绘制出电场量值的空间分布图,进而讨论均匀带电圆环平面内、中心轴线上和远区的电场．     

格林互易定理

格林互易定理在研究静电场的互易性和解决某些静电场问题时是很有用处的.它的内容很简明:在线性介质中,设有一个静电独立的[1]n 1导体系统,0号导体为参考导体,!号(i=1,2,…,n)导体所带电荷为Qi,电势为vi;此同一导体系统的另一种带电方式如果是i号(i=1,2,…,n)导体所带电荷为Qi,电势为Vi,则在这两种带电方式的电荷与电势之间必有关系式存在。它的证明方法比较多,有的从导体系统的两种带电状态的能量之差只与这两种带电状态本身有关,而与由一种带电状态如何过渡到另一种带电状态的具体方式无关进行证明[1],也有的是先证明它对点电荷系统成立…     

该如何用电像法处理导体球腔

为解决导体的静电感应中,导体球腔与点电荷组成的孤立体系的感应电荷分布以及电势等相关问题,建立在唯一性定理的基础上引入电像法,先证明电像法的正确性,接着分别从点电荷位于球腔外与球腔内利用电像法研究电荷分布与电势问题,最后通过一道例题巩固电像法的使用.     

电荷投影法在研究无限长导体薄板电荷分布规律中的应用

利用无限长均匀带电圆柱面的电荷分布规律和无限长带电直线的场强公式,采用电荷投影法推导了有限宽无限长带电导体的面电荷分布规律.根据电势叠加原理推导了电势积分式,利用场强与电势之间的关系推导了电场强度两个分量的积分式.将公式无量纲化,通过数值积分计算了电势和场强的分量之值.通过作图,显示了有限宽无限长带电导体薄板的电势和场强,画出了二维等势线和电场线,充分显示了场强的分布规律.     

电各向异性介质中带电圆环的电势和场强

由电各向异性介质中连续带电体的电势公式,利用积分的方法,求得放置在电各向异性介质中的均匀带电圆环在其轴线上所激发的电势,并进而求得在其轴线上激发的场强。对求得的结果进行讨论,可得到在电各向异性介质中均匀带电圆环在其轴线上所激发的电势和场强的一些的特点。