问题解答

为什么在有些情形下规定无穷远处的电势为零,在另一些情形下又规定地面的电势为零?这有没有矛盾?电场的作用能达到很远吗? 电磁场也是一种物质,静电场和静磁场又仅是电磁场的一种特殊形式。这里我们只用静电场的情形来说明电势和电势差。静电场的一个重要的性质是把一个电荷放到这电场中时,电荷便会受到力的作用。一个单位阳电荷在电场中某点所受到的力,便表征该点的电场强度,电场强度的大小和方向与这力的大小和方向相同。举一个最简单的例来说:设想空间中有一个点电荷,它的电量为q,那么在距这电荷r     

怎样利用电势、电势差求未知电场

电场强度和电势、电势差是电场中重要物理概念．理解它们物理意义的同时，还必须弄清楚它们的来龙去脉及其联系．电场强度是从力的角度研究电场而引入的，电势和电势差是从能量的角度研究电场而引入的．两者从不同侧面反映了电场这一特殊物质的两种属性，它们存在着必然的联系．电场线可以形象化的描述电场，电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线在某一区域的密疏分布可以表示场强的大小．因此，电场线与电势也有密切联系．电场线、电场强度与电势、电势差之间联系可归纳如下：1)电场强度跟等势面垂直，电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面；     

基于MATLAB的点电荷系电场分布的用户图形界面设计

电场强度与电势是描述静电场性质的重要物理量,利用电场线与等势面可以形象地描述静电场的分布,对其进行数值计算和模拟显示,可以使教学内容更加直观,提高教学效率.本文利用MATLAB编程和MATLAB的GUIDE开发了点电荷系所形成的电场场强分布及电势分布的用户图形界面(GUI),实现了二维平面内任意点电荷系电场的电场线和等势面分布的可视化,并可以方便地调整电荷数目、电量及位置并实时显示,在教学中能起到很好的演示作用.     

匀强电场作用下液滴撞击壁面的动态行为

基于Open FOAM开源软件平台,采用VOF方法耦合电场方程组,数值模拟匀强电场作用下液滴撞击壁面的动态行为,研究电场强度、壁面浸润性对液滴行为的影响,获得电场、流场相互耦合作用下液滴周围电荷密度、电势的分布,重点关注电场力、电荷密度和壁面润湿性对液滴拉伸、撕裂的影响。研究结果表明:电场对液滴运动影响显著,电场力促使液滴拉伸高度增加;随着电场强度增强,电荷集中在液滴尖端,导致液滴喷射现象发生。液滴撞击亲水壁面,底部形成泰勒锥,内部出现涡流,随着壁面浸润性的提高,液滴喷射时间提前,液滴底部不会在疏水壁面上黏接。     

表面传导电子发射显示器件电场分布的理论研究

利用电磁理论对表面传导电子发射显示器件的单个子像素在笛卡尔坐标系内建立合理的电学物理模型，对内部电场强度和电势进行了深入研究，推导出了模型不同部分的面电荷密度、电场强度和电势的表达式.为了形象地表征其电学特性，利用MATLAB 6.5对电场强度和电势的分布情况进行了模拟，从理论上对模拟曲面给出了合理的解释，分析了子像素内部电子的发射机理和电学行为，并与电子多重散射模型和惯性离心模型进行了对比，解释了SED阳极电流形成的重要原因.在误差允许的范围内，本模型有关电场强度分布的结论与惯性离心模型一致. 关键词： 表面传导电子发射显示 遂穿效应 面电荷密度 电场强度     

线电荷与介质圆柱所形成的电场

在线电荷电场的电势调和展开式的基础上,得出线电荷电场内存在介质圆柱时电势的级数解.并以此来分析长直线电荷与介质圆柱所形成的电场的电像,从而给出电势与电像有关的解析表达式,进一步得出等势线(面)与电场线方程,并利用软件MATLAB绘制出电场线和等势线图予以验证.     

导体旋转椭球电学量的一种计算方法

用一种新方法，计算了孤立导体旋转椭球的面电荷密度、电容、电势和电场强度，并得出相应的解析表达式。     

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.     

共轭高分子链中极化子间相互作用对电荷迁移率的影响

基于综合考虑了电子与声子以及电子与电子相互作用的理论模型,采用数值方法计算了在外电场作用下共轭高聚物分子中电荷的迁移率,讨论了大小极化子共存并相互作用对分子链内电荷迁移率的影响。研究发现,电荷迁移率明显受大小极化子的载荷性质的影响,当大小极化子具有相同电性时,在低电场范围内,分子内电荷迁移率由大极化子运动性质主导,而在高电场范围内,分子内电荷迁移率由小极化子主导;另一方面,当大小极化子具有相反电性时,电荷迁移率只由大极化子运动性质主导,与电场强度无关。此外,还讨论了电子与电子相互作用对电荷迁移率"的影响。     

“电场强度”教学设计

1 教学目标 1.1知识技能 了解电场是一种物质(难点),知道电荷之间是通过电场发生相互作用的.掌握电场强度的定义及物理意义(重点),理解场强是用来描述电场力的性质的物理量,由电场本身决定.掌握点电荷的场强公式,知道场强的叠加原理.了解电场线,知道匀强电场的性质.     

共轴双锥天线的电场和电容特性

通过求解电势的拉普拉斯方程,得到共轴双锥天线的电势分布,从而求出其电场、电荷密度和电容.     

电场的MATLAB可视化方法

将导体球放到匀强电场中,研究电势和电场各分量的分布规律,是一个典型的电动力学问题.详细推导了极坐标和直角坐标系中的电势公式,求出了电场强度的表达式,推导电场线的方程,将公式无量纲化,应用MATLAB画出了电场强度的分布曲线和电场线以及等势线,充分反映了电场分布的规律.附录中列出了两个相关程序,可供读者参考.     

关于电场叠加问题的探讨

高斯定理本身没有非要孤立带电体不可的限制，将电场叠加原理应用于金属带电体系统时，必须注意到金属带电体在电场中的电荷重新分布。本文从理论上阐明用静电平衡时任一带电导体的分布电荷代入高斯定理计算的电场强度实际上已经是合电场，无须考虑其它带电体的电场的遗缺。     

对静电场中导体表面的电场强度的研究

在研究导体在外电场中感应产生感应电荷达到静电平衡状态时，导体表面的电荷分布与表面曲率和外电场分布情况有关，然而导体表面上的电场强度究竟由什么决定?是同导体内的电场强度即为零还是等于导体外周围附近的电场强度即为σ/ε0？还是既不等于零也不等于σ/ε0，而是由其他因素决定。     

关于电场叠加问题的讨论

高斯定理本身没有非要孤立带电体不可的限制．将电场叠加原理应用于金属带电体系统时，必须注意到金属带电体在电场中的电荷重新分布．本文从理论上阐明用静电平衡时任一带电导体的分布电荷代入高斯定理计算的电场强度实际上已经是合电场，无须考虑其它带电体的电场的遗缺．     

对W_(AB)=qU_(AB)的再认识

教科书在推导出电荷q在电场中从A点移到B过程中，电场力所作的功和电势差的关系WAB=qUAB之后得出下面两个结论：结论1：沿电场线方向，电势逐点降低；结论2：电场力作正功时，正电荷是从电势高的地方移向电势低的地方；负电行是从电势低的地方移向电势高的地方．反之，只要正、负电荷这样移动，电场力一定做正功．学生对这样的结论只是记忆而难以理解，教学中如能举一反三，并加以归纳总结，有助于学生正确理解并加强记忆·下面分别从四种情况加以说明．①在正电荷形成的电场中，正检验电荷从A点移到B点，电场力作正功．U在减小．②在…     

介质阻挡放电中的能量转换过程研究

研究了介质阻挡放电过程中的电流强度、电场强度以及电荷分布的演变规律，并对能量转换性质进行了分析.研究结果表明，在一个放电脉冲过程中，外加驱动电源所作的功、电场能量的增量均与起始时刻的壁电荷密度有关，而气体中放电电流所作的功即沉积于气体中的能量与起始时刻的壁电荷密度、放电电流的具体波形无关. 关键词： 介质阻挡放电 壁电荷 动力学过程 能量转换     

演示电场和电场力的简单实验

高中物理课本对于电场概念的引入很突然：“电荷之间的相互作用是通过电场发生的，只要有电荷存在，电荷周围就存在着电场．电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力．”为增强同学们的感性认识，笔者设计了一个很简单的实验以便同学们直观地感受电场的存在及其特性。     

关于零点势的选取

电势是个相对量,先规定电场中某点的电势为零,以该点做为参考点,才能确定其他各点的电势.人教版《物理.选修3-1》上提到:"在物理学的研究中常取离场源电荷无限远处的电势为零,以该点     

基于Matlab的点电荷系中的静电场三维可视化研究

基于Matlab提出了一种点电荷系电场强度和电势的三维可视化方法,使得对于点电荷系电场能够得到更加直观的认知,为点电荷系静电场的研究和教学提供了一种新方法。