电场的大小和方向——问题与解答

1.计算距离点电荷 Q = +10 μC 5 cm 处的 A 点的电场强度的大小和方向。(k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²,1 μC = 10⁻⁶ C)

已知:

电荷量(Q) = +10 μC = +10 × 10⁻⁶ C

点 A 到点电荷 Q 的距离 (r<sub> A </sub> ) = 5 cm = 0.05 m = 5 × 10<sup> -2</sup> m

k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²

求: A点电场强度的大小和方向

解决方案:

电场的大小和方向——问题与解答 1

A点电场的方向:

电荷为正,因此电场方向远离电荷和 A 点。

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2. 计算距离点电荷 Q = -20 μC 10 cm 处的 P 点的电场强度的大小和方向。k = 9 x 109 Nm2C − 2,1 μC = 10−6 C。

已知:

电荷量 (q) = -20 μC = -20 × 10⁻⁶ C

点 P 到电荷的距离 (r_P ) = 10 cm = 0.1 m = 1 × 10⁻¹ m

k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²

求: P点电场强度的大小和方向

解决方案:

电场的大小和方向——问题与解答 2

A点的电场方向:

电荷为负,因此电场方向指向电荷方向。

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3. 两个点电荷相距 40 厘米。求两电荷之间距离 A 点 20 厘米的 P 点处的电场强度的大小和方向。

电场的大小和方向——问题与解答 3

已知:

电荷 A (q A ) = -2 μC = -2 × 10 -6 C

电荷 B (qB ) = +4 μC = +4 × 10⁻⁶ C

电荷 A 与点 P 之间的距离 (r<sub> AP</sub> ) = 20 cm = 0.2 m = 2 × 10<sup> -1</sup> m

电荷 B 与点 P 之间的距离 (r<sub> BP</sub> ) = 20 cm = 0.2 m = 2 × 10<sup> -1</sup> m

求: P点电场的大小和方向。

解决方案:

电场的大小和方向——问题与解答 4

电荷 A 为负电荷,因此电场方向指向 Q A(向左)。

电场的大小和方向——问题与解答 5

电荷 B 为正,因此电场方向指向远离 Q B 的方向(向左)。

A点的总电场强度:

E = E A + E B

E = (4.5 x 10 5 ) + (9 x 10 5 )

E = 13.5 × 10⁵ N/C

电场方向指向 Q A (向左)。

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4. 电场强度在……处为零。

电场的大小和方向——问题与解答 6

电荷 A 为正,电荷 B 也为正,因此在两电荷之间的P 点处的电场强度为零。

已知:

电荷A (q A ) = + 20 μC = +20 × 10 −6 C

电荷B (qB ) = +40 μC = +40 × 10⁻⁶ C

k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²

电荷A和电荷B之间的距离= 20 厘米

电荷 A 与点 P 之间的电荷(r AP ) = a

电荷 B 与点 P 之间的距离(r BP ) = 20 – a

求:电场强度为零的位置在……

解决方案:

电荷 A 在 P 点产生的电场强度的大小

电场的大小和方向——问题与解答 7

电荷 A 为正,因此电场方向指向远离电荷 A 的方向(向右)。

电荷 B 在 P 点产生的电场强度大小:

电场的大小和方向——问题与解答 8

电荷 B 为正,因此电场方向指向远离电荷 B 的方向(向左)。

P点=0处的总电场:

电场的大小和方向——问题与解答 9

我们使用二次方程公式来确定a。

电场的大小和方向——问题与解答 10

距离电荷 A 8 厘米或距离电荷 B 12 厘米处,电场强度为零。

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5.根据下图,P 点在哪里,使得 P 点的电场强度为零?(k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C)

电场的大小和方向——问题与解答 11

解决方案

T计算 P 点的电场强度,假设 P 点处有一个正检验电荷。Q1 为正,且 Q2 为负值,因此点 P 必定位于 Q 的右侧。2 或 Q 的左侧1如果点 P 在 Q 的左侧。1;Q产生的电场1 P 点位于左侧(远离 Q 点)。1)以及由Q产生的电场2 在右侧的 P 点(朝向 Q 方向)。1)。两个电场的方向相反,因此它们相互抵消,使得P点的电场强度为零。

已知:

Q1 = +9 μC = +9 × 10⁻⁶ C

Q2 = -4 μC = -4 × 10−6 C

k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²

电荷 1 和电荷 2 之间的距离 = 3 厘米

Q1与点 P之间的距离(r1P ) = a

Q2与点 P之间的距离(r2P ) = 3 + a

求:点 P 的位置,使得点 P 处的电场强度为零。

解决方案:

P点位于Q1的左侧。

Q1在 P 点产生的电场:

电场的大小和方向——问题与解答 12

测试电荷为正,Q1为正,因此电场方向向左。

Q2在 P 点产生的电场:

电场的大小和方向——问题与解答 13

测试电荷为正,Q2为负,因此电场方向向右。

A 点的净电场:

电场的大小和方向——问题与解答 14

利用二次方程公式求 a:

a = -1.25,b = -13.5,c = -20.25

电场的大小和方向——问题与解答 15

Q 2到点 P的距离(r 2P ) = 3 + a = 3 – 1.8 = 1.2 厘米。

点 P 位于Q1右侧 1.2 厘米处。

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