電場的大小與方向-問題與解答

1.計算距離點電荷 Q = +10 μC 5 cm 處的 A 點的電場強度的大小和方向。 (k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²,1 μC = 10⁻⁶ C)

已知:

電荷量(Q) = +10 μC = +10 × 10⁻⁶ C

點 A 到點電荷 Q 的距離 (r<sub> A </sub> ) = 5 cm = 0.05 m = 5 × 10<sup> -2</sup> m

k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²

求: A點電場強度的大小與方向

解決方案:

電場的大小與方向-問題與解答 1

A點電場的方向:

電荷為正,因此電場方向遠離電荷和 A 點。

[內部審查程序]

2. 計算距離點電荷 Q = -20 μC 10 cm 處的 P 點的電場強度的大小和方向。 k = 9 x 109 Nm2C − 2,1 μC = 10−6 C。

已知:

電荷量 (q) = -20 μC = -20 × 10⁻⁶ C

點 P 到電荷的距離 (r_P ) = 10 cm = 0.1 m = 1 × 10⁻¹ m

k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²

求: P點電場強度的大小與方向

解決方案:

電場的大小與方向-問題與解答 2

A點的電場方向:

電荷為負,因此電場方向指向電荷。

[內部審查程序]

3. 兩點電荷相距 40 公分。求兩電荷之間距離 A 點 20 公分的 P 點處的電場強度的大小和方向。

電場的大小與方向-問題與解答 3

已知:

電荷 A (q A ) = -2 μC = -2 × 10 -6 C

電荷 B (qB ) = +4 μC = +4 × 10⁻⁶ C

電荷 A 與點 P 之間的距離 (r<sub> AP</sub> ) = 20 cm = 0.2 m = 2 × 10<sup> -1</sup> m

電荷 B 與點 P 之間的距離 (r<sub> BP</sub> ) = 20 cm = 0.2 m = 2 × 10<sup> -1</sup> m

求: P點電場的大小和方向。

解決方案:

電場的大小與方向-問題與解答 4

電荷 A 為負電荷,因此電場方向指向 Q A(向左)。

電場的大小與方向-問題與解答 5

電荷 B 為正,因此電場方向指向遠離 Q B 的方向(向左)。

A點的總電場強度:

E = E A + E B

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

E = 13.5 × 10⁵ N/C

電場方向指向 Q A (向左)。

[內部審查程序]

4. 電場強度在…處為零。

電場的大小與方向-問題與解答 6

電荷 A 為正,電荷 B 也是正,因此在兩電荷之間的P 點的電場強度為零。

已知:

電荷A (q A ) = + 20 μC = +20 × 10 −6 C

電荷B (qB ) = +40 μC = +40 × 10⁻⁶ C

k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²

電荷A和電荷B之間的距離= 20 厘米

電荷 A 與點 P 之間的電荷(r AP ) = a

電荷 B 與點 P 之間的距離(r BP ) = 20 – a

求:電場強度為零的位置在…

解決方案:

電荷 A 在 P 點產生的電場強度的大小

電場的大小與方向-問題與解答 7

電荷 A 為正,因此電場方向指向遠離電荷 A 的方向(向右)。

電荷 B 在 P 點產生的電場強度大小:

電場的大小與方向-問題與解答 8

電荷 B 為正,因此電場方向指向遠離電荷 B 的方向(向左)。

P點=0處的總電場:

電場的大小與方向-問題與解答 9

我們使用二次方程式公式來確定a。

電場的大小與方向-問題與解答 10

距離電荷 A 8 公分或距離電荷 B 12 公分處,電場強度為零。

[內部審查程序]

5.根據下圖,P 點在哪裡,使得 P 點的電場強度為零?(k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C)

電場的大小與方向-問題與解答 11

解決方案

T計算 P 點的電場強度,假設 P 點處有正檢驗電荷。 Q1 為正且 Q2 為負值,因此點 P 必定位於 Q 的右側。2 或 Q 的左側1如果點 P 在 Q 的左邊。1;Q產生的電場1 P 點位於左側(遠離 Q 點)。1)以及由Q產生的電場2 在右側的 P 點(朝向 Q 方向)。1)。兩個電場的方向相反,因此它們相互抵消,使得P點的電場強度為零。

已知:

Q1 = +9 μC = +9 × 10⁻⁶ C

Q2 = -4 μC = -4 × 10−6 C

k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻²

電荷 1 和電荷 2 之間的距離 = 3 厘米

Q1與點 P之間的距離(r1P ) = a

Q2與點 P之間的距離(r2P ) = 3 + a

求:點 P 的位置,使得點 P 的電場強度為零。

解決方案:

P點位於Q1的左側。

Q1在 P 點產生的電場:

電場的大小與方向-問題與解答 12

測試電荷為正,Q1為正,因此電場方向向左。

Q2在 P 點產生的電場:

電場的大小與方向-問題與解答 13

測試電荷為正,Q2為負,因此電場方向向右。

A 點的淨電場:

電場的大小與方向-問題與解答 14

利用二次方程式公式求 a:

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

電場的大小與方向-問題與解答 15

Q 2到 P的距離(r 2P ) = 3 + a = 3 – 1.8 = 1.2 公分。

點 P 位於Q1右側 1.2 公分處。

[內部審查程序]

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