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几种电荷分布所产生的场强和电势
1、均匀分布的球面电荷〔球面半径为R,带电量为q〕
电场强度矢量:
电势分布为:
2、均匀分布的球体电荷〔球体的半径为R,带电量为q〕
电场强度矢量:
电势分布为:
3、均匀分布的无限大平面电荷〔电荷面密度为σ〕
电场强度矢量:
电势分布为:
其中假设处为零电势参考点。假设选取原点〔即带电平面〕为零电势参考点。即。那么其余处的电势表达式为:
4、均匀分布的无限长圆柱柱面电荷〔圆柱面的半径为R,单位长度的带电量为λ。〕
电场强度矢量
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电势分布为:
其中假设处为零电势参考点。且处位于圆柱柱面外部。〔即>R〕。假设选取带电圆柱柱面处为零电势参考点。〔即〕。那么,其余各处的电势表达式为:
5、均匀分布的无限长带电圆柱体〔体电荷密度为ρ、半径为R。〕
电场强度矢量:
电势: 其中假设圆柱体轴线处为零电势参考点。即。
6、均匀分布的带电圆环〔带电量为;圆环的半径为。〕在其轴线上x处的电场强度和电势
电场强度矢量: 。其中为轴线方向的单位矢量。
讨论: 〔a〕当 。此时带电圆环可视为点电荷进展处理。 〔b〕当 。即,带电圆环在其圆心处的电场强度为零。
电势: 。其中电势的零参考点位于无穷远处。
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带电圆环在其圆心处的电势为: 。
7、均匀分布的带电直线〔其中,线电荷密度λ,直线长为l〕
〔1〕在直线的延长线上,与直线的端点距离为d的P点处:
电场强度矢量: 。
。
〔2〕在直线的中垂线上,与直线的距离为d的Q点处:
电场强度矢量为:
。
电势:
。
〔3〕在直线外的空间中任意点处:
电场强度矢量: 。
其中: 。
或者改写为另一种表示式:
即: 。
其中:
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