如图14-1所示 一个均匀带正电的薄圆盘 其半径为R。面电荷密度为σ.求圆盘轴线上离圆心x处的电场强
如图14-1所示,一个均匀带正电的薄圆盘,其半径为R。面电荷密度为σ.求圆盘轴线上离圆心x处的电场强度.如果保持σ不变,当R→∞时结果如何?
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参考解答
正确答案:(1)本题先计算均匀带电细圆环在轴线上产生的场强即取带电圆盘上半径为r~r+dr的细圆环对场点P的场强的贡献;再对r积分计算场强. 由对称性可知半径为r~r+dr的均匀带电细圆环在场点P的场强沿着轴线方向故计算时只考虑圆环上每个电荷元dq=σrdθdr产生的场强在轴线上的分量即可.设x>0σ>0.有 对θ积分就得到半径为r~r+dr的均匀带电细圆环的场强贡献;再对r积分就可以得到圆盘的总场强在X方向的投影即
考虑场强E的方向有
(2)当R→∞时
这就是无限大均匀带电平面的场强公式场强大小与场点到平面的距离x无关.
(1)本题先计算均匀带电细圆环在轴线上产生的场强,即取带电圆盘上半径为r~r+dr的细圆环对场点P的场强的贡献;再对r积分计算场强.由对称性可知,半径为r~r+dr的均匀带电细圆环在场点P的场强沿着轴线方向,故计算时只考虑圆环上每个电荷元dq=σrdθdr产生的场强在轴线上的分量即可.设x>0,σ>0.有对θ积分,就得到半径为r~r+dr的均匀带电细圆环的场强贡献;再对r积分,就可以得到圆盘的总场强在X方向的投影,即考虑场强E的方向,有(2)当R→∞时这就是无限大均匀带电平面的场强公式,场强大小与场点到平面的距离x无关.
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