电场 · 几何 · 推导
电场:两支箭头怎样相加
先在同一点画出每个电荷的贡献,再把箭头首尾相接。最后放入正、负试验电荷,区分电场与受力。
源点Q₁(−a,0)、Q₂(a,0)坐标单位:m
左下绿色线段为场强比例尺;同图全部场箭头共用这个比例。
先看蓝色Q₁:虚线从场源连到P,蓝箭头画在P。正电荷的场背离场源,负电荷的场指向场源。
合场 Eₓ0 N/C
合场 Eᵧ6.355 N/C
合场大小6.355 N/C
P处电势 U(U∞=0)12.71 V
Q1到P:1.414 m;E1 = (3.178, 3.178) N/C
Q2到P:1.414 m;E2 = (-3.178, 3.178) N/C
播放只推进讲解步骤,不代表真实时间演化。
一支箭头:大小乘方向
分母的三次方来自平方反比场强再乘方向投影;(x+a,y)是从Q₁到P的位移。
带着预测操作
1. 总电荷为零,合场一定为零吗?
选择等量异号,将P移到(0,0)。先预测两支箭头,再看合场:Eₓ约17.98 N/C,电势却为0。
2. 两个同号电荷,为什么竖直场不是两个大小之和?
选择等量同号,P=(0,1)。每项大小约4.494 N/C;竖直投影各约3.178 N/C,合场约6.355 N/C。沿“加入Q₂→首尾相接”查看投影。
3. 把试验电荷改成负数
进入第4步,只改变q₀。合场和电势不变,受力分量反号。这区分了场源电荷与试验电荷。
真空静止点电荷,SI单位。蓝/紫识别两个场源及各自的贡献;绿色为合场,金色为场点。播放表示作图顺序。