一段有限長(zhǎng)均勻帶電直導(dǎo)線,在其周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)和電勢(shì)有何特點(diǎn)?如何去描述它?又如何利用它來(lái)分析橢球的電容?下面我們用等效的眼光來(lái)加以分析。
參見圖1,假定導(dǎo)線AB長(zhǎng)為τ,其上電荷線密度為λ?,F(xiàn)在我們先來(lái)關(guān)注空間電場(chǎng)強(qiáng)度的分布,采用的方法為等效替代法,即兩個(gè)不同的部分在同一位置產(chǎn)生相同的電場(chǎng)強(qiáng)度(相同的大小和方向),這樣就能用這一部分去代替另一部分。首先,我們來(lái)分析導(dǎo)線周圍任意一點(diǎn)P的電場(chǎng)強(qiáng)度,方法以P為圓心,作一圓弧與AB相切,并記圓弧的半徑為R。在AB上取一點(diǎn)C,連接PC使其與AB的夾角為θ,從P點(diǎn)再引另一條直線使其在直線AB和圓弧上得到相應(yīng)無(wú)窮小量Δτ和Δτ'。如果圓弧上也均勻分布著與直線段AB具有相同線密度為λ的電荷,現(xiàn)在我們想要證明的是Δτ和Δτ'在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相等,這就意味著它們能相互代替。
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