四个电荷放置在正方形的顶点,边长为5厘米。电荷为:1,-1,2 -2 xx 10 ^( - 8)C。圆心中的电场是多少?

四个电荷放置在正方形的顶点,边长为5厘米。电荷为:1,-1,2 -2 xx 10 ^( - 8)C。圆心中的电场是多少?
Anonim

回答:

#vec(E _(“Net”))= 7.19xx10 ^ 4 * sqrt(2)j = 1.02xx10 ^ 5j#

说明:

如果我们首先关注物理学,这可以很容易地解决。那么这里的物理是什么?

好吧,让我们看看广场的左上角和右下角(#q_2和q_4#)。两个电荷距中心的距离相等,因此中心的净场相当于单个电荷q #-10 ^ 8 C# 在右下角。类似的论据 #q_1和q_3# 得出结论 #q_1和q_3# 可以换成一次充电 #10 ^ -8 C# 在右上角。

现在让我们确定分离的距离 #R·.

#r = a / 2 sqrt(2); r ^ 2 = a ^ 2/2#

场强由下式给出:

#| E_q | = kq / r ^ 2 _(r ^ 2 = a ^ 2/2)= 2(kq)/ a ^ 2#

并为 #Q = 2Q; | E_(2Q)| = 2 | E_q | = 4(kq)/ a ^ 2#

#vec(E _(“tot”))= E_(q)(颜色(蓝色)(cos(-45)i + sin(-45)j))+ 2(颜色(红色)(cos(45)i + sin(45)j))+(颜色(绿色)(cos(225)i + sin(225)j))+ 2(颜色(紫色)(cos(135)i + sin(135)j)) =#

#vec(E _(“Net”))= E_(q)(颜色(蓝色)(sqrt(2)/ 2i - sqrt(2)/ 2j))+ 2(颜色(红色)(sqrt(2)/ 2 i + sqrt(2)/ 2)j))+(颜色(绿色)( - sqrt(2)/ 2 i - sqrt(2)/ 2j))+ 2(颜色(紫色)( - sqrt(2) / 2 i + sqrt(2)/ 2j))# i组件取消,我们留下: #vec(E _(“Net”))= E_(q)* sqrt(2)j#

计算 #E_(Q)= 2(KQ)/ A ^ 2; k = 8.99xx10 ^ 9; Q = 10 ^ -8;一个^ 2 =(5/100)^ 2#

#E_(q)= 2 *(8.99xx10 ^ 9 * 10 ^ -8)/(5/100)^ 2 = 7.19xx10 ^ 4 N / C#

#vec(E _(“Net”))= 7.19xx10 ^ 4 * sqrt(2)j = 1.02xx10 ^ 5j#