题目
24.如图所示,一带电细线弯成半径为R的半圆形,其电荷线密度为.求:(1)圆心O处的电场强度;(2)圆心O处的电势(设无穷远处为电势零点)
24.如图所示,一带电细线弯成半径为R的半圆形,其电荷线密度为
.求:
(1)圆心O处的电场强度;
(2)圆心O处的电势(设无穷远处为电势零点)

题目解答
答案
(1)线给出点电荷在O处所产生电场的微分,再根据电场的叠加原理计算半圆形在O处的总场强。
如图所示,在第一象限内圆弧上任取一段圆弧
,相应的角为
.其在O点处所产生的电场大小的微分为

方向由该圆弧
指向O点的矢径,此时有对称性可知,在第二象限内有与其对称的一段圆弧,它们在O处的场强在x轴分量大小相等,方向相反,故对本题只需计算y轴分量即可。


方向沿y轴负向。
(2)当设无穷远处电势为零时,正点电荷q在距其r处的电势大小为
,与上面同理,也是给出某段圆弧在O点处的电势,再根据电势叠加原理给出半圆形在O点处的总电势。
半圆形上某段圆弧
在O点处的电势为
