用绝缘细线弯成的半圆环,半径为R,其上均匀的带有正电荷Q,求圆心处的电场强度。 请问积分的上下限

   更新日期:2024.05.06

-2kQ/(πR²)。

以半圆弧的中心与圆心的连线作为x 轴参考,则角度从 -π/2 到 π/2,则电场力在 x 轴垂直方向的分力上、下抵消,最后只剩下沿着 x 轴方向的分力得到的结果。所以在 x 轴方向上的分力:dF = -k * dQ/R² * cosθ= -k * ρ*dl/R² * cosθ

= -k * Q/(πR) * R*dθ/R² * cosθ

= -kQ/(πR²) * cosθ*dθ

所以F = -kQ/(πR²) *∫cosθ*dθ

= -kQ/(πR²) * sinθ|θ=-π/2 →π/2

= -kQ/(πR²) * [sin(π/2) - sin(-π/2)]

= -2kQ/(πR²)。

扩展资料:

绝缘工具使用注意事项:

1、为保证操作时有足够的绝缘安全距离,用户使用的绝缘操作杆的绝缘部分长度不得小于0.7m。 

2、材料要耐压强度高、耐腐蚀、耐潮湿、机械强度大、质轻、便于携带,一个人能够单独操作。

3、三节之间的连接应牢固可靠,不得在操作中脱落。

4、用户在使用前必须对绝缘操作杆进行外观的检查,外观上不能有裂纹、划痕等外部损伤。 

5、必须是经校验后合格的,不合格的严禁使用。 

6、用户必须适用于操作设备的电压等级,且核对无误后才能使用。

参考资料来源:百度百科-电场强度

参考资料来源:百度百科-半径

参考资料来源:百度百科-正电荷

参考资料来源:百度百科-积分



先画个半圆环,均匀带电,所以显然,圆心处最后总的场强方向是黑色箭头所示。

之后,考虑环上任意一个点A,其产生的场强方向就是红色箭头的方向,计算其对最终总场强的贡献,就是将其向黑色箭头方向投影,需要乘以cosθ。到这应该你都知道,最后我们来考虑积分的上下限。

可以看到,当我们考虑的点在图中的一个端点,比如B时,显然此时的θ为π/2,然后考虑的点慢慢向C端点移动时,θ在渐渐减小,在最高点处为0,跨过之后θ又变为负值,直至移动到C点时θ达到另一个极值,就是-π/2。所以,最终对θ的积分区间就是从-π/2到π/2(或者π/2到-π/2),最终结果应该是一样的。



以半圆弧的中心与圆心的连线作为x 轴参考,则角度从 -π/2 到 π/2。则电场力在 x 轴垂直方向的分力上、下抵消,最后只剩下沿着 x 轴方向的分力得到的结果才是我们要的。
所以在 x 轴方向上的分力:
dF = -k * dQ/R² * cosθ
= -k * ρ*dl/R² * cosθ
= -k * Q/(πR) * R*dθ/R² * cosθ
= -kQ/(πR²) * cosθ*dθ
所以,
F = -kQ/(πR²) *∫cosθ*dθ
= -kQ/(πR²) * sinθ|θ=-π/2 →π/2
= -kQ/(πR²) * [sin(π/2) - sin(-π/2)]
= -2kQ/(πR²)

如果按照一周的角度来积分的话,上下限应该是0到2π

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