电力线之美.ppt

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1、关于电力线之美现在学习的是第1页，共35页问题的提出n电场线是美的现在学习的是第2页，共35页问题的提出n电场线是美的n电场线是怎么绘制出来的？现在学习的是第3页，共35页电场线方程（1）电场线的定义：电场所在空间中的一系列想象的曲线，曲线上每一点的切线方向都与该点的场强方向一致。定义数学化抽象现在学习的是第4页，共35页电场线方程电场线方程（1）电荷(Q1,Q2Qn)库仑定律叠加原理空间各点的场强（大小，方向）现在学习的是第5页，共35页电场线方程电场线方程（1）现在学习的是第6页，共35页电场线方程（1）孤立点电荷的电场线方程：Solve it!现在学习的是第7页，共35页电场线方程（1）

2、复杂一些的情况：Solve it?Solve it?？现在学习的是第8页，共35页电场线方程（2）数值方法（欧拉折线法）基本思想：寻求精确解的折线逼近现在学习的是第9页，共35页电场线方程（2）流程：点A(x,y)以A为起始点，A的切线方向为方向，以s为步长作线段A的切线方向现在学习的是第10页，共35页电场线方程（2）现在学习的是第11页，共35页电场线方程（2）例：线性电四极子（位于 N(-L,0),O(0,0),P(L,0)，带电量分别为+Q,-2Q,+Q的电荷系统）思想：欧拉折线法初始条件：在距离电荷很近的地方取点现在学习的是第12页，共35页程序流程图(Start)电荷初始化转动角=

3、0.01开始现在学习的是第13页，共35页测试点A=电荷P;=;点集Points=P的坐标;测试点的初位移l=0.01上一测试点PreviousPoint=测试点A测试点A=(PreviousPointX+Step*Cos,PreviousPointY+Step*Sin)利用库仑定律计算测试点A的受力F(用复数表示)=F的幅角;Points+=A的坐标侧试点A是否满足条件？YESNONOYES 2?Points中的点以线段连接成为场线;Graphic+=场线注：1.测试点A带一个单位正电荷2.代表测试点A要走的方向3.Points为存储A所经过的点的数组4.Graphic为存储场线的数组5.测

4、试点A满足的条件:不能离电荷太近 不能离远点太远+=/12现在学习的是第14页，共35页程序流程图(End)结束打印出Graphic中的所有场线现在学习的是第15页，共35页一些电场线（线性四极子）令：PositiveCharge=2+0i,1;NegativeCharge=-2+0i,1;MiddleCharge=0+0i,-2;坐标，带电量坐标，带电量 Generated By Mathematica 4.1现在学习的是第16页，共35页一些电场线令：PositiveCharge=2+0i,1;NegativeCharge=-2+0i,1;MiddleCharge=0+0i,0;Gener

5、ated By Mathematica 4.1现在学习的是第17页，共35页一些电场线令：PositiveCharge=2+0i,1;NegativeCharge=-2+0i,-1;MiddleCharge=0+0i,0;Generated By Mathematica 4.1现在学习的是第18页，共35页一些电场线令：PositiveCharge=2+0i,3;NegativeCharge=-2+0i,-1;MiddleCharge=0+0i,0;Generated By Mathematica 4.1现在学习的是第19页，共35页一些电场线令：PositiveCharge=2+3i,5;N

6、egativeCharge=-2+0i,-1;MiddleCharge=0+0i,0;Generated By Mathematica 4.1现在学习的是第20页，共35页一些电场线（平面电三极子）令：PositiveCharge=2+0i,1;NegativeCharge=-2+0i,1;MiddleCharge=0+3.4641i,-2;Generated By Mathematica 4.1现在学习的是第21页，共35页一些电场线令：PositiveCharge=2+0i,1;NegativeCharge=-2+0i,-1;MiddleCharge=0-4i,-5;Generated B

7、y Mathematica 4.1现在学习的是第22页，共35页一些电场线（电偶极子）令：PositiveCharge=0.1+0i,1;NegativeCharge=-0.1+0i,-1;MiddleCharge=0+0i,0;Generated By Mathematica 4.1现在学习的是第23页，共35页一些电场线（平面电四极子）令：PositiveCharge=1+i,1;NegativeCharge=-1+i,-1;PositiveCharge2=-1-i,1;NegativeCharge2=1-i,-1;Generated By Mathematica 4.1现在学习的是第24

8、页，共35页一些电场线令：PositiveCharge=0.5+0.5i,1;NegativeCharge=-2+2i,-5;PositiveCharge2=-0.5 0.5i,1;NegativeCharge2=+2-2i,-5Generated By Mathematica 4.1现在学习的是第25页，共35页一些电场线Generated By Mathematica 4.1令：PositiveCharge=1+i,1;NegativeCharge=-1+i,-1;PositiveCharge2=-3 3i,1;NegativeCharge2=+3-3i,-1现在学习的是第26页，共35页

9、一些电场线（任意情形）Generated By Mathematica 4.1令：PositiveCharge=3+0i,1;NegativeCharge=-3+2i,-3;PositiveCharge2=-4 4i,1;NegativeCharge2=2-3i,-2现在学习的是第27页，共35页等势曲线等势曲线与电场线曲线正交作电场线图的过程中把方向角加上/2，所得到的图形就是等势曲线算法：现在学习的是第28页，共35页一些等势曲线令：PositiveCharge=2+0i,1;NegativeCharge=-2+0i,-1;Generated By Mathematica 4.1现在学习的

10、是第29页，共35页一些等势曲线Generated By Mathematica 4.1令：PositiveCharge=2+0i,1;NegativeCharge=-2+0i,1;现在学习的是第30页，共35页一些等势曲线Generated By Mathematica 4.1令：PositiveCharge=2+1i,2;NegativeCharge=-2+0i,-1;现在学习的是第31页，共35页一些等势曲线Generated By Mathematica 4.1令：PositiveCharge=2+0i,1;NegativeCharge=-2+0i,3;现在学习的是第32页，共35页总结n数值解法的强大威力(“笨”但是 有效)nMathematica 编程的优越性(切中要害)现在学习的是第33页，共35页谢谢!参考资料:1.电磁学高等教育出版社2.数学实验高等教育出版社 3.Fields and Potentials from Point Charges by Department of Physics and Astronomy,Oberlin College 指导教师：叶邦角现在学习的是第34页，共35页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第35页，共35页