众所周知,文化人都知道茴香的「茴」字有四种写法。

电场强度的计算方法有2类,不止四种,无数种。

第一类:试探电荷在场中的运动

[公式]

其中F是重力等非电磁力。

通过运动规律得到加速度,可以推得所在位置的方法。

这一个大分类下有很多种方法,比如:电子,质子,n价氧离子(n=1,2,3...),n价铁离子(n=1,2,3...)....等等等等作为试探电荷 233333

适用:没有磁场的情况,带上磁场试探电荷受力是洛伦兹力:

[公式]

情况会变得非常复杂,只有在极少情况下(比如均匀已知磁场和均匀电场以及已知外力),可以约束出电场强度。

第二类:从边缘条件解场

在已知某个范围的边缘条件以及内部电荷分布可以用麦克斯韦方程中的高斯定理求解电场:

电场的散度和电荷密度之间有如下关系

[公式]

对于确定的区域和边界条件,上述微分方程对应唯一确定的解。

上述方程还有个变形,可以通过高斯散度定理写成积分形式:

[公式]

[公式]

各种静电场问题基本上都是上述问题的退化版:

比如平行板电容,点电荷电场等等。


题外话--

其实这两种方法也代表了等离子体中对于场的两类测量方法:

in-situ观测,测量高能带电粒子的辐射推测电子运动从而推测电场强度磁场位形等等。对应第一类方法。

最近nature上发表的在太阳附近的S形折返磁场就是通过测量带电粒子运动给出的结论:

遥测,对应难以到达的区域, 通过光学等观测手段得到附近的边缘条件,然后通过场的关系外推到整个区域。

比如磁场外推:

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对电势求负梯度

分割系统叠加原理

我能想到的就这两个...


这个问题有点不知所云,什么是四种?何种意义下的四种?以中学水平,还是普通物理水平,还是理论物理水平?

目前能想到的:

  1. 静电场中由场区积分计算: [公式]
  2. 静电场中利用Gauss定理,有 [公式] 或者利用积分形式,在真空中有 [公式]
  3. 静电场中由电势的概念: [公式]
  4. 利用Maxwell方程组,由变化的磁场和自由电流密度有 [公式]
  5. 在电磁场的一般情况下,引入矢势 [公式] 和标势 [公式] 则有

    [公式]

    特别注意上式中的[公式]不是静电场意义下的电势。


高二狗看了一下答案想问一下这是高中物理吗


如果是高考物理的话

场强的计算方法有三种

1.定义式,适用于所有情况的,E= [公式]

2.适用于匀强电场的,E= [公式]

3.适用于真空中点电荷的,E= [公式]


点电荷电场强度: [公式]

匀强电场强度: [公式]

电场力计算: [公式]


定义:E=F/q

点电荷周围的电场强度:E=KQ/R^2

几个电荷在某处产生的合场强,要进行叠加.即按照矢量合成法则由平等四边形定则计算.

和电势差的关系:E=U/d(匀强电场)

和电场力做功的关系:E=W/qd


什么意思?什么叫计算方法有四种?


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