问:
正四面体三顶点放电量为q的正电荷,求另一顶点的场强为多少
答:
正四面体是常见的几何体,有4个三角形的面和4个顶点。如果正四面体的三个顶点放置了量为q的正电荷,那么在另一个顶点的电场强度可以通过高斯定律计算得出。
高斯定律规定:在任意空间点的电场强度是向此点作用的所有电荷量除以其距离此点的平方之和。
在这个问题中,有三个电荷q在三个顶点,距离第四个顶点的距离都是r。由此可以应用高斯定律,计算第四个顶点的电场强度E:
E = kq/r2 + kq/r2 + kq/r2 = 3kq/r2
这里k是空间的电常量,取值为8.99×109 N·m2/C2。
因此,如果正四面体的三个顶点放置量为q的正电荷,那么在第四个顶点的电场强度计算公式为:
E = 3kq/r2
这是一个直接应用高斯定律的结果。需要注意的几点是:
1) 只考虑三个电荷q对第四个顶点的影响,其他顶点或面不产生电场。
2) 三个电荷q之间彼此也有电场作用,但由于此时只计算在第四顶点的电场,所以忽略它们之间的影响。
3) 假定三个电荷q之间的距离也为r,如果不等,则每个电荷q对第四顶点 field 的贡献需要单独计算。
所以,在这道题目 conditions 下,如果知道电荷q和各顶点间距离r,就可以计算出正四面体第四个顶点的电场强度大小。这是应用基本的电荷与电场知识和高斯定律的一个简单问题。