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1、电位零点选取的几个问题电位零点选取的几个问题电磁学专题电位零点选取的几个问题 电位零点的选择具有一定的恣意性,假设选取适当,可以使问题简化.但零点的选取往往又遭到一些限制,假设选取不当,会导致空间的电位值失去意义.一.电位零点选取的恣意性电位的定义: 为参考点p0的电位电位差 是一个确定的数值,具有绝对的意义.而P点的电位 那么与参考点P0的电位值 的选取有关.电位零点选取的几个问题例:平行板电容器内的电势分布 那么odx+-(2)假设取负极板电位为零那么假设取假设电位的零点变化,空间各点的电位都将发生变化那么(1)假设取正极板电势为零电位零点选取的几个问题阐阐明：明：虽然选择不同的电势零点,
2、空间各点的电位值不同,但电位值仅相差一个常数,不影响空间的电场分布.恣意两点间的电势差不变.二.电位零点选择的原那么电位零点的选择虽有一定的恣意性,但并不是不受限制电位零点选定以后,静电场中各点的电位值就该当独一确实定.电位零点选定以后,空间各点的电位表示应简约、方便.电位零点选取的几个问题由于 假设选 r =0处 u0=0那么导致在 处恣意点的电位失去意义2.无限大的带电平面不能选无穷远电位为零.1.点电荷的场不能选点电荷所在的点电位为零.例:电位零点选取的几个问题3.无限长均匀带电直线的场，既不能选电荷所在直线上电位为零,也不能取无穷远电位为零.由于： 只需当电荷分布在有限区域时，我们才干
3、选无限远处电位为零.例如点电荷的场、带电球体、有限大带电平面等.电位零点选取的几个问题例:求两无限长平行传输线空间的电位分布？yxoQpyox电位零点选取的几个问题 分析：此问题不能选无穷远处电位为零,也不能选带电直线上的电位为零.无妨取场内任一点Q的电位为零.电位零点选取的几个问题 分析：此问题不能选无穷远处电位为零,也不能选带电直线上的电位为零.无妨取场内任一点Q的电位为零.电位零点选取的几个问题 Q点选取不同,仅引起电位中(上式第二项)常数部分的不同，对电位的空间分布没有影响.假设Q点取在x=0 y=0那么当x=0 即在yoz平面上任一点 电势都与0点一样，u = 0。所以yoz平面上恣
4、意一点都可以选为电势零点电位零点选取的几个问题三.同一问题中能否选取不同的电位零点 例：均匀外电场中置入一电电荷求空间恣意一点的电位.oqp解：把坐标原点选取在点电荷所在处。根据电位叠加原理，空间恣意点的电位是点电荷的电位与匀强电场的电位 的叠加因此有人得出 1电位零点选取的几个问题分析以上结果，可以看出： 点电荷的电位 是选取无限远为电位的零点 匀强电场的电位 是选取坐标原点o点的电位为零在同一问题中选了两个电势零点，即电势零点不一致。因此 也就没有明确的意义 a假设选取无限远为共同的电位零点，匀强电场 的电位便是无穷大 b假设选取坐标原点为共同的电位零点，那么点电 荷的电位为无穷大 因此以
5、上两种电位零点选取也没有意义电位零点选取的几个问题 我们无妨选取 点的电位为零那么点电荷在p点的电位为匀强电场的电位为因此 p点的总电位 2o电位零点选取的几个问题特别是当 时上式的第二项为零，电位的表达式最简单 3表达式3和表达式1的方式虽然一样，但物理意义却不同。3式的电位零点在 此题除了r=0 和 r = 不能选取为电位零点外，场中恣意一点都可以选为电位零点。电位零点选取的几个问题结论：1) 在同一问题中不能选取两个不同的电位零点，否那么空间任一点的电位便失去意义。2) 电位零点的选取必需使我们所讨论的有限空间范围内电位不为无穷大电位零点选取的几个问题四、 和 能否相容 在实践任务中，经常把电器外壳接地，并选地球的电位为零 试问：1选取 的根据是什么？2它和选取无穷远电位为零 能否 相容？
