利用matlab直觀感受電場和電勢

高中物理給出了電場力和場強的計算方法,但是沒給出電勢的計算方法。下面先給出利用高中物理可接受的方法推導電勢的公式

可以看出電勢就是場強的積分,也就是說場強是電勢對距離的導數(shù)
matlab做等量異種、同種電荷的電勢:


等高線即等勢面:




其實這里已經(jīng)涉及到“梯度”的概念,多元函數(shù)求偏導數(shù)的一種(有散度、旋度、梯度),這里用的求場強的matlab函數(shù)就是求梯度的函數(shù),也就是最開始推導的求導關系。電場線的方向就是電勢的“梯度”,類似高中數(shù)學中“二面角的平面角”,就是下降最快的那個方向。

直觀感受下這個圖各個角度和以前的分析:




再看一下我之前專欄的圖片,是否似曾相識:

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