خطا
دو ذره با بارهای $+q$ و $-q$ روی محور yها به ترتیب از راست به چپ، در نقاط $y=+a$ و $y=-a$ از مبدأ از مبدأ مختصات ثابت شدهاند. اندازهٔ میدان الكتریكی برایند روی عمود منصف خطی كه دو ذره را به یکدیگر وصل میكند و به فاصلهٔ x از وسط خط واصل دو ذره كدام است؟
1
$\frac{۲kqx}{{{({{a}^{۲}}+{{x}^{۲}})}^{\frac{۳}{۲}}}}$
✓
✗
2
$\frac{kqa}{{{({{a}^{۲}}+{{x}^{۲}})}^{\frac{۳}{۲}}}}$
✓
✗
3
$\frac{۲kqa}{{{({{a}^{۲}}+{{x}^{۲}})}^{\frac{۳}{۲}}}}$
✓
✗
4
$\frac{kqx}{{{({{a}^{۲}}+{{x}^{۲}})}^{\frac{۳}{۲}}}}$
✓
✗
خطا
همانطور كه میدانید عمود منصف خط واصل دو بار محور x است و به این مجموعه دوقطبی الكتریكی گفته میشود. مطابق شكل، میدان برایند در نقطهٔ دلخواه M برایند میدانهای $\overrightarrow{{{E}_{1}}}$ و $\overrightarrow{{{E}_{2}}}$ است. ${{r}_{1}}={{r}_{2}}=r=\sqrt{{{a}^{2}}+{{x}^{2}}},{{E}_{1}}={{E}_{2}}=E=\frac{kq}{{{r}^{2}}}=\frac{kq}{{{a}^{2}}+{{x}^{2}}}$ برای محاسبهٔ بردار میدان الكتریكی برایند $(\overrightarrow{{{E}_{T}}})$ باید میدانهای $\overrightarrow{{{E}_{1}}}$ و $\overrightarrow{{{E}_{2}}}$ را بهصورت برداری بنویسیم. از آنجا كه اندازهٔ میدانهای $\overrightarrow{{{E}_{1}}}$ و $\overrightarrow{{{E}_{2}}}$ باهم برابر است، زاویهٔ آنها با محور افقی (x) یكسان و برابر $\alpha $ است میتوان گفت كه مؤلفههای افقی میدان الكتریكی یعنی ${{E}_{1x}}$ و ${{E}_{2x}}$ یکدیگر را خنثی میكنند و تنها كافی است كه مؤلفههای قائم را حساب كنیم: ${{E}_{1y}}={{E}_{2y}}=E\sin \alpha ,\sin \alpha =\frac{a}{\sqrt{{{a}^{2}}+{{x}^{2}}}}$ ${{E}_{T}}=2{{E}_{1y}}=2E\sin \alpha =2\times \frac{kq}{({{a}^{2}}+{{x}^{2}})}\times \frac{a}{\sqrt{{{a}^{2}}+{{x}^{2}}}}\Rightarrow {{E}_{T}}=\frac{2kqa}{{{({{a}^{2}}+{{x}^{2}})}^{\frac{3}{2}}}}$