用Matlab仿真点电荷电场强度和电位（势）求点电荷Q的电势强度和电势，点电荷的电场线和等势线是什么形状？

Posted 2021-05-16 毛_三月

题目：用Matlab仿真点电荷电场强度和电位（势）
问题:求点电荷Q的电势强度和电势，点电荷的电场线和等势线是什么形状？

程序

clear %清除变量
r0 = 2.5;%最大相对距离
r = 0.2:0.05:r0;%距离向量
e = 1./r.^2;%电场强度
u = 1./r;%电势
figure %创建图形窗扣款
plot(r,e,r,u,'--','LineWidth',3);%画电场强度和电势曲线
grid on%加网格
axis([0,r0,0,5]);%曲线范围
fs = 16;%字体大小
title('点电荷的电场强度和电势','FontSize',fs)%显示标题
xlabel('\\itr/r\\rm_0','FontSize',fs)%显示x坐标
legend('电场强度\\itE/E\\rm_0','电势\\itU/U\\rm_0')%图例
etxt='电场强度单位\\itE\\rm_0=\\itkQ/r\\rm_0^2';%电场强度单位文本
utxt='电势单位\\itU\\rm_0=\\itkQ/r\\rm_0';%电势单位文本
text(0.5,3,etxt,'FontSize',fs) %标记电场强度单位
text(0,1,utxt,'FontSize',fs) %标记电势单位

u = 0.5:0.5:3.5;%等势线的电势
n = length(u);%等势面的个数
r = 1./u; %距离向量
th = linspace(0,2*pi);%角度向量
X = cos(th)'*r; %等势线的x坐标
Y = sin(th)'*r; %等势线的y坐标
figure %创建图形窗口
plot(X,Y,'LineWidth',2) %画圆
axis equal %使坐标间隔相同
grid on %加网格
legend([num2str(u'),repmat('\\itU\\rm_0',n,1)],-1)%图例
th = (0:30:330)*pi/180; %角度向量
x = r0*cos(th); %电场线终点的x坐标
y = r0*sin(th); %电场线终点的y坐标
o = zeros(size(th));%电场线起点坐标
hold on
quiver(o,o,x,y,0,'LineWidth',2)%画射线
plot(0,0,'o') %画点电荷
title('点电荷的电场线和等势线','FontSize',fs) %显示标题
xlabel('\\itx/r\\rm_0','FontSize',fs) %显示x坐标
ylabel('\\ity/r\\rm_0','FontSize',fs) %显示y坐标
utxt = '电势单位\\itU\\rm_0=\\itkQ/r\\rm_0';%电势单位文本
text(-r0,-r0+0.5,utxt,'FontSize',fs)%标记电势文本

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