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有点意思哈

只看楼主收藏回复

这道题根据想象判断a选项正确,8u们有没有严谨的证明


IP属地:安徽来自iPhone客户端1楼2026-01-04 01:23回复
    这三个电荷共面而且在正方体对称轴,只要在AMP上有一条0势线那扩展到三维我感觉必然是一个面。如果是0势点就是一条线。


    IP属地:浙江来自Android客户端2楼2026-01-04 07:56
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      2026-02-28 23:10:34
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      IP属地:安徽4楼2026-01-04 14:34
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        按照电偶极子等势面的方法:
        电偶极子是由电量相同且有一定距离的正负点电荷组成的系统。
        先在二维平面讨论。在“点电荷电势V=kq/r”的认知基础上,电偶极子的零势线显然是正负点电荷连线的中垂线,而非零等势线则是一簇闭合曲线,见下图(注意:这些闭合曲线不是圆锥曲线等简单的曲线)。在三维空间,零势面是中垂面,非零等势面则是一簇闭合曲面(把二维情形以电荷连线为轴转上一周,就是三维情形了,零势中垂线转一圈形成零势中垂面,等势线转一圈形成对应等势面)


        IP属地:安徽来自iPhone客户端5楼2026-01-05 00:48
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          接5楼,把图里M认定为原点,MN、MQ、MA为xyz轴正方向建立右手空间直角坐标系,那么电荷体系就可以看做“正电荷+1在000,负电荷-1在001的电偶极子”和“正电荷+1在000,负电荷-1在110的电偶极子”的组合,由电场与电势的叠加原理,电荷体系的电势可以看做这两对电偶极子的电势的叠加。
          此处你可能会问,为何把正方体棱长和电量q都写作1了?因为这是个齐次的问题,q具体是多少,正方体棱长具体是多少,是不影响问题的解的情况的,因为列出的电势为0方程必然是一大堆形如“kq/r”的式子之和为0的形式,那就完全可以消去分子上的q和分母上正方体的棱长(把r看做比例r/a乘以正方体的棱长a),这样我们以后提到的“长度”就都是正方体棱长为单位“1”的“相对长度”


          IP属地:安徽来自iPhone客户端6楼2026-01-05 00:56
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            好了!在6楼的认定下,零势能面必然是其中一对电偶极子“+V势能面”和另一对电偶极子“-V势能面”的交线组成的集合。
            先看最平凡的情况:V=0。两对偶极子的零势能面分别是z=1/2和x+y=1,其交线,亦即BN中点与DQ中点的连线,即是最容易找到的的零势区。这条线段应该就是A选项所指的,也是我4楼图中容易观察到的。


            IP属地:安徽来自iPhone客户端7楼2026-01-05 01:02
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              现在,让V取一个比较小的正值,按照5楼的认定,第一个电偶极子的“V势面”是z=1/2的平面被往下压了一点,变成一个凸起的小鼓包,而第二个电偶极子的“-V势面”则是平面x+y=1被往MP方向压了一点,变成一个从PM方向看去是凹陷的曲面。这两个曲面是一定要相交的,而且可以断定交线虽然未必是直线,但却离7楼做出的最平凡零势线很接近。这也是4楼第二张图片(沿NQ方向视角,亦即沿最平凡零势线视角)可以观察到的
              你可能会问,这两个等势面凭什么会相交?之前说过是闭合曲面,所以可能相切甚至相离呀!但是,只要我们的V取得足够小,它们就可以离各自的零势能平面足够近,就能保证相交的。


              IP属地:安徽来自iPhone客户端8楼2026-01-05 01:09
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                继续8楼,连续改变V的取值(V可以取负),就可以画出一系列不平凡的零势线,这些零势线是可以拼成一个零势面的(只要V变化得足够连续,这些零势线就也会足够连续),拼出来的零势面就是4楼图给出的。


                IP属地:安徽来自iPhone客户端9楼2026-01-05 01:11
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                  2026-02-28 23:04:34
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                  按照三元函数介值定理的方法:
                  名字比较绕,说起来其实比较简单。先回顾零点存在性定理:对于在[a,b]上连续的函数f(x),若f(a)f(b)<0,则在(a,b)上存在至少一个点c,使得f(c)=0。该定理很好理解,连续地从正(负)到负(正),总是要经过0的。
                  下面我们把它应用到这道题来。由于电势是xyz三个变量的函数,可以认为若A点电势大于0(这里的点不是原题里正方形的顶点哦),B点电势小于0,则AB连线上至少1个点的电势等于0。至于电势为什么是连续的,为什么能用这个定理,没有办法讲清楚,请意会。


                  IP属地:安徽来自iPhone客户端10楼2026-01-05 01:19
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                    继续10楼。假定我们已知BN中点与DQ中点是零势线了,为了证伪A选项,我们的目的是在这条线外找到零势能点,那么零点存在性定理的“AB线”的选取就要满足以下两条原则:“AB线”不要经过那个平凡的零势线,否则不好说存在的那个零点是不是在那个平凡的零势线上;A点电势和B点电势异号。


                    IP属地:安徽来自iPhone客户端11楼2026-01-05 01:22
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                      此时你可能要问,这一大堆点电荷都在激发电场电势,我上哪里去判断某点电势正负?别忘了电势公式kq/r。这个反比例函数在靠近0时的上升/下降是非常可怕的,基于此,把正方体的顶点A非常附近的一个点选取为定理中的A点(后称“定理A点”),这样“定理A点”的电势就很负了。如果你担心正电荷在“定理A点”的电势太正,会把负电荷的负电势抹消,那就不妨再让“定理A点”靠近顶点A点一些,毕竟正电荷在这里的正电势是有限的,但负电荷的负电势可以弄成无限的。
                      同理,在M点附近找到一个“定理B点”,它的电势很正。


                      IP属地:安徽来自iPhone客户端12楼2026-01-05 01:27
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                        现在“定理AB线”不仅两端点电势相反,还不经过平凡零势线(还是那句话,只要端点离对应电荷足够近,就能做到这一点),所以我们成功地抬了A选项的杠,亦即正方体内的零势区至少是一条线段加一个孤立的点(其实正电荷有2个,也就是说这样孤立的点至少有2个)。可以看到这个方法描绘出的物理图像还是很粗糙的,但毕竟只要跟A选项杠赢,举出一个反例了就行。


                        IP属地:安徽来自iPhone客户端13楼2026-01-05 01:31
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                          另外,根据4楼图,可以看到零势线(面)非常好地把空间分成了正势区和负势区(至少在它附近是这样)。如果零势区只是个线的话,就很难这样分区了(比如,在平面直角坐标系内,划分x正负的是y轴而不是原点。如果划分x正负的是原点,那你就说不清楚y轴上y≠0的点的x值是正还是负了)


                          IP属地:安徽来自iPhone客户端14楼2026-01-05 01:44
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                            暴力破解一下:Epa+Epp=Epm ,设平面AMP一点(x,y),其中(0≤x≤1,0≤y≤√2)。为0电势点,则有kq/√(x²+(1-y)²)+kq/√(y²+(√2-x)²)=2kq/√(x²+y²),至于怎么解还是交给ai吧


                            IP属地:浙江来自Android客户端15楼2026-01-05 01:50
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