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年第期物理通报竞赛与物理专题研修
20195
Mathematica软件支持下
等量同种电荷类电场的定量分析
董平
()
南京师范大学第二附属高级中学江苏扬州
211900
(:)
收稿日期20181101
:,,
摘要介绍了在数学Mathematica软件支持下利用导数和积分的方法定量计算出等量同种电荷和均匀带
,,
电圆环的场强在特定区域的变化情况并精确求出该区域场强的最大值及位置并进行可视化求解赋值绘制出场
.
强的变化图像.
关键词:软件等量同种电荷导数积分定量计算
Mathematica
、,
电场由于有着看不见摸不着的抽象特点所
[]
1
、,
以教材及教师在介绍讲解这一部分时往往以
,,
定性分析大小关系居多定量得出精确结果居少使
,
得物理这样一个原本很严谨的学科多少留下了一
,
些遗憾同时学生在学习电场时也存在诸多疑惑
..
,
笔者发现借助于数学Mathematica软件利用导数图1等量同种电荷电场的分布
(“”),
和微元法即高等数学中的微积分定量计算能1.2物理建模及Mathematica定量计算
够优化上述问题.
,
以两个等量带正电的点电荷为模型如图所示
2.
Mathematica是美国Wolfram研究公司开发的
,
符号计算系统具有高精度的数值计算和强大的数
,“
学计算功能Mathematica8及更高版本新增了自
”,
由格式语言输入功能不需要操作者熟悉众多的
,
计算机编程语言和方法更适合在中学教师和学生
,
中推广应用本文介绍在该软件的支持下对等量同
.
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