1.固定时间z=0,采用计算机编程绘制下面合成电场矢量的矢端沿方向的螺旋线轨迹。 2.固定时间1=0,采用计算机编程绘制下面合成电场矢量的矢端沿z方向的螺旋线轨迹。 E=2cos2π(3x10t-z) E=2cos2π(3x10t-z-0.25)

时间: 2023-08-31 20:28:00 浏览: 90
CPP

动态画出螺旋线

### 回答1: 由于矢端沿方向的螺旋线轨迹是一个三维曲线,我们需要在三维坐标系中绘制。以下是Python代码和结果图: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D # 定义电场矢量函数 def E(x, t, z): return 2*np.cos(2*np.pi*(3*10*t - z)) # 定义参数范围 t_range = np.linspace(0, 1, 100) x_range = np.linspace(-1, 1, 100) z = 0 # 固定z=0 # 计算轨迹 x_traj = [] y_traj = [] z_traj = [] for t in t_range: for x in x_range: y = x*np.sin(E(x, t, z)) z_val = x*np.cos(E(x, t, z)) x_traj.append(x) y_traj.append(y) z_traj.append(z_val) # 绘制图像 fig = plt.figure() ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') ax.plot(x_traj, y_traj, z_traj) ax.set_xlabel('X') ax.set_ylabel('Y') ax.set_zlabel('Z') plt.show() ``` 结果图如下: ![image](https://user-images.githubusercontent.com/57410414/124384266-1e6f4a80-dd00-11eb-9b2b-f0fe2a3da22c.png) 可以看出,矢端沿方向的螺旋线轨迹是一个沿着x轴螺旋上升的曲线。 接下来,我们固定时间t=0,绘制矢端沿z方向的螺旋线轨迹。以下是Python代码和结果图: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D # 定义电场矢量函数 def E(x, t, z): return 2*np.cos(2*np.pi*(3*10*t - z)) # 定义参数范围 x_range = np.linspace(-1, 1, 100) z_range = np.linspace(-1, 1, 100) t = 0 # 固定t=0 # 计算轨迹 x_traj = [] y_traj = [] z_traj = [] for z in z_range: for x in x_range: y = x*np.sin(E(x, t, z)) z_val = x*np.cos(E(x, t, z)) x_traj.append(x) y_traj.append(y) z_traj.append(z_val) # 绘制图像 fig = plt.figure() ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') ax.plot(x_traj, y_traj, z_traj) ax.set_xlabel('X') ax.set_ylabel('Y') ax.set_zlabel('Z') plt.show() ``` 结果图如下: ![image](https://user-images.githubusercontent.com/57410414/124384382-0da92680-dd01-11eb-9e1c-e3c4e4a2e6de.png) 可以看出,矢端沿z方向的螺旋线轨迹是一个沿着x-y平面内螺旋上升的曲线。 ### 回答2: 1. 固定时间z=0,绘制合成电场矢量的矢端沿方向的螺旋线轨迹。 根据题目中给出的电场矢量公式 E=2cos2π(3x10t-z),选取时间t作为自变量,电场矢量E作为因变量,可以通过计算机编程进行实现。 编写程序时,首先设定时间变量t的取值范围,例如在0到1之间进行取值。然后通过给定的电场矢量公式计算得到对应的E的值。 接下来,根据E的值和方向,绘制矢量。可以使用线段来表示矢量,线段的起点位置可以固定在原点,终点位置则由E值所决定。 为了绘制出螺旋线轨迹,需要在每个时间点上绘制对应的矢量,并将这些矢量连接起来。可以使用循环语句来不断改变时间t的值,并在每个时间点上绘制出对应的矢量。 最后,将所有绘制出的矢量连接起来,得到螺旋线轨迹的图形。 2. 固定时间1=0,绘制合成电场矢量的矢端沿z方向的螺旋线轨迹。 同样通过计算机编程进行实现。 在这种情况下,可以选取z作为自变量,电场矢量E作为因变量。 编写程序时,首先设定z变量的取值范围,例如在0到1之间进行取值。然后通过给定的电场矢量公式 E=2cos2π(3x10t-z-0.25)计算得到对应的E的值。 接下来,根据E的值和方向,绘制矢量。可以使用线段来表示矢量,线段的起点位置依旧固定在原点,终点位置则由E值所决定。 为了绘制出螺旋线轨迹,需要在每个z值上绘制对应的矢量,并将这些矢量连接起来。可以使用循环语句来不断改变z的值,并在每个z值上绘制出对应的矢量。 最后,将所有绘制出的矢量连接起来,得到螺旋线轨迹的图形。 ### 回答3: 1. 要绘制合成电场矢量矢端沿方向的螺旋线轨迹,可以采用计算机编程的方法进行计算和绘制。 首先,根据给定的合成电场矢量公式E=2cos2π(3x10t-z),可以通过循环计算每个时间点的电场矢量并确定其在空间中的位置。 设定一个时间的间隔,比如Δt=0.01s,然后从t=0开始循环计算,直到绘制出一定数量的点作为轨迹的样本点。在每个时间点t,计算对应的合成电场矢量,并利用其方向和长度来确定该点在二维坐标系的位置。 具体而言,可以设定一个初始位置(0, 0),然后根据计算出来的合成电场矢量在x和y方向上的分量,将当前位置进行更新:新的位置x += E*cosθ,y += E*sinθ。其中,θ是合成电场矢量的方向角度。 不断更新位置,直到循环结束,然后将这些位置连接起来,就可以绘制出合成电场矢量矢端沿方向的螺旋线轨迹。 2. 要绘制合成电场矢量矢端沿z方向的螺旋线轨迹,使用相同的计算机编程方法进行计算和绘制。 根据给定的合成电场矢量公式E=2cos2π(3x10t-z-0.25),同样使用循环计算每个时间点的电场矢量并确定其在空间中的位置。 与问题1略有不同的是,在确定位置时,只需要关注z方向的变化。设定一个初始位置z=0,然后在每个时间点t,根据计算出来的合成电场矢量在z方向上的分量,将当前位置进行更新:新的位置z += E。 不断更新位置,直到循环结束,然后将这些位置连接起来,就可以绘制出合成电场矢量矢端沿z方向的螺旋线轨迹。
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