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
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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