电场方向,怎样判断场强方向,电场强度方向?

2022-01-08 10:30:20 百科大全 投稿:一盘搜百科
摘要电场强度的方向可由电荷受到电场力的方向来判断:正电荷所受电场力方向与该点场强方向一致,负电荷所受电场力方向与该点场强方向相反电场方向。 电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。实验表明,在电场中某

电场强度的方向可由电荷受到电场力的方向来判断:正电荷所受电场力方向与该点场强方向一致,负电荷所受电场力方向与该点场强方向相反电场方向。

电场方向,怎样判断场强方向,电场强度方向?

电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。实验表明,在电场中某一点,试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与试探点电荷无关的量。

于是以试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力的方向为电场方向,以前述比值为大小的矢量定义为该点的电场强度,常用E表示。按照定义,电场中某一点的电场强度的方向可用试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力的电场方向来确定;电场强弱可由试探电荷所受的力与试探点电荷带电量的比值确定。试探点电荷应该满足两个条件。

(1)它的线度必须小到可以被看作点电荷,以便确定场中每点的性质。

(2)它的电量要足够小,使得由于它的置入不引起原有电场的重新分布或对有源电场的影响可忽略不计。电场强度的单位V/m伏特/米或N/C牛顿/库仑(这两个单位实际上相等)。常用的单位还有V/cm伏特/厘米。

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电场强度的相关介绍:

电场中某一点的电场强度在数值上等于单位电荷在那一点所受的电场力。试验电荷的电量、体积均应充分小,以便忽略它对电场分布的影响并精确描述各点的电场。

场强是矢量,其方向为正的试验电荷受力的方向,其大小等于单位试验电荷所受的力。场强的单位是伏/米,1伏/米=1牛/库。场强的空间分布可以用电场线形象地图示。

电场强度遵从场强叠加原理,即空间总的场强等于各电场单独存在时场强的矢量和,即场强叠加原理是实验规律,它表明各个电场都在独立地起作用,并不因存在其他电场而有所影响。以上叙述既适用于静电场也适用于有旋电场或由两者构成的普遍电场。电场强度的叠加遵循矢量合成的平行四边形定则。

电场强度的大小,关系到电工设备中各处绝缘材料的承受能力、导电材料中出现的电流密度、端钮上的电压,以及是否产生电晕、闪络现象等问题,是设计中需考虑的重要物理量之一。

1. 电场和电场的基本性质

  静止电荷产生的电场,称为静电场。对于静电场,应明确以下两点:

  (1)电荷的周围存在着电场,静止电荷周围存在着静电场。

  (2)电场的基本性质是:对方入其中的电荷有力的作用,(不管是静止的还是运动的) 电场具有能量。

  2. 电场强度

  放入电场中的电荷所受电场力跟所带电量的比值叫做这点的电场强度。简称为场强,用E表示电场强度。

  即E= 电场强度是矢量,规定场强的方向是正电荷受力的方向。那么,负电荷受力的方向跟场强方向相反。场强的单位是N/C。

  场强的定义式

  说明:(1)在电场中的同一点,F/q是不变的,在电场中的不同点,F/q往往不同;即F/q完全由电场本身性质决定,与放不放电荷,放入电荷的电性、电量多少均无关系,正因F/q有上述特点,才将其定义为描述电场性质的物理量一电场强度。这是物理学上定义物理量的常用方法之一。

  (2)E= 变形为F=qE表明:如果已知电场中某点的场强E,便可计算在电场中该点放任何电量的带电体所受的电场力大小,即场强E是反映电场力的性质的物理量。

  3. 电场力

  (1)由电场强度的定义式E= ,可导出电场力F=qE。

  电场中每一点的电场强度的大小和方向都惟一地确定了。若知道某点的电场强度的大小和方向,就可求出电荷在该点受的电场力的大小和方向。

  (2)电场力是由力的性质命名的,与重力、弹力、摩擦力一样,遵循力学的一切规律。

  (3)电场力是由电荷和场强共同决定的,而场强是由电场本身决定的。

  4. 点电荷电场的场强

  场源电荷Q与试探电荷q相距为r,则它们相互间的库仑力F= =q ,所以电荷q处的电场强度E= 。

  (1)公式:E= ,Q为真空中点电荷的带电量,r为该点到点电荷Q的距离。

  (2)方向:若Q为正电荷场强方向沿着Q和该点连线指向该点;若Q为负电荷场强方向沿着Q和该点连线指向Q。

  (3)适用条件:真空中点电荷。

  注意:由于库仑定律仅适用于点电荷电场,因而E= 也是仅适用于真空中的点电荷。

  5. 场强的叠加

  如空间有几个点电荷,则某点的场强应为各点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。

  说明:场强是矢量,场强的叠加遵循矢量叠加原理——平行四边形定则。

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