[diàn chǎng]  

电场

编辑 锁定 讨论
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。这种物质与通常的实物不同,它虽然不是由分子原子所组成的,但它却是客观存在的特殊物质,具有通常物质所具有的力和能量等属性。
电场的力的性质表现为:电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。电场的能的性质表现为:当电荷在电场中移动时,电场力对电荷做功,说明电场具有能量
中文名
电场
外文名
Electric Field
所属学科
物理
缩    写
E-field [1] 

电场简介

编辑
存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
只要电荷存在它周围就存在电场,电场是客观存在的,它具有力和能的特性。
辨析两种不同的电场:库仑电场和感生电场,库仑电场是电荷按库仑定律激发的电场,例如静电场就是由静止的电荷按库仑定律激发的,就属于库仑电场,在各种带电体周围都可以发现这种电场;感生电场是由变化的磁场激发的,按麦克斯韦理论,变化的磁场在其周围激发了电场。例如条形磁铁插入线圈时,运动的磁铁使周围的磁场发生变化,进而产生涡旋电场,涡旋电场使线圈中产生感应电动势,这种电场就是感生电场 [2] 

电场基本性质

编辑
1.对放入其中的电荷有力的作用。
2.能使放入电场中的导体产生静电感应现象。

电场简单的静电场

编辑
  • 等量同种电荷形成的电场:
(1)两种电荷的连线上;不管是等量同种正电荷还是负电荷,中点O处场强始终为零
(2)两电荷连线的中垂线上;不管是等量同种正电荷还是负电荷,从中点O处沿中垂面(中垂线)到无穷远处,场强先变大后变小。
(3)关于O点对称的两电场强大小相等,方向相反,电势相等。
  • 等量异种电荷形成的电场:
(1)两电荷的连线上,各点的电场强度方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向场强先变小后变大,从正电荷到负电荷电势逐渐降低。
(2)两电荷连线的中垂线上场强方向相同,且与中垂线垂直,由中点O点到无穷远处,场强一直变小,各点电势相等。
(3)在中垂线上关于中点O对称的两电场强等大同向。

电场如何研究电场

编辑

电场电场强度

电场强度是描述某点电场特性的物理量,是矢量(符号为E),简称场强
定义式:
方向:与带正电的检验电荷的受力方向相同。
对电荷激发的静电场和变化磁场激发的涡旋电场都适用。
电场的特性是对电荷有电场力的作用,正电荷受力方向与电场方向相同,负电荷受力方向与电场方向相反。
电场是一种物质,具有能量,场强大处电场的能量大。
已知电场强度可判定电场对电荷的作用力,电介质(绝缘体)的电击穿与场强大小有关。
点电荷的电场强度由点电荷决定,与试探电荷无关。
真空中点电荷场强公式:
匀强电场场强公式:
电场强度的比值定义式:

电场电场线

电场线是为形象地描述场强的分布,在电场中人为地画出一些有方向的曲线,曲线上一点的切线方向表示该点电场强度的方向。电场线的疏密程度与该处场强大小成正比。
电场是一种物质,电场线是人为画出的便于形象描述电场分布的辅助工具,不是客观存在的。
在没有电荷的空间,电场线具有不相交(或相切)、不中断的特点。
用电场线描述电场时要注意:
(1)切线方向表示该电场强的方向,也是正电荷的受力方向.
(2)静电场电场线有始有终:始于“
”,终止于“
”或无穷远,从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
(3)疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小。越密,则E越强。
(4)匀强电场的电场线平行且用等间距直线表示.(不考虑边缘效应的平行板电容器间的电场)
(5)没有画出电场线的地方不一定没有电场.
(6)静电场的电场线不相交,不中断,不成闭合曲线。
(7)电场线不是电荷运动的轨迹.也不能确定电荷的速度方向。除非三个条件同时满足:①电场线为直线,②v0=0或v0方向与E方向平行。③仅受电场力作用。

电场电场强度的大小、方向判断技巧

(1)电场强度的大小的判断技巧
①用电场线的疏密程度进行判断,电场线越密集,场强越大,电场线越稀疏,场强越小。
②根据等差等势面的疏密判定场强大小,等差等势面密集处场强大,稀疏处场强小。
(2)电场强度方向的判断技巧
①某点正电荷所受电场力的方向,即该点的电场强度方向
②电场强度的方向与电场线的切线在同一条直线上并指向电势降低的方向。
③电场强度的方向垂直等势面并指向电势降低的方向。
知道一个电场的电场线,就可判定场强的方向和大小,就可画出等势面,能判定电势高低(沿电场线方向电势降低)。电场线不是电荷的运动轨迹。根据电场线方向能确定电荷的受力方向和加速度方向,不能确定电荷的速度方向、运动的轨迹。电场线是直线时,电荷运动加速度与电场线平行。

电场电场力

一、定义:电荷之间的相互作用是通过电场发生的。只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。
二、方向:正电荷沿电场线的切线方向,负电荷沿电场线的切线方向的反方向。
三、计算:电场力的计算公式是F=qE,其中q为点电荷的带电量,E为场强。或由W=Fd,也可以根据电场力做功与在电场力方向上运动的距离来求。电磁学中另一个重要公式W=qU(其中U为两点间电势差)就是由此公式推导得出。
电场力的功能:
由于电场力的作用广泛,它应用到粒子加速器,航天事业中导航修正。对新物质的加工,对物质排列改变,在未来可能是主要动力之一,等等。
电场力的研究方向:
在未来有电场力的存在航空航天事业会得到长足发展,例如利用电场保护层(可以让飞行器更轻);以及让飞行器依赖电场飞行(而取代现有的发动机);电场在核物质的衰变起作用(让我们能更好的利用能源)。

电场研究电场的领域

编辑
电场是一切物理、工业、化学、能源、电子、信息、生物等学科研究的本质对象:
1.摩擦力弹力主要由电场力贡献的。
2.分子间作用力由电场力组成。
3.化学反应的动力源泉是电场。
4.电流由电场力引起。
5.信息技术也研究电场的特性。
参考资料