勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向沿著電場線的方向,對于非勻強(qiáng)電場,某點的場強(qiáng)方向沿著該點的切線方向。
A、B、D、電場強(qiáng)度E可以根據(jù)定義式E=
F
Q 來測量,電場強(qiáng)度就等于每單位正電荷所受的力,但場強(qiáng)與試探電荷無關(guān),是由電場本身決定的,故A錯誤,B正確,D錯誤;
C、電場強(qiáng)度的方向規(guī)定為放在該點的正電荷受到的靜電力方向,與正電荷受力方向相同,與負(fù)電荷受力方向相反,故C錯誤;
C的電場強(qiáng)度是零,說明A在C產(chǎn)生的場強(qiáng)應(yīng)該剛好和B在C產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等,方向相反,這樣C的合場強(qiáng)才能為零。所以,B帶負(fù)電。設(shè)B帶電荷量為q,由庫倫定理,可得kQ/d^2-kq/(d/2)^2=0,解得q=Q/4,帶負(fù)電。
電場強(qiáng)度是描述電場的基本物理量,是個矢量。簡稱場強(qiáng)。電場的基本特征是能使其中的電荷受到作用力 , 在電場中某觀察點的電場強(qiáng)度E,等于置于該點的靜止試驗電荷q'所受的力F與電量q'的比。試驗電荷q'的數(shù)值應(yīng)足夠小,不改變它所在處的電場。這樣,電場強(qiáng)度就等于每單位正試驗電荷所受的力。
各類場強(qiáng)公式
真空中點電荷場強(qiáng)公式:E=k*Q/r^2
勻強(qiáng)電場場強(qiáng)公式:E=U/d
任何電場中都適用的定義式:E=F/q
平行板電容器間的場強(qiáng)E=U/d=εS/4πkd
介質(zhì)中點電荷的場強(qiáng):E=kQ/(r^2)
電場強(qiáng)度的單位應(yīng)是牛(頓)每庫(倫)在國際單位制中,電場強(qiáng)度的單位是伏(特)每米。
電場強(qiáng)度的定義是放入電場中某點的電荷所受靜電力F跟它的電荷量比值,定義式E=F/q ,適用于一切電場;其中F為電場對試探電荷的作用力,q為試探電荷的電荷量。單位N/C。
電場強(qiáng)度的方向:電場中某點的場強(qiáng)方向規(guī)定為放在該點的正電荷受到的靜電力方向。
對于真空中靜止點電荷q所建立的電場,可以由庫侖定律得出 。
式中r是電荷q 至觀察點(或q')的距離;r是由q 指向該觀察點的單位矢量,它標(biāo)明了E的
電場 方向;ε0是真空介電常數(shù)。
靜電場或庫侖電場是無旋場,可以引入標(biāo)量電位φ,而電場強(qiáng)度矢量與電位標(biāo)量間的關(guān)系為負(fù)梯度關(guān)系
E=-εφ
時變磁場產(chǎn)生的電場稱為感應(yīng)電場,是有旋場。引入矢量磁位A并選擇適當(dāng)規(guī)范,可得電場強(qiáng)度與矢量磁位間的關(guān)系為時間變化率的負(fù)數(shù)關(guān)系,即
感應(yīng)電場與庫侖電場的合成電場是有源有旋場
電場強(qiáng)度的大小,關(guān)系到電工設(shè)備中各處絕緣材料的承受能力、導(dǎo)電材料中出現(xiàn)的電流密度、端鈕上的電壓,以及是否產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)現(xiàn)象等問題,是設(shè)計中需考慮的重要物理量之一。
電場中某一點的電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在那一點所受的電場力.試驗電荷的電量、體積均應(yīng)充分小,以便忽略它對電場分布的影響并精確描述各點的電場。場強(qiáng)是矢量,其方向為正的試驗電荷受力的方向,其大小等于單位試驗電荷所受的力。場強(qiáng)的單位是伏/米,1伏/米=1牛/庫。場強(qiáng)的空間分布可以用電力線形象地圖示。電場強(qiáng)度遵從場強(qiáng)疊加原理,即空間總的場強(qiáng)等于各電場單獨存在時場強(qiáng)的矢量和,即場強(qiáng)疊加原理是實驗規(guī)律,它表明各個電場都在獨立地起作用,并不因存在其他電場而有所影響。以上敘述既適用于靜電場也適用于有旋電場或由兩者構(gòu)成的普遍電場。
電場強(qiáng)度的疊加遵循矢量合成的平行四邊形定則。