电场强度
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。
折叠电场强度概念
①定义:放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值,叫做该点的电场强度。
②定义式:E=F/q ,F为电场对试探电荷的作用力,q为放入电场中某点的检验电荷(试探电荷)的电荷量。
③电场强度的方向:规定为放在该点的正电荷受到的静电力方向。与正电荷受力方向相同,与负电荷受力方向相反。
④物理意义:描述电场强弱的物理量,描述电场的力的性质的物理量。电场强度的大小取决与电场本身,或者说取决于激发电场的电荷,与电场中的受力电荷无关。
⑤适用条件:适用于一切电场。
⑥电场强度是矢量。
⑦电场的决定式:E=kQ/r2(只适用于点电荷)。其中E是电场强度,k是静电力常量,Q是源电荷的电量,r是源电荷与试探电荷的距离。
⑧电场力:F=E×q
电场强度与电压的关系
电势差与电场强度的关系:电场强度越大,沿电场线方向电势降落越快,即单位距离上的电势差越大。在匀强电场中有U-Ed其中,U为电势差,E为电场强度,d为沿电场线方向的距离。
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。
电场中某一点的电场强度在数值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描述各点的电场
用电势分布描述静电场是不是比用电场强度分布更简洁?
电势和电场强度在静电场中是等价的。之所以看起来一个是三个数,一个只有一个数,原因是电场强度的三个分量并不是完全***的,它需要满足Maxwell方程。尤其是电场旋度为0的方程,直接决定了我们可以找到一个标量势函数来描述电磁场。
另外,知道一个点的电势,与知道一个点的电场强度并不完全一样。我们需要知道的是一个点的某个邻域内每个点的电势,才可以知道这个点上的电场强度,因为我们需要对电势求导数。
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