[diàn chǎng]  

电场

编辑 锁定 讨论 上传视频
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客观属性。 [1] 
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 [1] 
中文名
电场 [1] 
外文名
Electric Field [2] 
所属学科
物理 [2] 
缩    写
E-field [3] 

电场简介

编辑
带电体周围存在的阀连赠估特殊物质。电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。电荷间的作用总是通过电场进行的。 [4] 
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。 [5] 
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 [5] 
静止电荷在其周围空间产生的电场,称为静电场;随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感应电场。普遍意义的电场则是静电场和感应电场两者之和。电场是一个矢量场,其方向为正电荷的受力方向。电场的力的性质用电场强度来描述。 [1] 

电场基本性质

  1. 放入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用。 [6] 
  2. 电场能使放入电场中的导体产生静电感应现象。 [6] 

电场静电场

静电场是由静止电荷激发的电场。该静止电荷被称为场源电荷,简称为源电荷。静电场的电场线起始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷。静电场的电场线反向和场源电荷有着密切的关系。当场源电荷为正电荷时,该电场的再墓电场线成发散状;当场源电荷为负电荷时,该电场的电场线成收删热签敛状。其电场力移动电荷做功具有与路径无关的特点。用电势差描述电场的能的性质,或用等势面形象地说明电场的电势的分布。 [7] 
静电场中酷去弃的电场强度公式为:E=F/q。单位为牛顿每库伦,符号为N/C。它的另一个单位是伏特每米(V/m),两个单位之间的关系是1N/C=1V/m。 [7] 

电场感应电场

变化磁场激发的电场叫感应电场涡旋电场 [7] 

电场涡旋电场

磁场变化时线圈产生的感生电动势与导体的种类、形状、性质和构成均无关,是由磁场本身的变化引起的。因此麦克斯韦提出了“变化的磁场会在其周围的空间激发一种电场,正是这种电场使得闭合回路中产生了感生电动势和感生电流”的理论,并将这种电场称为涡旋电场 [7] 
感应电场的电场线是闭合的,没有起点、终点。闭合的电场线包围变化的磁场。 [7] 

电场如何研究电场

编辑

电场电场强度

在电场中某位置处一电荷q它在该点所受电场力F与其电荷量Q的比值叫做该点的电场强度,简称场强。 [6] 
定义式:
[6] 
方向:在某点的正电荷受力方向为该点的场强方向。 [6] 
电场中每一点的电场强度与是否放入电荷无关。 [6] 
在同一空间,如果有几个静止电荷在空间同时产生电场,那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强矢量和。 [6] 
点电荷的场强公式:点电荷Q在真空中某点产生的场强公式为:
;Q是产生电场的场源电荷的大小。r是所研究点到场源电荷的距离。 [6] 
场强的定义是根据电场对电荷有作用力的特点得出的。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喇朽叠拳,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。 [7] 
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。 [7] 
点电荷的电场强度由点电荷决定,与试探电荷无关。 [7] 

电场电场线

电场线是为了形象的描绘电场分布而画出的假象曲线。这些曲线各点的切线方向为该点的场强方向。而这些曲线的疏密程度表示这一区域场强的大小,电场线密集的地方场强大,反之小。 [6] 
电场线的特点: [4] 
  1. 某点切线方向就是该点电场强度方向。 [4] 
  2. 电场线的疏密表示电场的强弱。 [4] 
  3. 静电场的电场线不闭合,也不相交,从正电荷(无穷远)巴泪估出发终止于负电荷(无穷远)。 [4] 
  4. 电场线跟等势面垂直,且顺着电场线的方向电势降低。 [4] 
  5. 匀强电场的电场线是平行的。 [4] 
了解和掌握正点电荷、负点电荷、两种等量的同种电荷、两等量的异种电荷形成电场的电场线分布。 [4] 
电场线不是电荷运动的轨迹,也不是客观存在的线。在特殊条件下,带电粒子的运动轨迹可以与电场线重合。这些特殊条件是: [4] 
  1. 电场线是直线; [4] 
  2. 带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一直线上; [4] 
  3. 带电粒子只受电场力作用。 [4] 
以上三点必须同时得到满足。 [4] 

电场电场的叠加

电场是矢量,若在空间有几个带电体共存,则他们的电场互相叠加,即Ep=E1+E2,遵循平行四边形定则。 [4] 
电场力F:电荷在电场中收到电垫厦挨场的作用力。 [4] 
大小F=Eq。 [4] 
方向:正电荷受电场力的方向与E相同,负电荷受电场力的方向与E相反。 [4] 

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 [8] 
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。 [8] 
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。 [8] 
(2)电场强度方向的判断技巧 [9] 
①某点正电荷所受电场力的方向,即该点的电场强度方向 [9] 
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。 [9] 
③电场强度的方向垂直等势面并指向电势降低的方向。 [9] 
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)。 [7] 
应该注意,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,电荷运动轨迹与电场线重合。 [7] 

电场电场力

  1. 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。 [7] 
  2. 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。 [7] 
  3. 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。 [7] 
  4. 电场力的功能: [7]  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。 [7] 
  5. 电场力的研究方向: [7]  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)。 [7] 
词条图册 更多图册
参考资料
  • 1.    杜翠凤,宋波,蒋仲安.物理污染控制工程 第2版:冶金工业出版社,2018.01:166-167
  • 2.    顾文祥.汉英常用名词分类词典:浙江大学出版社,2004.01:578
  • 3.    李迪,朱瑞等.空间电子技术——近场测试系统确定电磁干扰源 第3期:西安市春秋视讯技术有限责任公司,2000年:56
  • 4.    李燕.中学物理:中国铁道出版社,2012.12:91-92
  • 5.    辨析两种不同的电场  .人民教育出版社[引用日期2020-06-09]
  • 6.    任春辉,李显锋.物化:白山出版社,2005.02:77-78
  • 7.    齐浩然.经典科学系列 恐怖的雷电现象:金盾出版社,2015.05:9-12
  • 8.    杨靖.新编中学物理解题方法全书 高二版:哈尔滨工业大学出版社,2012.04:9
  • 9.    杜志建.专题调研问题诊断学习法 物理 14电学:汕头大学出版社,2009.07:6