电场强度的知识点

2017-05-26

电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。你知道多少电场强度的知识点。接下来小编为你整理了电场强度的知识点,一起来看看吧。

电场强度的相关知识

单位

牛(顿)每库(仑) 在国际单位制中,符号为N/C。如果1C的电荷在电场中的某点受到的静电力是1N,这点的电场强度就是1N/C。电场强度的另一单位是伏(特)每米,符号是V/m,它与牛每库相等,即1V/m=1N/C。

定义

是放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值,定义式E=F/q ,适用于一切电场;其中F为电场对试探电荷的作用力,q为试探电荷的电荷量。单位N/C。 定量的实验证明,在电场的同一点,电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是恒定的,跟试探电荷的电荷量无关。它只与产生电场的电荷及试探电荷在电场中的具体位置有关,即比值反映电场自身的特性(此处用了比值定义法),因此我们用这一比值来表示电场强度,简称场强,通常用E表示。

方向

电场中某点的场强方向规定为放在该点的正电荷受到的静电力方向。

对于真空中静止点电荷q所建立的电场,可以由库仑定律得出。

式中r是电荷q至观察点(或q')的距离;r是由q指向该观察点的单位矢量,它标明了E的方向

静电场或库仑电场是无旋场,可以引入标量电势φ,而电场强度矢量与电位标量间的关系为负梯度关系

E=-▽γφ

时变磁场产生的电场称为感应电场,是有旋场。引入矢量磁位A并选择适当规范,可得电场强度与矢量磁位间的关系为时间变化率的负数关系,即

感应电场与库仑电场的合成电场是有源有旋场。

均匀与非均匀

一对平行平板电极之间的电场,各点的电场强度完全相同,这种电场叫做匀强电场(如果极板尺寸比极板间距离大得多,那么极板边缘的电场不均匀部分,可不予以考虑)。一个带电球体周围的电场,各点的电场的电场强度都不同,这种电场叫做不均匀电场。

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

电场强度的公式

真空中点电荷场强公式:E=KQ/r2 (k为静电力常量k=9.0×10^9N.m^2/C^2)

匀强电场场强公式:E=U/d(d为沿场强方向两点间距离)

任何电场中都适用的定义式:E=F/q

平行板电容器间的场强E=U/d=4πkQ/eS

介质中点电荷的场强:E=kQ/(r2)

均匀带电球壳的电场:E内=0,E外=k×Q/r2

无限长直线的电场强度:E=2kρ/r(ρ为电荷线密度,r为与直线距离)

带电半圆对圆心的电场强度:E=2kρ/R(ρ为电荷线密度,R为半圆半径)

与半径为R圆环所在的平面垂直,且通过轴心的中央轴线上的场强:kQh/(h2+R2)3/2

对任意带电曲线的场强公式:E=∫kρ/r2 ds....(r为距曲线距离,为坐标x,y的函数,ρ为电荷线密度)

同理,带电曲面为它的曲面积分。

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