1、置于电场中某一点的试验电荷所受到的静电力与其电荷量的比值,称为该点的电场强度。
2、电场强度是用来表示电场强度和方向的物理量。
3、缩写为“场强”,是描述电场对电荷施加力的基本性质的物理量。 它是一个向量。
象征
E(大写)
单元
①N/C(牛/银行)
含义:如果1C的电荷在电场中某一点所受到的静电力为1N,则该点的电场强度为1N/C。
② V/m(伏特/米)等于N/C,即1V/m=1N/C。
1、适用于任意电场的定义公式:E=F/q
2、真空中点电荷场强的计算公式:E=KQ/r(k为静电力常数k=9.0×10^9N.m^2/C^2)
3、均匀电场的场强公式:E=U/d(d为沿场强方向两点之间的距离)
4、平行板电容器之间的场强:E=U/d=4πkQ/eS
5、介质中点电荷的场强:E=kQ/(r2)
6. 均匀带电球壳的电场:内部E = 0,外部E = k×Q/r2
7、无限长直线的电场强度:E=2kρ/r(ρ为电荷的线密度,r为距直线的距离)
8、带电半圆相对于圆心的电场强度:E=2kρ/R(ρ为电荷线密度,R为半圆半径)
9、垂直于半径为R的圆环平面并穿过该轴的中心轴上的场强:kQh/(h2+R2)3/2
10、任意带电曲线的场强公式:E=∫kρ/r2ds...(r为距曲线的距离,坐标x和y的函数,ρ为电荷的线密度)
注:r2代表r的二次方
方向
1、通过测试该点的点电荷(正电荷)所施加的电场力的方向,可以确定电场中某一点的电场强度的方向;
2. 电场强度是一个矢量。 电场中某一点的电场强度方向与该点正电荷所施加的静电力的方向相同,与该点负电荷所施加的静电力的方向相反。
电场按电场强度分类
① 电场均匀
一对平行板电极之间的电场各点的电场强度相同。 该电场称为均匀电场。
注:如果极板尺寸远大于极板之间的距离高中物理电场,则无需考虑极板边缘的不均匀电场。
② 电场不均匀
带电球体周围的电场在每个点上都有不同的强度。 该电场称为非均匀电场。
电场强度叠加
遵循向量合成的平行四边形规则。
电场强度与电场力的关系
电场强度的大小由测试电荷上的力与测试点处的电荷量的比率确定。 E=F/q,适用于所有电场; 式中,F为测试电荷上的电场力,q为测试电荷的电荷量。 电场强度的单位是N/C。 定量实验证明,在电场的同一点上,电场力的大小与测试电荷的电荷量之比是恒定的,与测试电荷的电荷量无关。 它只与产生电场的电荷以及测试电荷在电场中的具体位置有关。 即比值反映了电场本身的特性(这里采用比值定义方法)。
电场强度与电位差的关系
在均匀电场中,电场强度与电势差的关系为U=Ed; 其中d指沿电场线方向的有效距离。 如果d不沿着电场线方向高中物理电场,则需要进行投影操作。
电场强度与电场线的关系
电场线是用来描述电场分布的曲线(或直线)簇。 电场线越密,电场强度E越大。
电场强度与电势能的关系
电场强度与电势能的大小无关。 不能认为某一点的电场强度大,则电势能就一定大。 电场强度大只是意味着相同的电荷受到更大的力,与电势能无关。 电势能的大小主要取决于电势的大小(相对于零势能面)和电荷的大小。