电场线是**用于表示电场中电场强度的形象线,从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷**。电场线不是客观存在的线,是为了形象描述电场而假象的线^[1][2]^。
电场线不闭合,它起始于正电荷或无限远,终止于无限远或负电荷。在金属导体内沿导线各点的电场方向跟电流的方向相同,因此跟导线平行的一切线都称为电场线。同时电场线的每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,电场线的疏密反映了电场的强弱,电场越强的地方,电场线越密集^[2]^。
好的,这是一道关于电场线的例题:
例题:
在一个匀强电场中,有一个带电粒子,它在电场力作用下从A点运动到B点。已知A、B两点间的电势差为U,A、B两点间的距离为L,粒子的质量和电量分别为m和q。求:
1. 电场强度的大小;
2. 电场线的方向;
3. 如果粒子在A点的速度为vA,它在电场中运动的时间。
答案:
1. 根据电势差和距离的关系,有:U = q E L
其中,E为电场强度。因此,电场强度的大小为:E = U/qL
2. 电场线的方向由高电势指向低电势,即从A指向B。
3. 粒子在电场中做类平抛运动,其运动分解为水平和垂直两个方向。在水平方向上,粒子做匀速直线运动,其速度不变,因此运动时间为:t = L/vA
其中,vA为粒子在A点的速度。垂直方向上粒子受到的电场力为:F = qE = qU/L
垂直方向上的加速度为:a = F/m = qU/mL
因此,垂直方向上的运动可以看作是加速度为a的匀加速直线运动。根据运动学公式,有:x = 1/2 a t^2
其中,x为粒子在垂直方向上的位移。将t代入上式可得:x = qUL/(2mvA^2)
因此,粒子在电场中运动的时间为:t = sqrt(2x/a) = sqrt(qUL/(mvA^2))