第一節(jié)

電場

電場強度一、電場二、電場線三、電場強度四、勻強電場

一、電場在初中我們已經(jīng)學(xué)過，經(jīng)過摩擦的物體，如塑料筆桿、玻璃棒等，能夠吸引輕小物體，我們就說這些摩擦過的物體帶了電荷。電荷有兩種，正電荷和負電荷。用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，如下圖所示。電荷的多少叫作電荷量，常用Q

或q

表示，它的SI單位是C（庫）。通常，正電荷用正數(shù)表示，負電荷用負數(shù)表示。電荷間的相互作用是怎樣發(fā)生的呢？經(jīng)過長期的科學(xué)研究，人們認識到：電荷之間的相互作用是通過電場發(fā)生的。電場是一種存在于電荷周圍的看不見、摸不著的特殊物質(zhì)。只要電荷存在，電荷的周圍就存在著電場。電場的基本性質(zhì)是它對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫作電場力?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，自然界中存在的最小電荷是電子和質(zhì)子所帶的電荷。我們把這個最小的電荷叫作元電荷，用e

表示。例如，電荷A對電荷B的作用，實際上是電荷A的電場對電荷B的作用；電荷B對電荷A的作用，實際上是電荷B的電場對電荷A的作用。

二、電場線為了形象地描繪電場在空間的分布，英國物理學(xué)家法拉第提出了用電場線表示電場的方法?？梢酝ㄟ^實驗來模擬電場線：把奎寧的針狀結(jié)晶或頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，放入電場中，這些微屑就按照電場強度的方向排列成規(guī)則的曲線，模擬出電場線的分布情景，如下圖所示。下圖所示是單個電荷的電場線分布圖。在電場中畫出一系列帶箭頭的曲線，使這些曲線上每一點處跟箭頭指向一致的切線方向，都和該點的電場強度方向相同，如下圖所示。這些曲線就叫作電場線。電場線始于正電荷（或無限遠處），終止于負電荷（或無限遠處），不閉合，不相交。電場強處電場線密，電場弱處電場線疏。下圖所示是兩個等量電荷的電場線分布圖。

三、電場強度在電場中的不同位置，電場的強弱程度不同。如何定量地描述電場的強弱呢？為了檢測電場的強弱，我們引入一個電荷量足夠小的電荷——檢驗電荷。把電荷量為q

的檢驗電荷放在電場中的某一點，檢驗電荷q

會受到的電場力F

的作用。演示實驗此演示實驗說明，在距場源電荷越遠的位置，電場越弱。我們把放入電場中某點的電荷所受到的電場力F

跟它的電荷量q

的比值，叫作該點的電場強度，用E

表示，則電場強度的SI單位是N/C（牛

/庫）。電場強度是矢量。物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點的電場強度的方向跟正電荷在該點所受的電場力的方向相同。

[例題]

在電場中的某一點放入電荷量為5.0×10－9C的檢驗電荷，受到的電場力為3.0×10－4N，這一點的電場強度是多少？如果改用電荷量為6.0×10－9C的檢驗電荷放在該點，受到的電場力是多少？

分析電場強度是電場本身的一種性質(zhì)，與檢驗電荷的電荷量的大小無關(guān)。因此，這一點的電場強度是一個固定值，放入不同的檢驗電荷，受到的電場力不同。解

由電場強度的定義得在該點放入新電荷，受到的電場力為在電場的某一區(qū)域里，如果各點的電場強度大小和方向都相同，這個區(qū)域的電場就叫作勻強電場。勻強電場是最簡單的，同時也是很重要的電場，在實驗研究中經(jīng)常用到。

四、勻強電場兩塊面積相等、互相正對、彼此平行而又靠近的金屬板，分別帶上等量異種電荷，就會在兩板間形成勻強電場（兩板邊緣附近除外，參見左圖）。勻強電場的電場線是疏密均勻、互相平行的直線，如右圖所示。練習(xí)5-11．右圖是某區(qū)域電場的電場線分布，A，B，C是電場中的三個點。（1）哪一點的電場最強？（2）畫出各點的電場強度的方向。（3）把負電荷分別放在這三點，畫出它們在這三點所受電場力的方向。答案：（1）A點的電場最強；（2）各點的電場強度的方向如右圖所示；（3）把負電荷分別放在這三點，所受電場力的方向如右圖所示。

2．電場中某一點的電場強度是4.0×104N/C，電荷量為＋5.0×10－8C的電荷在該點受到的電場力是多少？電場力的方向與電場強度的方向是否相