电场与电力线

18-3電場與電力線電場有關電場的討論點電荷的電場許多點電荷的電場例題18-2電力線單一點電荷的電力線分布兩個電荷所生之電力線電力線的性質導體上的靜電荷分布情形帶電導體上的電場導體上的電荷互相推斥分佈在

導體表面的現象帶電導體球或導體球殼的電場電荷均勻之無限大平板的電場帶電之平行板的電場例題18-3帶電之平行板的應用電場

定義：將電量甚小的測試電荷放入空間中某點，其所受的靜電力與其電量與其電量q的比值，定義為該點的電場強度，簡稱為電場。單位：N/C

有關電場的討論若q為正電荷，則其所受的靜電力與電場方向相同；若q為負電荷，則相反。在空間某點的電場強度等於單位正電荷在該點所受的靜電力。若空間中同時存在許多電荷時，則空間中某點的電場為各點電荷在該處所建立的電場之向量和。

點電荷的電場

與電荷Q距離r之處的電場大小為電場的方向正電荷Q所產生的電場，方向由電荷本身往外輻射。負電荷－Q所產生電場的方向，方向往內指向電荷本身。許多點電荷的電場

圖18-8在空間中任一點的電場為各點電荷在該點所生電場的向量和。電力線將空間中彼此鄰近、而電場方向相同的各點連接起來的有向曲線，為法拉第提出模擬電場的概念。

單一點電荷的電力線分布正電荷負電荷兩個電荷所生之電力線(1)鄰近的兩個等量同性電荷所生之電力線鄰近的兩個等量異性電荷所生之電力線兩個電荷所生之電力線(2)鄰近的兩個不等量異性電荷所生之電力線電力線的的性質(1)靜電荷的的電力線線始於正正電荷而而中止於於負電荷荷，非封閉曲曲線。電力線上上某點的的切線方方向表示示該處電電場的方方向。電力線的的密度表表示該處處的電場場大小，每單位位面積上上垂直通通過的電電力線數數正比於於該處的的電場強強度，因因此電荷所發發出的電電力線需需正比於於電量。電力線的的性質(2)電力線彼彼此排斥斥，互不不相交。正電荷在在電場的的運動軌軌跡，不不一定是是電力線線。電力線為為一張緊緊的力線線，有縮縮短的趨趨勢，用以說說明異性性電會互互相吸引引。電力線有有彈性會會互相排排擠，用來說說明同性性電會互互相排斥斥。導體上的的靜電荷荷分布情情形靜電平衡衡導體帶電電後，其其內自由由電荷將將因靜電電力作用用而重新新分佈，，最後淨電荷互互相推斥斥分佈在在導體表表面上。帶電導體體上的電電場導體內部部電場必必定為零零，否則導導體內自自由電荷荷仍會繼繼續受力力而移動動。導體表面面上的電力線與與電場必必垂直於於導體表表面，不然自自由電荷荷仍會沿沿著表面面運動。。導體外部部的電場場，則因因導體形形狀不一一而無簡簡單的關關係。導體上的的電荷互互相推斥斥分佈在在

導體體表面的的現象范氏起起電電機長髮女孩孩手觸帶帶電球殼殼，因而而長髮豎豎立。帶電導體體球或導導體球殼殼的電場場(1)考慮一帶帶電量為為Q、半徑為R的實心導導體球。。達到靜靜電平衡衡時，電電荷Q將均勻分分佈在導導體表面面上，而而導體內電電場為零零。球面電荷荷所發出出之電力力線，將將對稱地地垂直於於球體表表面射出出。在球外各點點之電力線線密度(即電場場)，將與電荷Q集中在球球心時之之情形一一樣。由於電場場乃由電電荷分佈佈所決定定，因此此帶電導導體球殼殼所生之之電場，，完全與與實心導導體球相相同。帶電導體體球或導導體球殼殼的電場場(2)導體球上上電荷分分佈及其其所生之之電場。。導體球殼殼上電荷荷分佈及及其所生生之電場場。帶電導體體球或導導體球殼殼的電場場(3)帶電量Q半徑為R之金屬球球或金屬屬球殼所所建立的的電場：：電荷均勻勻之無限限大平板板的電場場(1)電荷所發發出之電力線必必定垂直直於板面面，方向向為平行行向外射射出或向向內射入入，視電荷荷的種類類而定，，故為一均勻勻的電場場。電荷均勻勻之無限限大平板板的電場場(2)無限大均均勻帶電電的平板板在其周周圍所產產生的電電場強度度到處相相同，和和位置無無關，其其電場強度度的量值值和平板板上的面面電荷密密度成正正比。當兩平行行電板同同時存在在時，其其在A和C兩點的電電場剛好好衹消，，而在B點的電場場則因同同向而加加倍，結結果電場僅存存在於兩兩平行電電板之間間的區域域，如圖所所示。帶電之平平行板的的電場面電密度度為σ之兩無限限大帶等等量異性性電之平平行板所所建立的的電場：：註：均勻勻帶電的的無限大大金屬板所所形成的的電場與與距離無關關，為一一均勻電電場。帶電之平平行板的的應用圖18-21示示波波器圖18-22調調整墨墨滴的帶帶電量，，可控制制墨滴投投射在紙紙張上指指定位置置。谢谢观看看/欢迎