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【種花家務(wù)·物理】3-1-06電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』

2023-07-13 19:59 作者:山嵓  | 我要投稿

【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』,此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平,其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材,很多概念已經(jīng)與如今迥異,因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的注解。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版,即80年代的改開版,改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容,直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版,首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí),讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小,即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材,不該被埋沒(méi)在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時(shí)間,將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。?

第一章靜電學(xué)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓;功的單位爾格等于10??焦耳;熱量的單位卡路里等于4.186焦耳;電荷的單位靜庫(kù)(1庫(kù)倫=3×10?靜庫(kù))。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等,但如今是不允許的,力是不能使用質(zhì)量單位的?!?

§1-6電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度

1、電場(chǎng)概念

【01】電荷之間的相互作用是怎樣進(jìn)行的呢?經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的科學(xué)研究,人們終于認(rèn)識(shí)到:在電荷的周圍存在著一種叫做電場(chǎng)的特殊物質(zhì);靜電力并不是兩個(gè)電荷之間的直接作用,而是一個(gè)電荷的電場(chǎng)對(duì)另一個(gè)電荷的作用。

【02】我們通常所遇到的物質(zhì)都是由分子、原子等所構(gòu)成的,它們就叫做實(shí)物。電場(chǎng)是一種特殊物質(zhì),它不是由分子、原子等構(gòu)成的。無(wú)論是在有實(shí)物存在的空間里,還是在沒(méi)有實(shí)物存在的真空里,電場(chǎng)都可以存在。這種特殊物質(zhì)的性質(zhì),在許多方面是和實(shí)物不一樣的,但是在最主要的方面卻和實(shí)物相同,如它也具有質(zhì)量、能量、動(dòng)量等。

【03】電荷和電場(chǎng)是一個(gè)不可分割的整體。只要有電荷存在,在它周圍的空間里就一定有電場(chǎng)存在。如果同時(shí)有許多電荷存在,那么因?yàn)槊總€(gè)電荷都有它自己的電場(chǎng),所以在整個(gè)空間里就同時(shí)存在著許多電場(chǎng),它們迭加在一起形成一個(gè)比較復(fù)雜的合電場(chǎng)。

【04】因?yàn)殡姾砷g相互作用的靜電力,實(shí)際上就是電場(chǎng)作用在電荷上的力,所以我們常常稱靜電力為電場(chǎng)力

2、電場(chǎng)強(qiáng)度

【05】電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用是電場(chǎng)特性的一種表現(xiàn)。為了表示這種特性的強(qiáng)弱,我們引入一個(gè)新的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度。

【06】為了便于用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)的性質(zhì),我們需要用檢驗(yàn)電荷。檢驗(yàn)電荷是一個(gè)電量很小的點(diǎn)電荷(例如一個(gè)很小的帶電球體)。如果檢驗(yàn)電荷的電量不是很小,那么在實(shí)驗(yàn)時(shí)就要影響原來(lái)的電場(chǎng)(被檢驗(yàn)的電場(chǎng)),使檢驗(yàn)出的結(jié)果不符合被檢驗(yàn)電場(chǎng)的真實(shí)情況。

【07】在圖1·14里,Q 表示一個(gè)帶電體,在它的周圍存在著電場(chǎng)。把檢驗(yàn)電荷 q 放在位置 1,測(cè)得它所受到的電場(chǎng)力為 F?;放在位置 2,測(cè)得電場(chǎng)力為 F?;等等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在這樣的電場(chǎng)里,檢驗(yàn)電荷 q 在不同地點(diǎn)所受到的電場(chǎng)力的大小和方向是不同的。這就說(shuō)明,電場(chǎng)各處的性質(zhì)是不同的,或者說(shuō)電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是不同的。

【08】既然電場(chǎng)強(qiáng)度是各處不同的,那么進(jìn)一步討論的問(wèn)題就是,用什么來(lái)比較電場(chǎng)的強(qiáng)弱,也就是用什么來(lái)量度電場(chǎng)強(qiáng)度。

【09】是不是可以用任意一個(gè)檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力來(lái)量度電場(chǎng)強(qiáng)度呢?我們的答復(fù)是不能。

【10】實(shí)驗(yàn)指出,把不同電量的檢驗(yàn)電荷放在電場(chǎng)中同一地點(diǎn),它們所受到的電場(chǎng)力并不相同。這說(shuō)明,電場(chǎng)力不僅與電場(chǎng)本身的性質(zhì)有關(guān),同時(shí)還與檢驗(yàn)電荷的電量有關(guān)。如果不考慮檢驗(yàn)電荷的電量,而直接用電場(chǎng)力來(lái)量度電場(chǎng)強(qiáng)度,顯然是錯(cuò)誤的。如果簡(jiǎn)單化地把電場(chǎng)強(qiáng)度說(shuō)成就是電場(chǎng)力,那就更加錯(cuò)誤了。

【11】為了幫助理解,我們可以打一個(gè)比喻:買鉛筆所花的錢數(shù),不只與鉛筆的價(jià)目有關(guān),同時(shí)還與所買鉛筆的枝數(shù)有關(guān),如果不考慮枝數(shù),而用所花的錢數(shù)來(lái)量度價(jià)目,顯然是錯(cuò)誤的。

【12】如果上述實(shí)驗(yàn)中所用檢驗(yàn)電荷的電量分別為 q?,q?,q?,…,依次放在電場(chǎng)中某一地點(diǎn)(例如地點(diǎn) 1),測(cè)得的電場(chǎng)力分別為 F?,F(xiàn)?,F(xiàn)?,…。那么,盡管?F?,F(xiàn)?,F(xiàn)?,…各不相同,但檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力跟檢驗(yàn)電荷的電量之比卻總是一個(gè)恒量,即%5Cfrac%7BF_1%7D%7Bq_1%7D%20%3D%5Cfrac%7BF_2%7D%7Bq_2%7D%20%3D%5Cfrac%7BF_3%7D%7Bq_3%7D%20%3D%E2%80%A6%3D%E6%81%92%E9%87%8F。

【13】這就說(shuō)明,在電場(chǎng)中同一地點(diǎn),檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力 F 跟它的電量 q 的比值只與電場(chǎng)本身有關(guān),而與檢驗(yàn)電荷所帶的電量大小無(wú)關(guān)。

【14】再把電量為?q?,q?,q?,…的各個(gè)檢驗(yàn)電荷,依次放在電場(chǎng)中另一地點(diǎn)(例如地點(diǎn) 2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得各個(gè)檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力?F'?,F(xiàn)'?,F(xiàn)'?,…與在地點(diǎn) 1 的電場(chǎng)力?F?,F(xiàn)?,F(xiàn)?,…不同,但電場(chǎng)力和電量的比值卻也是一個(gè)恒量,即%5Cfrac%7BF'_1%7D%7Bq_1%7D%20%3D%5Cfrac%7BF'_2%7D%7Bq_2%7D%20%3D%5Cfrac%7BF'_3%7D%7Bq_3%7D%20%3D%E2%80%A6%3D%E6%81%92%E9%87%8F。

【15】用同樣的方法在電場(chǎng)中各處進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:對(duì)電場(chǎng)中任一確定的地點(diǎn)講,電場(chǎng)力 F 跟檢驗(yàn)電荷電量 q 的比值總是一個(gè)恒量;對(duì)電場(chǎng)中不同的地點(diǎn)來(lái)講,電場(chǎng)力 F 跟檢驗(yàn)電荷電量 q 的比值不同。由此可以看出,比值 F/q 是一個(gè)只與電場(chǎng)性質(zhì)有關(guān),而與檢驗(yàn)電荷電量無(wú)關(guān)的量,它可以用來(lái)量度電場(chǎng)強(qiáng)度。

【16】我們規(guī)定:電場(chǎng)中某一地點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大小,等于放在那一地點(diǎn)的點(diǎn)電荷所受到的電場(chǎng)力 F 跟它的電量 q 的比值。用公式表示,則為E%3D%5Cfrac%7BF%7D%7Bq%7D%20? 。

【17】在厘米·克·秒制靜電單位系中,電場(chǎng)強(qiáng)度的單位為達(dá)因/靜庫(kù),叫做靜電系單位電場(chǎng)強(qiáng)度。如果把 1 靜庫(kù)的點(diǎn)電荷放在電場(chǎng)中某一位置,它所受到的電場(chǎng)力正好是 1 達(dá)因,那么這一位置的電場(chǎng)強(qiáng)度就是 1 靜電系單位。

【18】電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。我們規(guī)定,正電荷在電場(chǎng)中某一地點(diǎn)所受到的電場(chǎng)力的方向就是那一地點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。因此,我們又可以這樣說(shuō):電場(chǎng)中某一地點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,等于放在那一地點(diǎn)的、具有單位電量的正點(diǎn)電荷所受到的電場(chǎng)力。

【19】負(fù)電荷所受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反。

3、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

【20】電場(chǎng)是不能脫離電荷而單獨(dú)存在的。與不同電荷相聯(lián)系的電場(chǎng)具有不同的性質(zhì)。在一個(gè)點(diǎn)電荷周圍的空間里,也存在著電場(chǎng),我們稱它為點(diǎn)電荷的電場(chǎng)。

【21】如果點(diǎn)電荷的電量為+Q,把一個(gè)檢驗(yàn)電荷+q 放在距離 Q 為 r 的地點(diǎn)(如圖1·15所示),那么根據(jù)庫(kù)侖定律可以知道,檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力F%3D%5Cfrac%7BQq%7D%7B%5Cvarepsilon%20r%5E2%7D%20,代入公式 E=F/q,求得檢驗(yàn)電荷所在地點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E%3D%5Cfrac%7BQ%7D%7B%5Cvarepsilon%20r%5E2%7D%20? 。

【22】如果 Q 在真空中,那么E%3D%5Cfrac%7BQ%7D%7B%20r%5E2%7D%20? 。

【23】必須指出,公式 E=F/q 和公式 E=Q/εr2,雖然都是表示空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的,可是它們的意義卻不相同,適用范圍也不同。只有徹底明確它們之間的區(qū)別和聯(lián)系,才會(huì)不致錯(cuò)用。現(xiàn)在讓我們著重說(shuō)明一下:

【24】(1)公式 E=F/q 是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式。它直接表示電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義和量度方法。在任何電場(chǎng)里,我們都可以根據(jù)實(shí)際測(cè)得或算得的 F 和 q,應(yīng)用定義式來(lái)計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度。它的適用范圍是不受限制的。

【25】(2)公式 E=Q/εr2 是點(diǎn)電荷電場(chǎng)的專用公式。它是從定義式和庫(kù)侖定律公式推導(dǎo)出來(lái)的。除了點(diǎn)電荷的電場(chǎng)之外,任何別的電場(chǎng)都不適用。

【26】還要指出,如果同時(shí)有幾個(gè)點(diǎn)電荷存在,那么在它們周圍的空間里就有幾個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)迭加在一起。這時(shí)候,如果我們要求某一地點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,應(yīng)當(dāng)先求各個(gè)電場(chǎng)在該處的強(qiáng)度,然后再用矢量合成的方法求它們的合矢量。

例7.真空中兩帶電金屬小球 A 和 B 相距 40 厘米,A 帶正電荷 10 靜庫(kù),B 帶負(fù)電荷 40 靜庫(kù)。(1)求中性點(diǎn)(即電場(chǎng)強(qiáng)度等于零的一點(diǎn))的位置。(2)通過(guò) B 球的球心畫一直線 BC 與 AB 垂直,已知 BC 等于 30 厘米,求 C 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。

【解】現(xiàn)在有兩個(gè)點(diǎn)電荷(帶電金屬球體可以看做位置在球心的點(diǎn)電荷)同時(shí)存在,空間里就有兩個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)迭加在一起,任一點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)(電場(chǎng)強(qiáng)度的簡(jiǎn)稱)都應(yīng)當(dāng)是兩個(gè)分場(chǎng)強(qiáng)的合量(如圖1·16所示)。

(1)顯然中性點(diǎn)應(yīng)該在 A,B 的連線上,設(shè)中性點(diǎn)在 N 點(diǎn),那么兩個(gè)電場(chǎng)在 N 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) E'A 和?E'B 的合量應(yīng)該為零,也就是說(shuō)它們必須大小相等、方向相反。由于電荷 B 的電量比電荷 A 大,故中性點(diǎn) N 必須在靠近 A 的一側(cè)。設(shè)令 %5Cscriptsize%20%5Coverline%7BAN%7D=x,那么

????????電荷 A 的電場(chǎng)在 N 點(diǎn)的強(qiáng)度?%5Cscriptsize%20E'_A%3D%5Cfrac%7BQ_A%7D%7Bx%5E2%7D%20%3D%5Cfrac%7B10%7D%7Bx%5E2%7D%5Cqquad(1)

????????電荷 B 的電場(chǎng)在 N 點(diǎn)的強(qiáng)度?%5Cscriptsize%20E'_B%3D%5Cfrac%7BQ_B%7D%7B(40%2Bx)%5E2%7D%20%3D%5Cfrac%7B40%7D%7B(40%2Bx)%5E2%7D%5Cqquad(2)

????????由于 E'A=E'B,所以

%5Cbegin%7Beqnarray%7D%0A%5Cfrac%7B10%7D%7Bx%5E2%7D%20%26%26%3D%5Cfrac%7B40%7D%7B(40%2Bx)%5E2%7D%20%5C%5C%0A(40%2Bx)%5E2%26%26%3D4x%5E2%5C%5C%0A40%2Bx%26%26%3D%5Cpm%202x%0A%5Cend%7Beqnarray%7D

????????x=40 厘米,或 x=-40/3 厘米(不合理)。

(2)在 C 點(diǎn)處,

????????電荷 A 的電場(chǎng)強(qiáng)度?%5Cscriptsize%20E_A%3D%5Cfrac%7BQ_A%7D%7B50%5E2%7D%20%3D%5Cfrac%7B10%7D%7B2500%7D%20%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B250%7D%20%E8%BE%BE%E5%9B%A0%2F%E9%9D%99%E5%BA%93,

????????電荷 B 的電場(chǎng)強(qiáng)度?%5Cscriptsize%20E_B%3D%5Cfrac%7BQ_B%7D%7B30%5E2%7D%20%3D%5Cfrac%7B40%7D%7B900%7D%20%3D%5Cfrac%7B4%7D%7B90%7D%20%E8%BE%BE%E5%9B%A0%2F%E9%9D%99%E5%BA%93

????????應(yīng)用余弦定律,求得 C 點(diǎn)處合場(chǎng)強(qiáng)的大小 E=0.0422達(dá)因/靜庫(kù)。

????????應(yīng)用正弦定律,求得合場(chǎng)強(qiáng) E 的方向角 θ=sin?10.0758=4°21'。

習(xí)題1-6(1)

1、在真空中有點(diǎn)電荷 Q,它的電量是 20 靜電系單位.求在離它 10 厘米處的電場(chǎng)強(qiáng)度?!?.2達(dá)因/靜庫(kù)】

2、在煤油(ε=2)中有一點(diǎn)電荷 Q,在離它 5 厘米處的電場(chǎng)強(qiáng)度是 10 達(dá)因/靜庫(kù)。求 Q 的電量?!?00靜庫(kù)】

3、在電場(chǎng)中某一點(diǎn)放一個(gè)電量 q=0.15靜庫(kù) 的檢驗(yàn)電荷,它受到的電場(chǎng)力為 3 達(dá)因。求該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。如果這是一個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng),點(diǎn)電荷的電量 Q=5靜庫(kù);問(wèn)檢驗(yàn)電荷離開點(diǎn)電荷 Q 有多遠(yuǎn)?(一般在題目中未提介質(zhì),就按在真空中的情況處理)【20達(dá)因/靜庫(kù),0.5厘米】

4、兩個(gè)均勻帶正電荷的球體 A 和 B 相距 60 厘米,它們分別帶電 10 靜庫(kù)和 90 靜庫(kù)。求中性點(diǎn)的位置和幾何中心點(diǎn)(%5Cscriptsize%20%5Coverline%7BAB%7D 的中點(diǎn))的場(chǎng)強(qiáng)。【在AB的連線上,距A球15厘米,0.089達(dá)因/靜庫(kù),方向向A】

5、在正方形的四個(gè)頂角上各放一個(gè)正電荷 Q? 。求:對(duì)角線交點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度?!竞蠄?chǎng)強(qiáng)為0】

6、在正方形的三個(gè)頂角上各放一個(gè)正電荷 Q? 。求(1)第四個(gè)頂角處的電場(chǎng)強(qiáng)度;(2)對(duì)角線交點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度?!?1)%5Cscriptsize%20%5Cfrac%7B2%5Csqrt%7B2%7D%20%2B1%7D%7B2%7D%20%5Ccdot%20%5Cfrac%7BQ%7D%7Br%5E2%7D%20,(2)%5Cscriptsize%202%5Cfrac%7BQ%7D%7Br%5E2%7D%20

7、在等邊三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)上分別放一個(gè)正電荷 Q 和負(fù)電荷 Q? 。求第三個(gè)頂點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng),如果兩個(gè)電荷 Q 都是正的,第三個(gè)頂點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)又是多少?【%5Cscriptsize%20%5Cfrac%7BQ%7D%7Br%5E2%7D%20%2C%5C%3B%5Csqrt%7B3%7D%20%5Cfrac%7BQ%7D%7Br%5E2%7D

4、電力線

【27】為了便于表示電場(chǎng)中各點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和大小,最好是用圖示法。英國(guó)物理學(xué)家法拉第提出了一種叫做電力線的圖示法。

【28】在電場(chǎng)中從任一點(diǎn) A 開始,作一條短線 AB 表示 A 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向(注意:不表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?,如圖1·17(a)所示。再?gòu)?B 點(diǎn)作短線 BC 表示 B 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。同樣再作短線 CD 表示 C 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。由這些短線組成的折線 ABCD 就指出了折線上 A、B、C 三點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。

【29】如果把各個(gè)線段縮短,并且增加折線的折數(shù),如圖1·17(b)所示,則用此線可以表明線上更多點(diǎn)處(如A,B,C,D,E)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。

【30】如果所作的線段無(wú)限地縮短,折線的折數(shù)無(wú)限地增多,那么最后就形成一根曲線 ABCD? 。曲線上任何一點(diǎn)處的切線方向就表示那一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向,如圖1·17(c)所示。

【31】在電場(chǎng)里,我們可以作出一系列的曲線,使線上每一點(diǎn)處的切線方向都和該點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致,這些曲線就叫做電力線。

【32】理論和實(shí)驗(yàn)都證明,細(xì)小而能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的針狀絕緣體,在電場(chǎng)中停止時(shí)的方向就是該處場(chǎng)強(qiáng)的方向。把奎寧的針狀結(jié)晶浮在蓖麻油面上,放在強(qiáng)電場(chǎng)里,它們就首尾相接按電場(chǎng)強(qiáng)度的方向排列成線。把很短的頭發(fā)灑在玻璃板上,并把玻璃板放在強(qiáng)電場(chǎng)里,也可以顯示出電力線的形象。

【33】利用上述的方法,可以發(fā)現(xiàn):在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)里,電力線的形狀如圖1·18所示。圖(a)為正點(diǎn)電荷的電場(chǎng),圖(b)為負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)。

【34】利用這種方法,還可以發(fā)現(xiàn):在兩個(gè)電量相等的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)里,電力線的形狀如圖1·19所示。圖(a)表示兩個(gè)異種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng),圖(b)表示兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)。

【35】根據(jù)電力線的意義——用來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,我們可以對(duì)它的性質(zhì)作出四點(diǎn)結(jié)論:

【36】(1)電力線總是從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止,如以上各圖中的箭頭所示。電力線既不可能是閉合曲線,也不可能在正負(fù)電荷之間中斷。

【37】(2)因?yàn)樵陔妶?chǎng)中任一點(diǎn)處,總有一個(gè)確定的電場(chǎng)強(qiáng)度,所以通過(guò)電場(chǎng)里每一點(diǎn)總可以,也只可以作出一根電力線。這就是說(shuō),除開在有電荷存在的地點(diǎn)之外,任意兩條電力線決不相交。假如電力線在某點(diǎn)相交,那就表示這點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度有兩個(gè)方向,這顯然是不可能的。

【38】(3)電力線表示電場(chǎng)中各點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)方向,也就是說(shuō),它還表示正電荷在各點(diǎn)處所受電場(chǎng)力方向和所具有的加速度方向,但一般不表示正電荷的速度方向。我們不能把電力線和正電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡混為一談。

【39】(4)電場(chǎng)是真實(shí)存在的,電力線卻并不真實(shí)存在,它只是我們?yōu)榱诵蜗蠡乇硎倦妶?chǎng)情況而作出的一種圖線。然而,盡管電力線并不真正存在,它所表示的電場(chǎng)情況卻是符合客觀實(shí)際的。

【40】電力線既是由人畫出來(lái)的,當(dāng)然我們就可以按照需要畫得疏些或者畫得密些。通常我們用電力線的疏密程度來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,并規(guī)定用穿過(guò)單位橫截面(垂直于電力線的截面)的電力線條數(shù)來(lái)代表電場(chǎng)強(qiáng)度的靜電系單位數(shù)。

【41】例如,電場(chǎng)中某處的電場(chǎng)強(qiáng)度為 3 達(dá)因/靜庫(kù),我們就畫 3 根電力線穿過(guò)每平方厘米的橫截面。又如電場(chǎng)中另一處的電場(chǎng)強(qiáng)度為 5 達(dá)因/靜庫(kù),我們就畫 5 根電力線穿過(guò)每平方厘米的橫截面。

5、勻強(qiáng)電場(chǎng)

【42】在電場(chǎng)的某一區(qū)域里,如果各點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都相同。那么這個(gè)區(qū)域里的電場(chǎng)就叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)

【43】在勻強(qiáng)電場(chǎng)里,由于各點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的方向都相同,所以電力線是互相平行的直線;又由于各點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小都相同,所以電力線的疏密程度也均勻。圖1·20所示的是兩塊大小相等的平行金屬板,它們分別帶等量的正負(fù)電荷。當(dāng)兩板間的距離足夠近時(shí),除邊緣附近之外,其余部分差不多是勻強(qiáng)電場(chǎng)。

習(xí)題1-6(2)

1、什么叫做電力線?它有什么用處?為什么任意兩條電力線總不會(huì)相交?為什么用來(lái)表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的電力線是疏密程度均勻的平行線?

2、現(xiàn)有兩個(gè)帶異種等量電荷的小球,距離相當(dāng)遠(yuǎn)。試畫出它們之間的電力線。

3、現(xiàn)有兩個(gè)帶同種等量電荷的小球,距離相當(dāng)遠(yuǎn)。試畫出它們之間的電力線.。?

4、現(xiàn)有兩塊互相平行的金屬板,分別帶等量的正、負(fù)電荷。試畫出兩板間的電力線。

5、在兩個(gè)水平放置的金屬板之間,有一個(gè)方向豎直向下的、場(chǎng)強(qiáng)等于 0.49 靜電系單位的勻強(qiáng)電場(chǎng)?,F(xiàn)在有一個(gè)帶電的小液滴,正好能懸浮在兩板間而處于平衡狀態(tài),它所帶的電荷是正的還是負(fù)的?如果液滴的重量是 10??克,問(wèn)它所帶的電量是多少靜庫(kù)?【負(fù)電荷,2×10?3靜庫(kù)】

【種花家務(wù)·物理】3-1-06電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』的評(píng)論 (共 條)

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