我們(men) 下麵就來詳細的解析電場線所具有的若幹性質。
電場線並不存在
為(wei) 了形象描述電場,法拉第最早引入了電場線的概念。但電場線並不客觀存在,隻是描繪電場的工具,讓我們(men) 能更直觀的探究靜電場的性質。不管是對電場進行定性分析,還是對電場作定量計算,電場線都是非常有效的工具。
電場線最根本的性質
電場線是在電場中畫出的一簇曲線,曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場方向相同,這是電場線畫出來的依據,也屬於(yu) 電場線最基本的性質。
電場線最基本的特性並不用去推導,因為(wei) 我們(men) 的電場線就是依照這個(ge) 特性描繪出來的,同學們(men) 要理解這個(ge) 先後順序。
電場線的基本性質
電場線的基本性質有5條,依次如下:
(1)電場線起始於(yu) 正電荷(或無窮遠處),終止於(yu) 負電荷(或無窮遠處);即電場線可以是不閉合的(這是與(yu) 後麵要學習(xi) 的磁感線的最大區別);
(2)電場線的疏密程度可定性的用來表示電場的強弱,電場線越密集的地方電場強度E越大;
(3)電場線與(yu) 等勢麵垂直;
(4)任意兩(liang) 條電場線不會(hui) 相交(如果兩(liang) 條電場線相交,就會(hui) 在交點處形成兩(liang) 個(ge) 切線方向,而靜電場中每一點的電場方向是唯一的),也不會(hui) 相切(如果相切,則在切點處電場線的密集程度趨於(yu) 無窮大,也即該處的場強趨於(yu) 無窮大,這與(yu) 實際不相符);
(5)沿著電場線的方向電勢越來越低,電場方向就是電勢降低最快的方向;
有哪些常見的電場線?
同學們(men) 需要掌握的幾條電場線:
(1)勻強電場線、一個(ge) 點電荷(正、負)形成的電場線;
(2)兩(liang) 個(ge) 等量異號點電荷形成的電場線;
(3)兩(liang) 個(ge) 等量同號點電荷形成的電場線;
(4)一個(ge) 點電荷與(yu) 一個(ge) 帶電板形成的電場線。
電場線與電荷的運動軌跡是兩碼事
如果電荷隻受電場力,那麽(me) 電場線上的切線方向就是電荷加速度方向,而運動軌跡的切線方向是速度方向,加速度與(yu) 速度的方向往往並不相同。
電場線與(yu) 電荷運動軌跡重合的條件是:
(1)電場線必須是直線;
(2)電荷隻受電場力的作用;
(3)帶電粒子初速度為(wei) 零或者初速度的方向與(yu) 電場線的方向在同一條直線上。
電場線上任意一點切線方向是正電荷粒子受力方向,這是電場線畫出來的準則。可以說是最最基本的電場線的性質。
下麵我們(men) 來分析靜電場中電場線的基本性質有哪些?
相比於(yu) 力學,靜電場知識抽象難懂,生活中看不見、摸不到。電場線的這些基本性質同學們(men) 要多看幾遍,多溫習(xi) ,在理解的基礎上強化記憶。
此外,課本上典型的電場分布情況要了解,比如圖中的同種電荷周圍的電場線分布,等等。