在静电场周围存在着静电场,静电场对处于其中的电荷有电场力的作用,这是电场的一个重要的性质。利用这一性质可以引入电场中的试验电荷q0的受力来检验场的存在,并描述场的空间分布特性,为此,有必要引入试验电荷的概念。为了测量的精确性和客观性,对试验电荷做如下要求:(1)线度足够小,小到可以看成点电荷;(2)电量足够小,小到把它放入电场中后,原来的电场几乎没有变化。
设空间有固定不动的点电荷系q1,q2,…,qn(场源电荷),将另一个试验电荷q0置于电荷系周围某场点P处。实验指出:在电场中给定点处,改变试验电荷电量q0的大小,试验电荷所受的电场力F的方向不变,而大小却随着q0的变化而变化。由此可见,电场力除了与电场在该点的性质有关外,还与外界引入电荷的电量有关,所以电场力并不能反映电场本身的客观性质。但实验又发现:在给定电场中的同一点,比值F/q0的大小和方向与试验电荷的电量q0无关。因此,比值F/q0反映了电荷系周围空间各点电场的性质,我们就把F/q0作为描述给定点电场性质的一个物理量,称为该给定点的电场强度,简称为场强。由于电场力的方向与q0所带电荷的正负号有关,为此我们规定:电场中某点场强的方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向。应该指出:电场是客观存在的,电场的性质仅由场源电荷的分布决定,与是否引入试验电荷无关。
电场强度是一个矢量,既有大小,又有方向,通常用E表示,即
可见,电场中某点的电场强度在数值上等于位于该点的单位试验电荷所受的电场力。若E的方向处处一致,大小处处相等,则叫匀强电场,或均匀电场。(www.xing528.com)
电场强度的单位为牛/库,符号位N·C-1或V·m-1
应当指出,在已知电场强度分布的电场中,电荷q在电场中某点处所受的力F,可由式(6-3a)得
当q>0时,电场力方向与电场强度方向相同;当q<0时,电场力方向与电场强度方向相反。
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