电场(electric-field)

库仑定律示意图

图中:

  • Q 产生电场的正电荷(可正可负,这里用正举例)
  • q 试验电荷,正电荷(习惯上用正电荷)
  • p 试验电荷所在的位置(即要测的电场强度的位置)
  • r 为电荷间的距离
  • r ^ \widehat{r} r 为单位向量(表示方向用)
  • F ⃗ \vec{F} F 为试验电荷在电场中受到的静电力

公式:

E p ⃗ = F ⃗ q = Q K r 2 r ^ \vec{E_p} = \frac{\vec{F}}{q} = \frac{QK}{r^2}\widehat{r} Ep =qF =r2QKr

  • E p ⃗ \vec{E_p} Ep , p 点处电场
  • F ⃗ \vec{F} F ,试验电荷 q 在 p 位置处受到的静电力
  • q,试验电荷 q 所带电荷量
  • K,库伦常数, K = 9 * 109
  • Q,电荷 Q 所带的电荷量
  • r 为试验电荷 q 与 电荷 Q 间的距离
  • r ^ \widehat{r} r 为单位向量(表示方向用)

解释

根据库伦定律,实验电荷在位置 p 处受到的 Q 作用的静电力为:

F ⃗ = Q q K r 2 r ^ \vec{F} = \frac{QqK}{r^2}\widehat{r} F =r2QqKr

习惯上使用正电荷作为试验电荷,试验电荷在所处位置上受到的力的方向,即为该位置处电场的方向,受到的力的大小,除以试验电荷自身的电荷量,即为该位置电场的大小。

另外,空间中某个位置的电场可以进行叠加。

参考

【麻省理工公开课:电和磁】 https://b23.tv/JrcoWkO

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