电场线(物理学概念)

----更新时间:2022-08-13

电场线是为了直观形象地描述电场分布而在电场中引入的一些假想的曲线。曲线上每一点的切线方向和该点电场强度的方向一致;曲线密集的地方场强强,稀疏的地方场强弱。

场线是由矢量场和初始点设定的轨迹。在空间里,矢量场在每一个位置,都设定了一个方向。只要按照矢量场在每一个位置所指的方向来追踪路径,就可以素描出正确的场线。更精确地说,场线在每一个位置的切线必须平行于矢量场在那一个位置的方向。1851年,法拉第提出了场线的概念。

定义

为形象地描述场强的分布,在电场中人为地画出一些有方向的曲线,曲线上一点的切线方向表示该点场强的方向.电场线的疏密程度与该处场强大小成正比。电场线也称电力线。

电场是一种物质,电场线不是客观存在的一种物质,最早由法拉第引入与使用。是人为地画出的形象描述电场分布的辅助工具。

性质

在任何电场中,每一点P的场强 都有一定的方向。据此,我们可以在电场中画出一系列曲线,使曲线上每一点的切线方向都和该点的场强方向一致,这些线称为电场线。

在没有电荷的空间,电场线具有不相交、不中断的特点.静电场的电场线还具有下列性质:

(1)电场线不闭合,始于正电荷或无穷远处终止于无穷远或负电荷

(2)电场线垂直于导体表面;

(3)电场线与等势面垂直。

感生电场的电场线具有下述特性:

(1)电场线是闭合曲线;

(2)闭合的电场线包围磁感线

电场线上标有箭头,表示线上各点切线应取的正方向(即该点的场强方向)。利用电场线,可确定它所通过的每一点的场强的方向,因而也就可以表示出放在该点上的正电荷所受电场力的方向。但要注意,一般情况下,电场线并非是正电荷受电场力作用而运动的轨道。因为电荷运动方向(即速度方向)不一定沿力的方向。

例图

一些典型的电场的电场线如图所示。

知道一个电场的电场线,就可判定场强的方向和大小,就可画出等势面,能判定电势高低(沿电场线方向电势降低)。

通过电场中某一面的电场线总条数,称为通过该面的电通量

应该注意,电场线不是电荷的运动轨迹.根据电场线方向能确定电荷的受力方向和加速度方向,不能确定电荷的速度方向、运动的轨迹.电场线是直线时,电荷运动速度与电场线平行,电荷运动轨迹与电场线重合。

电场线的要点

1.电场线是假想的:电场线是人们用来形象的描述电场的分布而画出的一簇曲线,虽然实验模拟了这簇曲线的形状,但是实验没有证实电场线的真是存在,电场线是假想的。

2.(静电场中)电场线不是闭合曲线,在静电场中,电场线起始于正电荷(或无穷远处),终止于无穷远处(或负电荷),不形成闭合曲线。

3.电场线的每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。

4.电场线的疏密与电场强弱的关系:

电场线的疏密程度与场强大小有关,电场线密处电场强,电场线疏处电场弱。

5.电场线在空间不相交、不相切、不闭合。

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