时光煞人

发布于:301天前

高一物理静电场怎么理解?

侄女是一名高中生,学习物理的时候不知道该怎么理解静电场,在线问高一物理静电场怎么理解?


分类:高中

1个回复

观察者在电荷相对静止时观察到的电场。它是一种特殊形式的物质,存在于电荷周围的空间中,其基本特征是对静止电荷的有力作用。库仑定律描述了这种力。

电场强度

表示电场物理性质的基本量之一是电场强度E,它是矢量.电场强度E对场内其它电荷q┡的作用力为静电场具有无旋转场(位置场)的性质,即沿场内任意环路L的电场强度E的线积分为0,静电场强度的旋转度等于0,静电场具有点源场的性质,任意闭合面S在自由空间中穿出的电场强度应等于S内所有电荷的代数,并除以真空介电常数。ε0,静电感应 如果电场中有导体,在电场力的作用下会出现静电感应现象,导体表面会分离原本中和的正负电荷。这些电荷被称为感应电荷。总电场是感应电荷和自由电荷共同作用的结果。当达到平衡时,导体内部的电场为零。静电感应现象有一些应用,但也可能造成危害。

介质在静电场

电场中的绝缘介质也称为电介质。由于电场力在原子尺度上的作用,有相当大的约束电荷。这种现象被称为电介质的极化。对于一种绝缘材料来说,当电场强度超过一定值时,约束电荷被迫流动,导致介质突破,失去其绝缘性能。因此,静电场的大小对电气设备的设计和材料选择非常重要。.

当有介质时,静电场由约束电荷和自由电荷共同产生。为了表示两者共同作用下的电场,可以引入另一个矢量电通量密度D(也称为电位移).它将P定义为类型中电介质的极化强度,因此可以得到高斯通量定理类型中的q只是S表面的所有自由电荷,而不包括电介质的束缚电荷。高斯通量定理的微分形式是电位移的散度等于该点的自由电荷(体)密度。ρ,墷·D=ρ  电介质的极化强度P与电场强度E有关,而电通量密度与P有关和E 因此,可以表示电介质的本构方程。 D=εE式中ε=(1+χ)ε0,介电介质的介电常数(即电容率).对线性电介质而言,ε一个常数;对各向异性的电介质,D和E会有不同的方向,ε为一张量.ε=εrε0,εr被称为相对介电常数。

电位

因为静电场是无旋场,所以可以使用标量电位。φ表示静电场(见电位).电位与电场强度的关系是Q点是电位的参考点,可以选择在无限远处;P点是观察点。上式微分形式是电场强度等于电位的负梯度,即E=-墷φ在ε它是一个常数区域,在直角坐标中可以记录为一阶和二阶微分算符。这样,就可以得到电位。φ如观察点处的自由电荷密度,则所满足的微分方程称为泊松方程ρ为0,则墷2φ=0被称为拉普拉斯方程.泊松方程和拉普拉斯方程描述了静电场空间分布的规律性.当已知时,ρ、ε在边界条件下,泊松方程或拉普拉斯方程的解是唯一的解,可以尝试解电位。φ,再一次要求E在出场的各个方面。