A-level 物理 (進階物理)/電場

電場 E 是電場產生的單位電荷的力。

$E_{electric}={\frac {F_{electric}}{q}}$

電場的單位是 NC⁻¹ 或 Vm⁻¹。一般來說，電場是電勢（電壓）相對於距離的變化率。

$E_{electric}=-{\frac {dV_{electric}}{dx}}$

特殊情況

有兩種型別的場需要了解。均勻場出現在兩個帶相反電荷的平板之間。在這裡，電場 simply

$E_{electric}={\frac {V_{electric}}{d}}$

帶電球體也有電場。為了獲得該公式，我們將帶電球體周圍的力的公式除以 q，因此

$E_{electric}={\frac {Q}{4\pi \epsilon _{0}r^{2}}}$,

其中 ε₀ = 8.85 x 10⁻¹²C²N⁻¹m⁻²。

點電荷周圍的電場稱為徑向場。場強在中心最強，隨著遠離中心的距離增加而減小。這反映在上面的公式中，該公式表明 E_electric 與 ${\frac {1}{r^{2}}}$ 成正比。

場線

我們可以用場線來表示電場。這些線從正電荷到負電荷。當電場更強時，它們會更密集地聚集在一起。在均勻場中，它們看起來像這樣

在兩個帶相反電荷的球體（稱為偶極子）周圍，它們看起來像這樣

問題

1. 兩個金屬板連線到一個 9V 電池上，電池的內阻可以忽略不計。如果兩板相距 10 釐米，則任何一塊板上的電場是多少？

2. 兩板之間中點的電場是多少？

3. 電子的電荷為 -1.6 x 10⁻¹⁹ C。距離氫原子核 1μm 的電場是多少？

4. 這個場的方向是什麼？

5. 一個 2C 的電荷放在一個 -1C 的電荷 1 米處。電場為 0 的點在哪裡？

解答