正文 第一章 靜電場(三)(1 / 3)

二、電場強度

電場對置入其中的電荷有作用力,這是電場的基本性質,可以利用這一性質來表明電場的強弱。

在電場中放入一個檢驗電荷(為一微小正電荷),在電場的不同點,檢驗電荷所受到的電場力可能不同,電場力大的地方,說明該點的電場強;電場力小的地方,說明該點的電場弱。在電場的同一點,電場力的大小還和檢驗電荷本身所帶的電荷量q有匙,q大力也大,q小力也小,但檢驗電荷所受的電場力與其電荷量的比值為一定值,它隻決定於電場的強弱,而與檢驗電荷的電荷量無關,因而可以用此比值來表明該點電場的強署,並稱它為該點的電場強度。

定義:在電場中某點放一檢驗電荷q,它受到電場力F,則比值義為該點的電場強度,簡稱場強,記為E。

三、電力線

為了形象地表示電場中場強的大小和方向,法拉第引入電力線的概。電力線是這樣一些線:

(1)電力線從正電荷出發到負電荷終止,其問不中斷,也不形成閉合曲線;

(2)電力線上任一點的切線方向都和該點的場強方向一致;

(3)電力線的密疏表示場強的大小.即電場強的地方,電力線畫得密,電場弱的地方電力線畫得疏;

(4)電力線彼此不相交;

(5)電力線與導體表麵垂直。

1.3.4畫出下列帶電體周圍分布的電力線:

(1)正帶電球體;

(2)負帶電球體;

(3)兩個分別帶有等量正電荷的大小相同的球體;

(4).兩個分別帶有正、負電荷的球體;

(5)兩個分別帶有正、負電荷的平行平板。

一、靜電感應

1.4靜電感應

把一個帶正電荷的球A移近一個不帶電的導體球呂時,在帶電球A的電場作用下,導體球8中的自由電子會受吸引力而移動,結果在靠近球的一麵出現負電荷,另一麵則出現正電荷。這種在外電場作用下,使導體發生正負電荷淨離的現象,稱為靜電感應,所出現的電荷稱為感應電荷。

如果把帶電球A移走,導體球曰上的正負電荷會中和,又恢複到原來不帶電的狀態。如果在移走帶電球A之前,先將導體球8分成左右兩半,那麼這兩個半:求就各帶等量而異種的電荷,這種利用靜電感應而使導體帶電的方法,稱為感應起電。

二、靜電屏蔽

在均勻電場中放進一塊金屬導體。在電場的作用下,金屬導體中的自由電子沿電力線的反方向移動,使導體兩麵出現正負感應電荷。這些感應電荷在導體內部產生一個附加電場,其方向與原來電場相反,當導體內的附加電場與原來電場完全抵消時,導體內部的合成電場為零,也就是說,靜電場中的導體內部沒有電場,自由電子也不再移動,這種現象稱為靜電平衡。靜電平衡的形成時間極短,是在一瞬間完成的。

如果將導體內部挖空,空腔內的電場強度E=0,放在空腔內的物體便不會受到外電場的影響,空腔導體能隔離外電場對空腔內的影響,就是所謂靜電屏蔽。如果在用作屏蔽的金屬罩內放進一個帶電體,並使金屬罩接地,金屬罩也可以把電場封閉住,使罩外的物體不受罩內帶電體的影響。

一個封閉的金屬罩能起到完全的屏蔽作用,就是一個金屬網罩也能起到足夠的屏蔽作用。靜電屏蔽的作用在電子儀器和電訊工程中應用十分廣泛,很多裝置內部有各種大小的金屬盒,它們就是屏蔽罩,如三極管的管帽是金屬做的,也是屏蔽罩;傳輸信號的導線是金屬隔離線,導線芯線外包有金屬網套,都是為了隔離內外電場的影響。