- 靜電場所有物理量
靜電場中的物理量主要包括以下幾個:
1. 電場強(qiáng)度(E):描述電場力的性質(zhì)的物理量,單位為牛/庫(N/C)。
2. 電勢(Ψ):描述電場能量或能量的物理量,單位為伏特(V)。
3. 電勢差(U):指靜電場中兩點間電勢的差值,也稱為電壓,單位為伏特(V)。
4. 電偶極矩(P):描述電場中電場力對電荷的作用力,單位為納庫米(nCm)。
5. 電容(C):描述靜電場中儲存電能的物理量,單位為法拉(F)。
6. 電阻(R):描述靜電場中電荷流動難易程度的物理量,單位為歐姆(Ω)。
7. 電場力:電荷在電場中所受到的力,單位為牛(N)。
8. 電力線:描述電場中電場強(qiáng)度方向的一系列曲線,通常用箭頭或線條表示。
9. 等勢面:電勢相等的各點連成的曲面,通常用于描述靜電場的某些性質(zhì)。
這些是靜電場中最基本的物理量,還有其他次要的量,如電場力密度、電位等。這些量在描述和理解靜電場的性質(zhì)和現(xiàn)象時都非常重要。
相關(guān)例題:
1. 電場強(qiáng)度E:
E = kQ/r2 (點電荷場強(qiáng)公式)
其中,E表示電場強(qiáng)度,Q表示場源電荷,r表示場源電荷到某一點間的距離,k是一個常數(shù),大約等于9.0 × 10^9N·m2/C2。
2. 電勢差U:
Uab = φa - φb (兩點間的電勢差)
其中,Uab表示兩點間的電勢差,φa和φb分別表示a點和b點的電勢。
3. 電勢能E:
E = φq (電荷在某點的電勢能)
其中,E表示電荷在某點的電勢能,φ表示該點的電勢,q表示電荷的電量。
【例題】一個均勻帶電的球體,其電荷分布為球內(nèi)外對稱分布。已知球體的半徑為R,其電荷密度為ρ。求球體外部距離球心為r處的電場強(qiáng)度。
【分析】
根據(jù)點電荷場強(qiáng)的計算公式E = kQ/r2,由于球體電荷分布為球內(nèi)外對稱分布,因此可以認(rèn)為球體內(nèi)部電荷量為零。根據(jù)庫侖定律,球體外部的電場強(qiáng)度為:
E = kρ4πr2/r3 = 4πkρr2/r
其中,E表示球體外部距離球心為r處的電場強(qiáng)度,ρ表示球體的電荷密度,r表示距離球心的距離。
【答案】
根據(jù)上述公式,可得E = 4πkρR2/r。當(dāng)r→∞時,E→0。因此,球體外部距離球心為r處的電場強(qiáng)度為零。
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