A-level 物理 (进阶物理)/电场

电场 E 是电场产生的单位电荷的力。

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

电场的单位是 NC⁻¹ 或 Vm⁻¹。一般来说，电场是电势（电压）相对于距离的变化率。

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

特殊情况

有两种类型的场需要了解。均匀场出现在两个带相反电荷的平板之间。在这里，电场 simply

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

带电球体也有电场。为了获得该公式，我们将带电球体周围的力的公式除以 q，因此

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

其中 ε₀ = 8.85 x 10⁻¹²C²N⁻¹m⁻²。

点电荷周围的电场称为径向场。场强在中心最强，随着远离中心的距离增加而减小。这反映在上面的公式中，该公式表明 E_electric 与 ${\frac {1}{r^{2}}}$ 成正比。

场线

我们可以用场线来表示电场。这些线从正电荷到负电荷。当电场更强时，它们会更密集地聚集在一起。在均匀场中，它们看起来像这样

在两个带相反电荷的球体（称为偶极子）周围，它们看起来像这样

问题

1. 两个金属板连接到一个 9V 电池上，电池的内阻可以忽略不计。如果两板相距 10 厘米，则任何一块板上的电场是多少？

2. 两板之间中点的电场是多少？

3. 电子的电荷为 -1.6 x 10⁻¹⁹ C。距离氢原子核 1μm 的电场是多少？

4. 这个场的方向是什么？

5. 一个 2C 的电荷放在一个 -1C 的电荷 1 米处。电场为 0 的点在哪里？

解答