定義
為形象地描述場強的分布,在電場中人為地畫出一些有方向的曲線,曲線上一點的切線方向表示該點場強的方向.電場線的疏密程度與該處場強大小成正比。電場線也稱電力線。如圖1所示。
電場是一種物質,電場線不是客觀存在的一種物質,最早由法拉第引入與使用,是人為地畫出的形象描述電場分布的輔助工具。
常見電場的電場線
正,負點電荷:
(1)正點電荷呈發散狀,負點電荷呈會聚狀。
(2)特點:越靠近點電荷處,電場線越密,電場強度E越大,
以場源電荷為圓心一定長度為半徑的圓周上的各點場強的大小相同,方向不同。如果電荷隻受電場力,那麼電場線上的切線方向就是電荷加速度方向,而運動軌迹的切線方向就是速度方向。
等量點電荷:
(1)等量同号電荷:相斥狀 ――→特點:電荷連線的中點處電場強度E=0,電荷連線的
中垂線上各點的電場強度與中垂線共線。
(2)等量異号電荷:相吸狀 ――→特點:電荷連線上的電場方向是由正電荷指向負電荷, 電荷連線的中垂線與該處的電場的方向處垂直。
勻強電場:
特點:平行的,等間距的,同向的直線,其電場強度處處相等。
性質
在任何電場中,每一點P的場強 都有一定的方向。據此,我們可以在電場中畫出一系列曲線,使曲線上每一點的切線方向都和該點的場強方向一緻,這些線稱為電場線。在沒有電荷的空間,電場線具有不相交、不中斷的特點.
靜電場的電場線性質
(1)電場線不閉合,始于正電荷或無窮遠處終止于無窮遠或負電荷;
(2)電場線垂直于導體表面;
(3)電場線與等勢面垂直。
感生電場的電場線特性
(1)電場線是閉合曲線;(2)閉合的電場線包圍磁感線。
電場線上标有箭頭,表示線上各點切線應取的正方向(即該點的場強方向)。
利用電場線,可确定它所通過的每一點的場強的方向,因而也就可以表示出放在該點上的正電荷所受電場力的方向。一般情況下,電場線并非是正電荷受電場力作用而運動的軌道。因為電荷運動方向(即速度方向)不一定沿力的方向。
用途
知道一個電場的電場線,就可判定場強的方向和大小,就可畫出等勢面,能判定電勢高低(沿電場線方向電勢降低)。通過電場中某一面的電場線總條數,稱為通過該面的電通量。
根據電場線方向能确定電荷的受力方向和加速度方向,不能确定電荷的速度方向、運動的軌迹.電場線是直線時,電荷運動速度與電場線平行,電荷運動軌迹與電場線重合。
一些典型的電場的電場線如圖《左兩個同電量正電荷場線右一個電偶極子場線》所示。
特點
1.電場線是假想的:電場線是人們用來形象的描述電場的分布而畫出的一簇曲線,雖然實驗模拟了這簇曲線的形狀,但是實驗沒有證實電場線的真實存在,電場線是假想的。
2.靜電場中的電場線不是閉合曲線,在靜電場中,電場線起始于正電荷(或無窮遠處),終止于無窮遠處(或負電荷),不形成閉合曲線。
3.電場線的每一點的切線方向都跟該點的場強方向一緻。
4.電場線的疏密與電場強弱的關系:電場線的疏密程度與場強大小有關,電場線密處電場強,電場線疏處電場弱。
5.電場線在空間不相交、不相切。