電力線 (電場線)(Line of Electric Force)

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電力線 (電場線)(Line of Electric Force)
國立台中第一高級中學物理科張宇靖老師、康宇玹老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

在電場中,空間任一點的電場強度都有一定的方向。因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致,這些線稱為電力線,可用來表示電場的強弱與方向的假想力線~~法拉第創立。

電力線的描繪,可置一小正電荷於電場中,沿此正電荷所受電力的方向連續緩慢移動所得的軌跡即為電力線。但要注意,正電荷在電場中的運動軌跡不一定是電力線。因為電荷的運動方向(即速度方向)不一定與受力的方向相同。

電力線除了可以表示出電場強度的方向,還能夠表示電場強度的大小。在電場中任取一點,取一假想小面積ΔS,此小面積與該點的電場強度的方向垂直,通過這小面積的電力線條數ΔN,因此電場強度可表示為
E=ΔN/ΔS……即單位垂直面積所通過電力線總數

即在電場中任一點處的電力線密度代表該點的電場強度大小。電力線密度愈大,表示該處的電場強度愈強;電力線密度愈小,表示該處的電場強度愈弱。

靜電場中的電力線的性質
1. 因為靜電場的電力線可表示電場強度的方向,所以靜電荷的電力線始於正電荷而終於負電荷,非封閉曲線。
註:電磁感應所產生之電力線為封閉曲線,此與帶靜電體之電力線不同。
2. 因為在靜電場中任何一點(除點電荷所在處以外),電場強度的方向只有一個,因此電力線彼此排斥,互不相交,由此也可說明同性電荷互相排斥、異性電荷互相吸引的現象。

參考資料:
Line of force. http://en.wikipedia.org/wiki/Line_of_electric_force

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