用发屑模拟电场线分布情况引出的几个问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/22 06:50:10
物理教材里曾说:
电场线的形状可以用实验来模拟。把喹啉的针状结晶或者头发屑悬浮在蓖麻油里,再加上电场,微屑就按照场强的方向排列起来,显示出电场线的分布情况。电场线分布密的地方电场强度大,电场线分布稀疏的地方电场强度小。

就这段话,我有以下问题:
1,既然带电体能够吸引轻小物体,那喹啉、头发屑等为何不被吸引而聚集到带电体上呢?
2,带电体产生的电场是密集的。也就是说,空间中处处充满了带电体的电场。有电场存在的地方则有该处的电场强度,则有电场线穿过该处(根据电场线的定义,电场线上每一点的切线方向就是该点电场方向),则可推而广之,电场线也一定铺满了整个空间——既然如此,又何谈“疏、密”之分呢? 我知道教材上画出的电场线分布的确有疏密之分,可它所画的电场线并没有画完!
3,既然电场线是密集铺满了整个空间的,那又如何“显示出电场线的分布状况”呢?请记住这个实验可跟用小铁针显示磁场分布的实验不同。铁是铁磁性物质,自身有“让更多磁场线穿过自身”的趋势,所以才会按照磁场线方向排列;而文中所举的喹啉、头发屑之类的物质,又如何能做到指示电场线分布呢?
4,磁场跟电场十分相似。我也顺便问了:铁磁性物质自身有“让更多磁场线穿过自身”的趋势。磁场无处不在,磁场线也无处不在——不管铁针摆什么造型,穿过它的磁场线的数目应该是一致的。请问如何解释?

非常谢谢大家能光临这个问题,请多少也说点什么,就当作是一个讨论吧。当然也可以直接找我,用Baidu Hi。

1,应该是因为蓖麻油的摩擦阻力的缘故,如果没有摩擦阻力,或电场足够强大,应该是会被吸到带电体上.
2,电场线只是一种表示法,疏密表示的是强度大小,疏的地方表示强度小,因为是一种表示法,所以不存在画完的问题,实际上电场是处处连续的.
3,和4实际是同一个问题,所谓让更多的磁场线穿过自身,是一种为了让中学生理解的描述法,从实际物理过程来说,所有能显示磁场和电场的实验,利用的都是物体在电场和磁场中的受力情况来实现的,要真正理解,需要从场的特点和受力来分析.所谓让更多的磁场线穿过自身,应该是有问题的说法,我觉得应该是让更多的磁场线穿过自身的南北两极,就是小铁针的南北两极都要穿过的磁场线才算.
呵呵,很久没看高中物理了,不知道现在都怎么样理解这些东西.

“1)既然带电体能够吸引轻小物体,那喹啉、头发屑等为何不被吸引而聚集到带电体上呢?”
——我打个比方:商店大甩卖,但还没开门。凌晨一点,就有两三个人跑来,他们立刻就能站到大门前;早上七点,已跑来好几百人,有好多人都挤不到大门边。我问你这是为什么?不就是因为大门前已挤满了人了吗?这与你的问题有类似之处——如果只有少数几片头屑,那它们一定会聚集到带电体上。当然也有一点重要的不同之处——若某人的正前方已有人,但左前方还有空位的话,那这个人就会拐过正前方的人去占据左前方的空位;但众多的头屑却没有这么灵活机动,同样的情况下,它只会靠到正前方的头屑上,而不会拐弯儿去占据他左前方的空位。为啥呢?因为电场力只把它往前拉,并没把它往一侧拉,所以它顶到前边的头屑就停下了。另外,小物体之所以会被吸引,是因为它被电极化了——它靠近带电体的一侧带上与带电体相反电性的极化电荷,另一侧则带上相同极性的电荷。在两个带有相反电荷的带电体中间区域的小物体电极化后的结果使它被向两个相反的方向上拉,其合力很小,再加上周围蓖麻油的流体阻力,使得这里的头屑运动的十分缓慢,看上去就像静止一样。这种情况下它都不必靠上另一个头屑而停下来就显得是静止了。

“2)……空间中处处充满了带电体的电场……电场线也一定铺满了整个空间——既然如此,又何谈“疏、密”之分呢? ”
——这里有一个误解:电场充满空间这没错,但不能由此推出电场线也充满空间,因为电场线是一种辅助性的表示电