导线内的电场如何形成,如何分布,方向

导线内的电场如何形成,如何分布,方向1.正常一个蓄电池在空气中产生电场,用金属导线连接后,导线内的电场是怎么产生的?这时候空气中的电场还和之前一样么?
2.还是一个蓄电池,它产生的电场距离远一点就可以小到不计,但用导线连接后,导线内可以很远很远还有电场,为什么?
烦请解答

问题我们 一个一个来解决:
//1、导线内的电场如何形成,如何分布?
答:导线两端有电势差就会形成电场,所以一段导线在没有接通电源的情况下是不会形成电场的。导线中的电场是沿导线呈束状分布的,平行而不交叉。电场的方向也很好判断,电场方向与负电荷运动方向相反,在电路中也即与电流方向相同,即电场方向由电源正极经导线回归电源负极。
// 2、正常一个蓄电池在空气中产生电场,用金属导线连接后,导线内的电场是怎么产生的?这时候空气中的电场还和之前一样么?
答:导线连接蓄电池即接通电源,在导线两端即形成电势差,导线内的电场也就产生了。导线内电场几乎对电源在空气中产生的电场没多大影响,可以忽略不计。
//3.还是一个蓄电池,它产生的电场距离远一点就可以小到不计,但用导线连接后,导线内可以很远很远还有电场,为什么?
答:电源的两级就相当于一个电容器,由电容器的充电电量计算可知,充电电量与电容两极正对面积成正比,与电容两极距离呈反比。由此,电源两极相当于一个开放电容,正对面积几乎为0,那么电源形成电容的等价电荷量即约为0,同时正负极之间的距离增大,等价电荷量就继续趋近于0了,等价电荷已经基本为0,当然产生的电场也就忽略不计了。 主要原因还在于基数太小(基数已经趋近于0了),还要随着距离的增大继续趋近于0,当然忽略不计。但是导线中的电场是由电势差产生的,而电势差是电源自身的特性,即电源电压,电路接通后就加在导线的两端了, 是不会随着导线的长短而变化的。把导线近似的看作串联电阻,那么每一段电阻对电源电压进行了分配,导线增长,相当于电压分配了更多电阻,那么每个电阻两端的电压就减小了,而电场又是由电势差(电压)产生,当然电压其实也会减小的。
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第1个回答  2018-06-13

电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的,电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。电场的力的性质表现为:电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。电场的能的性质表现为:当电荷在电场中移动时,电场力对电荷做功(这说明电场具有能量)。

存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。

电场:只要电荷存在它周围就存在电场,电场是客观存在的,它具有力和能的特性。

    对放入其中的电荷有力的作用。

    能使放入电场中的导体产生静电感应现象。

电场强度是描述电场力特性的物理量

其定义是:放入电场中某一点的单位电荷受到的电场力叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱。在电场中某一点确定了,则这一点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变。检验电荷q充当“测量工具”的作用。某点的E取决于电场本身,(即场源及这点的位置,)与q检的正负,电何量q检和受到的电场力F无关。电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则(平行四边形法则和三角形法则)。电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关。

等量同种电荷形成的电场:

(1)两种电荷的连线上;不管是等量同种正电荷还是负电荷,中点O处场强始终为零。

(2)两电荷连线的中垂线上;不管是等量同种正电荷还是负电荷,从中点O处沿中垂面(中垂线)到无穷远处,场强先变大后变小。

(3)关于O点对称的两点场强大小相等,方向相反,电势相等。

等量异种电荷形成的电场:

(1)两电荷的连线上,各点的电场强度方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向场强先变小后变大,从正电荷到负电荷电势逐渐降低。

(2)两电荷连线的中垂线上场强方向相同,且与中垂线垂直,由中点O点到无穷远处,场强一直变小,各点电势相等。

(3)在中垂线上关于中点O对称的两点场强等大同向。

希望我能帮助你解疑释惑。

第2个回答  推荐于2018-06-13

追问

谢谢回答
但你答的不是我问的

追答

导线内的电场是由电池提供,方向沿着导线方向.
空气中的电荷在电场下运动和导线中的电荷在电场下运动,原理不一样.
导线中的电荷是电子的能量碰撞传递.我们虽然说电荷的移动产生电流,但是,这个移动不是从这一头移动到另一头,而是,电子的加速(电厂左右),碰撞下一个电子,下一个电子碰撞再下一个电子.
导线中的电子经过很多次的碰撞传递,形成电流.
被导线连接的电池,电池外部空气中的电场依然存在,这个电场由电池提供,导线的电场也由电池提供.这两个电场各自独立.互不影响.

追问

这么说吧
你说导线里电荷碰撞传递,使它碰撞的电场哪来的?
你说导线里的电场是蓄电池形成的,百十来米肯定是没有电场了,为什么导线里还有?

追答

百十来米就没有了,这是你老师教的?
你得先搞清楚什么是导体。导体提供电荷的运动路径。导体两端只要有电势差就会有电流。你想象两个金属球分别带正负电,他们之间会形成电场,按照异性相吸,电荷为什么不离开金属球呢?因为电荷要脱离金属的束缚需要很大的能量。导体的作用就是,在电荷不脱离物质束缚的前提下给电荷传递转移,实现异性相吸的路径。对于导体,很少人会说导体内的电场。理论上认为导体应该视作“等电势体”。也就是说它连在多大的电势体上,他的电势就是多大。
实际上,导体具有电阻,在电流流通过程里,导体电阻会使电势梯度变化。
你用导线了解电池两端,实际上是危险的操作。因为导体电阻很小,所以电流会很大,有可能使电池爆炸。
你问的问题槽点太多,想跟你解释A,发现你还没弄明白A之前的B,想跟你说B,发现需要说明白C才能说B,可是C之前的D你似乎也有点迷糊。最后发现你的基础似乎很松动。我猜你之前肯定不喜欢物理,现在出于某些原因,又要重拾物理,实际上你是漏掉了很多基础性的知识。从你说“百十来米就没电场了”起,根据你表现出来的薄弱的基础,要真正让你信服,需要的绝不是三言两语。

追问

呃,人身攻击就免了吧,我只想知道问题的答案
就这样说吧,导线可以扯出很远很远,可以弯成各种形状,这时候里面还有电流,也就是还有电场,这个电场是蓄电池产生的么?
其实我想问的就是导线内的电场是蓄电池产生的和空气电场一样,还是说像线圈里加铁芯似的,导线里自己又产生了电场和蓄电池的电场叠加了?

百十来米没有的意思是这么远的情况下,蓄电池电场场强应该可以小到忽略不计了

还有用导线连接蓄电池两端,难道要我说用一个有一定阻值的电阻连接到蓄电池两端,这样说好麻烦,意思能明白就行了吧

我的水平就是知道电场会推动电荷移动的水平,再深了我也不懂,不然我自己也就能想明白,不用问了

追答

我为过激发言道歉。
建议你先从静电,静电场,电场强,等电势,电位差,电阻,出发,去看相关的知识点。精力如果充足,在看看电池原理。
在物理学上,“百十来米”这种表述是很不严谨的,这种说法就跟“差不多”一样,是十分值得吐槽。物理学问题探讨,需要说明你探讨的是理想条件,也就是纯理论,还是要考虑实际存在的各种其他因素。
也就是说,在理论上,如果不考虑导线以及电池本身存在的电阻,用导线了解电池两级,导线会分别与电池两级形成等电势体,这个效果相当于直接将电池两级相碰。电池两级直接相碰的概念,相当于,分别带正负电荷的两个金属球相碰。电动势与电荷距离平方成反比,距离为零,所以电动势无穷大。
但是对于电池,实际情况并非如此,电子有质量,碰撞不规则等,会损耗能量,表现出电阻作用。
所以我们一般不讨论导体的电场。因为如果是真正的超导体,内部的电场实际上是无穷大的。
你想说的是,电池在空气中的电场,随着距离加大而变小,而导线的却不随距离变化。
问题在于,理想的导体,它会与电池两极构成等电势体,相当于两级直接相碰,这种理想情况下,距离为零,电场强度就为无穷大了。零作为分母,值无穷大。
空气的情况,空气是绝缘体,所以无法与电池形成等电势体,所以,距离越远,电场作用力越小。
很简单很明显的道理,你为什么还会有问题。高中课本真的已经够充分了,按照顺序,静电,电场,电动势,读下去,理解了就可以弄清你所问问题的答案。
一般的,理想导体内部的电场,要尽量避免讨论,否则容易形成悖论,这是更高深的问题,可能需要教授级才能说清楚,而高深的学者又很少会跟你静心静气的解释这种吃力不讨好的问题。
悖论,Ed=U,E无穷大,U应该无穷大,但是U受电池限制。如何解释?原子和电子有反向电场。如果继续深入探讨就要用到微电子力学和量子力学。所以,避免讨论理想导体的内部电场。太高深,如果掌握了那么高深的问题,反过来,你所问的问题就不是问题了。如果你阅读教材时留意,会发现,教材几乎没有提过“导体内电场”的说法,说的是电压。
理想导体,短路电池,理论上讲,导体上的任意点的前后电压差均与电池相同,这就是等电势带来的悖论。为什么会这样?因为我们引入等电势的概念时,忽略了电平衡建立的微观机制,时间,电阻,电子加速,碰撞,正负电子的反向电场,等等。要描述这些微观机理,要用更加复杂的数学工具。你的问题实际很深。

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第3个回答  2018-06-08
你 是什么意思
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