正確理解“電場(chǎng)強(qiáng)度”的定義式

王維明

摘 要 正確理解“電場(chǎng)強(qiáng)度”的定義式是解決問(wèn)題的根本方法。

關(guān)鍵詞 電場(chǎng)強(qiáng)度 定義式 物理學(xué)科

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2014）06-0043-01

物理學(xué)中物理量的引入，自然要給它下個(gè)定義，因此把該物理量所反映的客觀事物的本質(zhì)屬性揭示出來(lái)，定義一個(gè)物理量要符合下述兩個(gè)要求：首先定義的結(jié)果能從量的方面反映出事物的物理性質(zhì)或特征，其次定義本身符合事物的客觀實(shí)際，下面就“電場(chǎng)強(qiáng)度”的定義式加以論述、說(shuō)明。

電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊的物質(zhì)，電場(chǎng)最基本的特征是它對(duì)放入其中電荷產(chǎn)生力的作用，也就是說(shuō)，電荷之間的相互作用力是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，也就是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。

設(shè)一正電荷Q在真空中形成電場(chǎng)，我們把另一個(gè)正電荷（檢驗(yàn)電荷）+q放入Q電場(chǎng)中的A點(diǎn)位置處，那么由于電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，因此+q就要受到電場(chǎng)的作用力FA，設(shè)A點(diǎn)距Q點(diǎn)的距離為r1，由庫(kù)侖定律可知：FA=K。同樣，如果把正電荷+q'=nq放在A點(diǎn)處，+q'受到的電場(chǎng)的作用力FA=K，我們用它們受到的作用力與所帶電量去比，可看到==K恒量，也就是說(shuō)，放入A的電荷受到電場(chǎng)的作用力跟它的電量的比值是一個(gè)恒量，如果在點(diǎn)A處放入一個(gè)-q的電荷，則發(fā)現(xiàn)所受作用力的大小不變，所受的作用力的方向與+q的方向相反，受作用力的大小與所帶電量的比值保持不變。

如果把+q放入電場(chǎng)中的B點(diǎn)、C點(diǎn)、或其它位置處，情況怎樣呢？實(shí)驗(yàn)證明：+q在B、C、或其它位置受到的電場(chǎng)的作用力跟它的電量的比值分別是K、K……K，都是跟放入的電荷無(wú)關(guān)的恒量?？梢?，電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)受到的電場(chǎng)的作用力F跟它的電荷量q的比值，由該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置所決定，而跟放入該位置處的電荷無(wú)關(guān)，這個(gè)比值大的地方，放入那里的單位電荷受到的電場(chǎng)的作用力就大，可見，比值反映了電場(chǎng)中這一點(diǎn)的電場(chǎng)的強(qiáng)弱，為了描述電場(chǎng)的這種特性，物理學(xué)中引入電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，我們把比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，即E=。這就是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式，同時(shí)，我們也是用度量這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì)特定電場(chǎng)中的特定關(guān)系來(lái)說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度E是一個(gè)恒量，為了度量它的大小，我們要用檢驗(yàn)電荷，這是我們度量電場(chǎng)強(qiáng)度的方法。

應(yīng)該注意：物理概念用“比值”的方式下定義時(shí)，其定義公式僅表示度量的方法，并不反映物理量間的函數(shù)關(guān)系，弄清這個(gè)問(wèn)題，才能正確理解定義式的物理意義。在運(yùn)用數(shù)學(xué)工具時(shí)，千萬(wàn)要注意不能把物理意義淹沒(méi)在數(shù)學(xué)公式中，單純地用數(shù)學(xué)公式數(shù)學(xué)方法來(lái)解決物理問(wèn)題，這是不正確的。作為物理和數(shù)學(xué)畢竟各有特點(diǎn)，二者有各自不同的研究對(duì)象和研究方法，一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)式，可以表示事物間的多種相互關(guān)系，而一個(gè)物理公式總是具有特定的意義、特定的內(nèi)容的，一定要在明確物理內(nèi)容的基礎(chǔ)上運(yùn)用數(shù)學(xué)工具。例如：電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式E=（普遍適用）和點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度的決定公式E=K（只適用于計(jì)算點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度，它是一個(gè)導(dǎo)出公式），從數(shù)學(xué)形式上看，都具有正比和反比的關(guān)系問(wèn)題，但在E=中，E的物理意義是電場(chǎng)力F與檢驗(yàn)電荷的電量q成正比，比值E表示電場(chǎng)中的某點(diǎn)力的性質(zhì)即電場(chǎng)的強(qiáng)弱；而E=K的物理意義是某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與形成的電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電量Q成正比，與距離r的平方成反比，所以可看出，兩個(gè)式子的物理意義是不相同的。因此，我們?cè)谶\(yùn)用數(shù)學(xué)工具時(shí)，必須處理好數(shù)學(xué)和物理的關(guān)系，把“數(shù)”和“理”有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，必須根據(jù)物理量之間的制約關(guān)系去認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)表達(dá)式的具體的特定的意義。

（責(zé)任編輯 劉 馨）endprint

摘 要 正確理解“電場(chǎng)強(qiáng)度”的定義式是解決問(wèn)題的根本方法。

關(guān)鍵詞 電場(chǎng)強(qiáng)度 定義式 物理學(xué)科

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2014）06-0043-01

物理學(xué)中物理量的引入，自然要給它下個(gè)定義，因此把該物理量所反映的客觀事物的本質(zhì)屬性揭示出來(lái)，定義一個(gè)物理量要符合下述兩個(gè)要求：首先定義的結(jié)果能從量的方面反映出事物的物理性質(zhì)或特征，其次定義本身符合事物的客觀實(shí)際，下面就“電場(chǎng)強(qiáng)度”的定義式加以論述、說(shuō)明。

電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊的物質(zhì)，電場(chǎng)最基本的特征是它對(duì)放入其中電荷產(chǎn)生力的作用，也就是說(shuō)，電荷之間的相互作用力是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，也就是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。

設(shè)一正電荷Q在真空中形成電場(chǎng)，我們把另一個(gè)正電荷（檢驗(yàn)電荷）+q放入Q電場(chǎng)中的A點(diǎn)位置處，那么由于電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，因此+q就要受到電場(chǎng)的作用力FA，設(shè)A點(diǎn)距Q點(diǎn)的距離為r1，由庫(kù)侖定律可知：FA=K。同樣，如果把正電荷+q'=nq放在A點(diǎn)處，+q'受到的電場(chǎng)的作用力FA=K，我們用它們受到的作用力與所帶電量去比，可看到==K恒量，也就是說(shuō)，放入A的電荷受到電場(chǎng)的作用力跟它的電量的比值是一個(gè)恒量，如果在點(diǎn)A處放入一個(gè)-q的電荷，則發(fā)現(xiàn)所受作用力的大小不變，所受的作用力的方向與+q的方向相反，受作用力的大小與所帶電量的比值保持不變。

如果把+q放入電場(chǎng)中的B點(diǎn)、C點(diǎn)、或其它位置處，情況怎樣呢？實(shí)驗(yàn)證明：+q在B、C、或其它位置受到的電場(chǎng)的作用力跟它的電量的比值分別是K、K……K，都是跟放入的電荷無(wú)關(guān)的恒量?？梢?，電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)受到的電場(chǎng)的作用力F跟它的電荷量q的比值，由該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置所決定，而跟放入該位置處的電荷無(wú)關(guān)，這個(gè)比值大的地方，放入那里的單位電荷受到的電場(chǎng)的作用力就大，可見，比值反映了電場(chǎng)中這一點(diǎn)的電場(chǎng)的強(qiáng)弱，為了描述電場(chǎng)的這種特性，物理學(xué)中引入電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，我們把比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，即E=。這就是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式，同時(shí)，我們也是用度量這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì)特定電場(chǎng)中的特定關(guān)系來(lái)說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度E是一個(gè)恒量，為了度量它的大小，我們要用檢驗(yàn)電荷，這是我們度量電場(chǎng)強(qiáng)度的方法。

應(yīng)該注意：物理概念用“比值”的方式下定義時(shí)，其定義公式僅表示度量的方法，并不反映物理量間的函數(shù)關(guān)系，弄清這個(gè)問(wèn)題，才能正確理解定義式的物理意義。在運(yùn)用數(shù)學(xué)工具時(shí)，千萬(wàn)要注意不能把物理意義淹沒(méi)在數(shù)學(xué)公式中，單純地用數(shù)學(xué)公式數(shù)學(xué)方法來(lái)解決物理問(wèn)題，這是不正確的。作為物理和數(shù)學(xué)畢竟各有特點(diǎn)，二者有各自不同的研究對(duì)象和研究方法，一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)式，可以表示事物間的多種相互關(guān)系，而一個(gè)物理公式總是具有特定的意義、特定的內(nèi)容的，一定要在明確物理內(nèi)容的基礎(chǔ)上運(yùn)用數(shù)學(xué)工具。例如：電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式E=（普遍適用）和點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度的決定公式E=K（只適用于計(jì)算點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度，它是一個(gè)導(dǎo)出公式），從數(shù)學(xué)形式上看，都具有正比和反比的關(guān)系問(wèn)題，但在E=中，E的物理意義是電場(chǎng)力F與檢驗(yàn)電荷的電量q成正比，比值E表示電場(chǎng)中的某點(diǎn)力的性質(zhì)即電場(chǎng)的強(qiáng)弱；而E=K的物理意義是某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與形成的電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電量Q成正比，與距離r的平方成反比，所以可看出，兩個(gè)式子的物理意義是不相同的。因此，我們?cè)谶\(yùn)用數(shù)學(xué)工具時(shí)，必須處理好數(shù)學(xué)和物理的關(guān)系，把“數(shù)”和“理”有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，必須根據(jù)物理量之間的制約關(guān)系去認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)表達(dá)式的具體的特定的意義。

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摘 要 正確理解“電場(chǎng)強(qiáng)度”的定義式是解決問(wèn)題的根本方法。

關(guān)鍵詞 電場(chǎng)強(qiáng)度 定義式 物理學(xué)科

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2014）06-0043-01

物理學(xué)中物理量的引入，自然要給它下個(gè)定義，因此把該物理量所反映的客觀事物的本質(zhì)屬性揭示出來(lái)，定義一個(gè)物理量要符合下述兩個(gè)要求：首先定義的結(jié)果能從量的方面反映出事物的物理性質(zhì)或特征，其次定義本身符合事物的客觀實(shí)際，下面就“電場(chǎng)強(qiáng)度”的定義式加以論述、說(shuō)明。

電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊的物質(zhì)，電場(chǎng)最基本的特征是它對(duì)放入其中電荷產(chǎn)生力的作用，也就是說(shuō)，電荷之間的相互作用力是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，也就是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。

設(shè)一正電荷Q在真空中形成電場(chǎng)，我們把另一個(gè)正電荷（檢驗(yàn)電荷）+q放入Q電場(chǎng)中的A點(diǎn)位置處，那么由于電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，因此+q就要受到電場(chǎng)的作用力FA，設(shè)A點(diǎn)距Q點(diǎn)的距離為r1，由庫(kù)侖定律可知：FA=K。同樣，如果把正電荷+q'=nq放在A點(diǎn)處，+q'受到的電場(chǎng)的作用力FA=K，我們用它們受到的作用力與所帶電量去比，可看到==K恒量，也就是說(shuō)，放入A的電荷受到電場(chǎng)的作用力跟它的電量的比值是一個(gè)恒量，如果在點(diǎn)A處放入一個(gè)-q的電荷，則發(fā)現(xiàn)所受作用力的大小不變，所受的作用力的方向與+q的方向相反，受作用力的大小與所帶電量的比值保持不變。

如果把+q放入電場(chǎng)中的B點(diǎn)、C點(diǎn)、或其它位置處，情況怎樣呢？實(shí)驗(yàn)證明：+q在B、C、或其它位置受到的電場(chǎng)的作用力跟它的電量的比值分別是K、K……K，都是跟放入的電荷無(wú)關(guān)的恒量?？梢?，電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)受到的電場(chǎng)的作用力F跟它的電荷量q的比值，由該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置所決定，而跟放入該位置處的電荷無(wú)關(guān)，這個(gè)比值大的地方，放入那里的單位電荷受到的電場(chǎng)的作用力就大，可見，比值反映了電場(chǎng)中這一點(diǎn)的電場(chǎng)的強(qiáng)弱，為了描述電場(chǎng)的這種特性，物理學(xué)中引入電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，我們把比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，即E=。這就是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式，同時(shí)，我們也是用度量這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì)特定電場(chǎng)中的特定關(guān)系來(lái)說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度E是一個(gè)恒量，為了度量它的大小，我們要用檢驗(yàn)電荷，這是我們度量電場(chǎng)強(qiáng)度的方法。

應(yīng)該注意：物理概念用“比值”的方式下定義時(shí)，其定義公式僅表示度量的方法，并不反映物理量間的函數(shù)關(guān)系，弄清這個(gè)問(wèn)題，才能正確理解定義式的物理意義。在運(yùn)用數(shù)學(xué)工具時(shí)，千萬(wàn)要注意不能把物理意義淹沒(méi)在數(shù)學(xué)公式中，單純地用數(shù)學(xué)公式數(shù)學(xué)方法來(lái)解決物理問(wèn)題，這是不正確的。作為物理和數(shù)學(xué)畢竟各有特點(diǎn)，二者有各自不同的研究對(duì)象和研究方法，一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)式，可以表示事物間的多種相互關(guān)系，而一個(gè)物理公式總是具有特定的意義、特定的內(nèi)容的，一定要在明確物理內(nèi)容的基礎(chǔ)上運(yùn)用數(shù)學(xué)工具。例如：電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式E=（普遍適用）和點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度的決定公式E=K（只適用于計(jì)算點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度，它是一個(gè)導(dǎo)出公式），從數(shù)學(xué)形式上看，都具有正比和反比的關(guān)系問(wèn)題，但在E=中，E的物理意義是電場(chǎng)力F與檢驗(yàn)電荷的電量q成正比，比值E表示電場(chǎng)中的某點(diǎn)力的性質(zhì)即電場(chǎng)的強(qiáng)弱；而E=K的物理意義是某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與形成的電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電量Q成正比，與距離r的平方成反比，所以可看出，兩個(gè)式子的物理意義是不相同的。因此，我們?cè)谶\(yùn)用數(shù)學(xué)工具時(shí)，必須處理好數(shù)學(xué)和物理的關(guān)系，把“數(shù)”和“理”有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，必須根據(jù)物理量之間的制約關(guān)系去認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)表達(dá)式的具體的特定的意義。

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