关键词：电场强度；电场；点电荷；作用力
一般的，在教材上都有明确的静电场的强弱和方向的物理量，即电场强度矢量，也就是通常称呼的场强。场强的定义式为E=F/q，在这里，比值F/q是一个固定的量，与时态电荷q本身无关，也就是说：场强是指描述电场客观性质的物理量。 从电荷在电场中的受力出发，电场对放入其中的电荷作用力的表达式为F=Eq，这是在物理学中所周知的公式。此文针对这两大表达式展开分析：
1关于场强的定义和定义式
1.1物理学中认为，电场作为客观存在的特殊物质，其电场强度矢量就是该场强弱和方向的物理量的定义。在电场中，某点电荷的场强是由电场本身性质所决定的，与点电荷没有关联，为了能够精确地测试电场中某点点电荷的场强，因此，要引入试探电荷q，即将试探电荷q作为测试电场场强大小和方向的工具，由此得出，场强的定义式为一等于E=F/q。由此也可以得出：该定义为操作定义。因此，为了能够测试电场中各点电荷的场强，精准的试探电荷中的几何限度的要求，必须要根据点电荷在电场中各处所受电场力的大小，来充分描述电场中各处的性质。如果电场中各点几何限度都较大。那么，最后所得出的结果只是点电荷在电场某个空间所受的电场力，而不是精准到某个集合点处所受的电场力。这样得出的结果也就不能确切的判断电场中各点的性质了。除此之外，在进行试探点电荷q的电量时，必须还要求电量满足充分小的限定条件。这是因为试探电荷q在引入电场之后不至于影响到待测电场。
1.2关于电场操作的定义适合对试探电荷的两点要求，麦克斯伟在其巨著电磁论中做出了精辟的描述：
“为了简化数学过程，考虑一个带电体的下述作用是方便的，这种作用并不是作用在任意形状的其他物体上，而是作用在一个带有无穷小电量的无穷小物体上，这个无穷小物体放在电场的作用所及的空间里的任何一点。假定这个物体上的电荷为无穷小，就可以使原物体上的电荷感觉不到它的存在。其定义也就是：一点电场强度是作用在带电为正电荷的小物体上的力。如果这物体放在该点儿不扰动场源电荷的实际分布，这个力不仅有移动无穷小带电物体的趋势，而且还有移动带电体（场源）电荷的趋势。”
由麦克斯伟在电磁学中的解释，我们可以得出以下四点结论：
①电场强度的定义应当严格要求。必须规定E=F/q的形式。
②在试探电荷的引入过程中，要使原物体上的电荷感觉不到试探电荷的存在，也就是要求试探电荷的引入，要以不扰动场源电荷的实际分布为基础要求。尽管在电场中，某点点电荷场强是由该电场本身的性质所决定的，与试探电荷的引入无关。但是，在电荷中放入试探电荷后，如果试探电荷过大，其由于本身的物质原因导致对场源电荷的分布有着细微的影响，从而改变电场的场强分布。因此，要通过试探电荷测定场强，还是与试探电荷相关的。所以，必须要将试探电荷的电荷量规定范围，限制在充分小这个条件之内，得出的结果才是最准确的。
③麦克斯韦在电磁学中将试探电荷的电量限定在充分小，也就是要将这种影响减少到要求的最低、最精准的范围之内，从而测得原有电场的场强。
④只有在试探电荷充分小时，才能够在一定的测定范围精度内认为比值F/q与试探电荷q无关。所以，基于这个要求考虑。如果无条件认为比之E=F/q与试探电荷q无关是不妥的，一定要全方位要求试探电荷的精准度，将试探电荷的电荷量保持在充分小的定义之下。
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2关于场强力表达式F=Eq中的场强
由以上分析结果可以得知，将电荷引入某场源电荷所产生的电场中。试探电荷或多或少都会对场源电荷的分布产生一系列的影响，从而导致电场场强分布发生改变，影响结果的精准度。由此也可以得出几个问题。点电荷所受电场力的表达式F=Eq中的场强E，是放入点电荷q以前所处的场强中？还是放入点电荷q之后所出的场强中？那么这个场强是所有电荷所激发的电场的场强？还是除却点电荷q以外，所有电荷激发的电场场强。
为了能够精准的判断这一问题，我们首先要分析带电体所激发的电场对于其自身的作用力。须知点电荷没有放入电场之前是不受电场力的，只有将点电荷放入置电场中才会受到电场力的作用。所以，根据这个判断，点电荷所激发的电场对本身是无作用的，任何一个带电体均可看作由许多电荷源组成，由于在带电体上所有电荷源之间的静电力都是一对内力，它们的矢量相加得出的结果是等于零的，所以带电体所激发的电场对自身的作用力也等于零。
场强电荷通常是指具有一定大小和形状的带电体，当点电荷引入至电场中，点电荷q会激发电场E。这样就会改变场源电荷上的电荷分布。从而使q放入电场后的场强不同于在q放入电场前的场强。并且，由于点电荷q自身所激发的电场对自身没有作用力，因此，点电荷q所受的力应为在q放入电场后除却q以外其他电荷所激发的电场对点电荷的作用。所以，在电场例表达式中意义的E，应当为除却q以外,其他电荷在q放置处所激发的场强。
在目前我国的教学参考资料中一般的，经常利用点电荷在电场中的受力表达式解析物理问题，因此出现了以下类似的叙述：
已知在意电荷场中某点场强为E，将该点放入一点点电荷q，求该点点电荷所受的电场力为多少？
经过以上的分析我们就可以得知，如果题目是这样的论述方式<其实是不妥当的，如果换成另一种方式也许会更加具有科学性。比如：将一点电荷引入至电场中，某一点已知该点场强为E，则点电荷所受电场力为多少？
这样就解决实际的电场力表达式中的应用，在放入电荷q以后，除q以外,电场力是所有其他电荷的放置处所激发的场强。
3正确理解电荷之间的相互作用
众所周知，在已知的自然界中存在两种电荷，即正电荷和负电荷,同种电荷之间存在相互排斥的现象，而异种电荷之间存在相互吸引的现象。但是并不能因 此而理解为带同种电荷物体相互排斥，带异种电荷物体互相吸引。
例如：在真空中存在一个半径为R的金属球，带有电荷q，另一点电荷与金属球的球心相距距离为a(a大于球半径)。那么，即便是Q与q为同种电荷，只要点电荷q距离球面足够近，那么它就有可能受到金属球的吸引力而改变，发生这样的原因主要是由于点电荷q被引入之后，由于感应作用的原因，导致金属球上电荷分布发生了一系列变化。在再靠近点电荷F=Eq的球面部分，可能出现一种电荷，从而导致金属球产生的场强发生了改变。如果根据点电荷所受场地表达式：F=Eq，利用放入q前的场强是无法解释此类带同种电荷物体之间的相互吸引力的。这个问题也进一步说明了：在场里表达式中的意义应当为q放入电场后出口以外所有其他电荷在放置住所激发的场强。
4.结论
由以上分析可知，电场中某点场强是由该电场自身性质所决定的，与场源电荷的电量与分布有关，而与点电荷的自身性质无关。如果将试探电荷或者其他带电体引入到电场中，那么场源电荷就会发生改变，其电场也就会发生变化。
参考文献
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[4]韩叙虹[1] 钱呈祥[2].近5年高考非点电荷的电场强度求解方法与思路[J].河北理科教学研究,2015:56.
论文作者:赵海
论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期
论文发表时间:2020/1/15
标签：电场论文; 电荷论文; 点电荷论文; 场强论文; 放入论文; 物体论文; 表达式论文; 《科学与技术》2019年16期论文;