電場線的“來”龍“去”脈

邊教邊悟

中學物理介紹電場線的內(nèi)容時，談到電場線發(fā)自正電荷以及終于負電荷（如圖1所示），卻沒有談到電場線可以發(fā)自無窮遠或終止于無窮遠。為了說明這個問題，教師有必要在課堂上對物理上的“無窮遠”概念作一個解釋。

我們的宇宙中分布著許許多多的電荷。任意兩個電荷之間都存在著靜電場。但是，如果空間中有幾個電荷相距較近而與其他電荷相距較遠，根據(jù)電場力與距離的平方成反比的關(guān)系，就允許近似地認為這幾個電荷與其他所有電荷的相互影響可以忽略，或者說可以認為這幾個電荷組成一個孤立系統(tǒng)，而其他電荷則位于物理上的“無窮遠”處。如果孤立系統(tǒng)中只有一個正的點電荷，由它發(fā)出的電場線就應該是呈均勻輻射狀的（如圖2所示）。這些電場線既然不能在沒有電荷的地方中斷，就只能不斷向外伸展，當伸展到足夠遠的地方時，原來被看作位于無窮遠的某些電荷對于電場的影響就不再能忽略，于是電場線不再為直線，而且最終必將終止于無窮遠處的負電荷。只是由于繪畫電場線圖時只局限于“有限區(qū)域”內(nèi)的情況，所以既看不到這些電場線終于何處，也看不到它們的彎曲。

同理，孤立負點電荷所終止的電場線來自于無窮遠處的正電荷。對于由多個點電荷組成的孤立系統(tǒng)，一般來說也有一部分電場線來自無窮遠處的正電荷和終止于無窮遠處的負電荷。