点电荷电场计算器
求点电荷在任意距离处产生的电场强度,并可视化其随距离的减弱规律。
C
m
Equivalent to volts per meter (V/m)
- 1
Charge magnitude |q|
|0| = 0 - 2
Distance squared r²
0.1 ² = 0.01 - 3
Electric field E = k·|q| ÷ r²
8.9875×10⁹ × 0 ÷ 0.01 = 898.7500k = 8.9875×10⁹ N·m²/C² is the Coulomb constant.
这个计算器是如何工作的?
点电荷的电场为 E = k·|q|/r²,其中 k = 8.9875×10⁹ N·m²/C²。以库仑为单位输入电荷量,以米为单位输入距离,即可得到以 N/C(等于 V/m)为单位的场强。由于遵循平方反比定律,距离加倍时电场降至四分之一。
公式
How this is calculated
点电荷 q 产生的电场沿径向向外(正电荷)或向内(负电荷)。该电场在距离 r 处的大小由库仑场定律给出:E = k·|q| / r²,其中 k ≈ 8.9875×10⁹ N·m²/C² 为库仑常数。以库仑(C)输入电荷 q,以米(m)输入距离 r,结果 E 以牛顿每库仑(N/C)报告,等价于伏特每米(V/m)。
计算时取电荷的绝对值以得到场强大小,因为符号仅决定方向而非强度。由于电场正比于 1/r²,它遵循平方反比定律:距离加倍,电场降至四分之一;距离减半,电场增至四倍。曲线在 0.2r 至 2r 的距离范围内采样 E 值,以便观察围绕所选点的快速衰减。
本模型假设为真空或空气中的孤立点电荷(或球对称电荷),无邻近导体或电介质对电场的扭曲。距离必须大于零,因为电场在 r = 0 处形式上发散。测试电荷在该电场中所受的力为 F = q_test·E,因此电场等于 +1 C 测试电荷所受的力。
常见问题
电荷 q 以库仑(C)输入,距离 r 以米(m)输入。所得场强 E 以牛顿每库仑(N/C)给出,与伏特每米(V/m)完全等价。
对于电场大小,符号无关紧要——公式使用 |q|。符号仅决定方向:正电荷产生的电场指向远离它的方向,负电荷产生的电场指向朝向它的方向。
电场遵循平方反比定律,E ∝ 1/r²。每当距离加倍,电场降至前值的四分之一,这也是曲线在电荷附近急剧下降的原因。
也称为
TG we-Calculate Editorial Team. (2026). 点电荷电场计算器 [Online calculator]. TG we-Calculate. https://we-calculate.com/zh/calculator/electric-field-point-charge-calculator
TG we-Calculate Editorial Team. "点电荷电场计算器." TG we-Calculate. 2026. https://we-calculate.com/zh/calculator/electric-field-point-charge-calculator.
TG we-Calculate Editorial Team, "点电荷电场计算器," TG we-Calculate, 2026. [Online]. Available: https://we-calculate.com/zh/calculator/electric-field-point-charge-calculator
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