为什么两条电场线不能相切在电场的教学中,我们在讲解两条电场线为什么不能相交时,一般都采取教参中的说法,即如果两条电场线相交,则在交点处电场强度的方向有两个,分别为两条电场线在此点的切线方向,如图1所示.这显然是不可能的,所以两条电场线不能相交.这种解释条理非常清楚,学生易于接受.但这种解释有一个缺陷,那就是不能说明两条电场线为什么不能相切.在如图2所示情形中,A、B两条电场线相切于P点,如果用上述说法来解释,则A、B两条电场线的切线方向可能为同一条方向,即C所指方向也就只有一个,显然,上述说法不能解释两条电场线为什么不能相切,教参对此也没有说明.我们在教学过程中也很容易忽视这一点,学生根据上述解释,就很容易得出两条电场线可以相切的错误结论.那我们应该怎样来解释两条电场线为什么不能相切呢?为了使电场线不但能描述场强方向也能描写场强大小,我们引入电场线密度的概念.在电场中任一点取一面元ΔS与该点场强方向垂直,设穿过ΔS的电场线有ΔN根,则比值ΔN/ΔS叫做该点电场线密度,它的意义是通过该点单位垂直截面的电场线根数.在作电场线图时,我们总是使电场中任一点的电场线密度与该点场强大小成正比,即E∞ΔN/ΔS,这样电场线密的地方电场强度大,电场线稀的地方电场强度小.如图3所示,由电场线的性质有a处电场强度比b处大.从图2可知,越靠近切点P,ΔS越趋于零,ΔN有限,ΔN/ΔS的极限为无穷大,则在切点P,E为无穷大,这显然是不可能的,这就是两条电场线为什么不能相切的原因.在教学过程中可以这样来进行,在图2中,AB两条电场线越靠近切点P,可以认为电场线越来越密,电场强度越来越大;在切点P,电场线密度为无穷大,即电场强度无穷大,这是不可能的,所以两条电场线不能相切.这样进行解释,学生易于接受.讲完这一点后,紧接着进行总结:两条电场线为什么不能相交是用到了电场线的一个性质.即电场强度的方向沿电场线的切线方向.而解释两条电场线为什么不能相切则用到了电场线的另一性质,即电场线的密部场强大,电场线的疏部场强小.——《中学物理教学参考》2002年4期