上一节我们通过场强的计算，讨论了电场的分布。本节将讲述电荷在电场中所受的电场力。 按照电场强度的定义，电场中任一点的场强等于单位正电荷在该点所受的电场力。那么，点电荷在电场中某点所受的电场力

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

式中，为该点的场强。电场力的大小为，方向取决于电荷的正、负。不难判断，正电荷()所受的电场力，其方向与场强方向一致；负电荷()所受的电场力，其方向与场强方向相反(如§04-10-04所述)。

　　下面我们结合实例，分析电荷在电场中受力及其运动情况。

　　密立根(Robert Andrews Millikan， 1868-1953)，美国物理学家。)率先于1911年测定了电子的电荷。其实验装置如下图所示。

(密立根油滴实验详述)

　　示波器是一种常用的电子测量仪器。它借其中的主要部件--阴极射线管(下图)，把电信号在荧光屏上变换成可观察的图象。

(阴极射线管详述)

　　现在我们假设垂直偏转电极的极板C、D之间存在着一个均匀电场，场强的方向沿轴垂直向下(下图)。电子穿出阳极上小孔后，就沿着轴方向以初速进入此电极的两板间。这时，电子所受电场力是恒力，其大小为，方向沿轴垂直向上，与的方向相反，且垂直于初速的方向。电子的重力不计。

沿轴方向，电子不受外力，故作匀速直线运动，位移为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(a)

沿轴方向，电子的初速为零，按牛顿第二定律，其加速度大小为，(为电子的质量)，位移大小为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)

从式(a)、(b)中消去时间，可知电子在垂直偏转电极内作平抛运动，其轨道方程为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(c)
即电子循着抛物线轨道逐渐朝上偏转。电子在穿过极板长为的垂直偏转电极时，所需时间为，则由式(b)，可得垂直方向的位移大小为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(d)
电子离开垂直偏转电极后，不再受电场力作用，就以离开此电极时的末速作匀速直线运动，它沿轴方向的分量仍为 ，沿轴方向的分量为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(e)
这时，电子运动方向(即速度的方向)偏离轴的角度为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 (f)

设垂直偏转电极的中心与荧光屏相距为L，则电子离开此电极而打到荧光屏上沿垂直方向的位移大小为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(g)

显然，电子在荧光屏上的光点偏离中央O点的垂直距离为，把式(d)、(g)给出的、代入并化简得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

上式表明，光点在荧光屏上的垂直位移的大小正比于垂直偏转电极内的场强；场强越强，位移亦越大。如果我们对水平偏转电极进行分析，亦可给出类似的结论。

　　值得指出，在示波器中的阴极射线管，用上述这种电偏转方法，电子的偏转范围不大，所以在电视显象管和雷达指示管中对电子束一般都采用磁偏转，以增大偏转角，偏转情况与阴极射线管颇相似。

　　如右图所示，设电偶极子处于场强为的均匀电场中，表示从指向的矢量，电偶极子的电矩方向与之间的夹角为。作用于电偶极子正、负电荷上的电场力分别为和，其大小相等，即，其方向相反，因此两力的矢量和为零，电偶极子不会发生平动；但由于电场力和的作用线不在同一直线上，此两力组成一力偶，使电偶极子转动。电偶极子所受力偶矩的大小等于力偶中任何一个力的大小和这两个平行力之间的垂直距离(称为力臂)之乘积。即力偶矩为

　　　　　　　　　　　　　　　　

如果力偶矩为零，则原来静止的物体不会转动，原来转动的物体作匀角速转动。使电偶极子发生转动的力偶矩的大小为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (a)

式中为力偶矩的力臂，为偶极子的电矩大小。上式表明，当时，力偶矩最大；当 时，力偶矩等于零。在力偶矩作用下，电偶极子发生转动，即其电矩将转到与外电场一致的方向上去。

　　综上所述，我们也可将式(a)表示成矢量式(与的矢积)，即