电场与磁场的知识类比.docx

          电场与磁场的知识类比                    （福清第二中学福建福清350300）【摘要】电磁场是物质存在的一种形态，它有特定的运动规律和物质属性，它和其他带电物质以一定形式发生相互作用每一种物质的存在形态都有它的特殊本质和特殊规律，因此，和一般实物对比，场的存在形态也有它的特点实物通常是定域在空间的确定区域内，而电磁场则弥漫于空间中关键词】电场；磁场；力电磁场是物质世界的重要组成部分之一，在生产实践和科学技术领域内，存在着大量和电磁场有关的问题例如电力系统、凝聚态物理、天体物理、粒子加速器等，都涉及不少宏观电磁场的理论问题因此，掌握电磁场基本理论对于生产实践和科学实验都有重要的意义所谓的电场和磁场是一个不可分割的统一整体，统称为电磁场它是可以脱离电荷、电流而能够独立存在，并且具有自己的运动规律，电磁场和实物一样具有能量、动量等属性电磁场是物质的一种形态，它处于变化过程时，物质性表现较明显在高中阶段我们是分两章节分别学习电场和磁场的对于初学者而言，基本概念多，较难理解，学习起来较为抽象，以下就电场和磁场的基本知识进行类比，以加深学生理解1．极性对于电场则同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，而对于磁场则是同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

电场中有正负电荷之分，而磁场中有N极，S极的区别它们的作用力有相似之处：同种排斥、异种吸引，其相互作用都不要相互接触，而是通过场来相互作用的即所谓的电场和磁场电场对放入其中的检验电荷有力的作用，磁场对放入其中的电流元或磁极有力的作用共同之处是有电荷存在便产生电场，而电场反过来又对电荷有电场力作用；有电流或磁极（分子电流）即运动电荷存在，其空间便产生磁场，而磁场反过来又对电流，磁极有力作用2．反向性电场的方向规定为正电荷在电场中受力方向，即电场线某点切线方向，而磁场的方向是小磁针N极的指向，即磁感线在某一点的切线方向电场线、磁感线是用来表示E或B的大小和方向线上某一点的切线方向表示其方向，电场线，磁感线的疏密程度表示场强和磁感应强度的大小电场线是从正电荷出发到负电荷终止的曲线，是不闭合的，只能从正电荷出发到负电荷终止磁感线则是闭合曲线，如条形磁铁外部由N极指向S极，内部则是从S极到N极虽然磁感线与电场线形状各异，但是他们都是假象曲线，是为了形象研究场论而提出的磁感线比电场线复杂，应涉及几种不同情况，如通电直导线、环形电流、通电螺线管等，其方向分别用安培定则来研究匀强电场的电场线是一些疏密程度均匀方向一致的平行线，如带电的两块靠近的平行金属之间的电场。

匀强磁场的磁感线是一些疏密均匀方向一致的平行直线，如通电螺线管内部的磁场，两块靠近异名磁极之间的磁场3．电场磁场强弱大小比较磁感应强度是通过一小段通电导线即电流元受力来定力，即B=F/IL（垂直于磁场方向放置导线），而电场强度是通过一检验电荷在电场中受力来定义，即E=F/q它们都有一个共同点便是B、E都分别由各自产生场得电流或电荷决定，而该公式只能定义某一点的场的大小，不能决定那一点的场的大小如通电直导线的磁场B∝I/r，由产生磁场的电流和离导线距离来决定，而不能由应用磁场受力的电流元的I、L决定，即使一小段通电导线的I、L没有，B也可能仍然存在只是利用I、L表现出该处有B存在即用B=F/IL来研究某一点的B而已，不能随便得出B∝F、B∝IL等错误结论而电场小大的计算公式E=F/q也是一样，如点电荷产生的场强E=KQ/r2可以看出决定空间某一点E的是点电荷Q和离点电荷的距离r,而F/q只能定义那一点的E,即使没有q来检验即F=0，而E仍存在4．力的大小方向比较电场力F=Eq与磁场力F=BILSinθ比较其电场力的大小需知道放入电场某一点的E便行，电场力方向只需分正负电荷即正电荷受力与E方向相同，负电荷受力与E方向相反。

如检验某处有无电场存在，用检验电荷放入其中看是否受力便知有无E存在磁场力比电场力复杂，不仅涉及B、I、L，还涉及B与I的夹角θ，其大小为BILSinθ而在磁场中放一小段通电导线来检验磁场是否存在就不一定了如果导线与磁场方向平行，虽然存在B，但通电导线不受磁场力作用F=0，即不能肯定有无磁场存在磁场力方向由左手定则来判定，其B、I、L三者在一个立体空间内，即安培力方向总是垂直于磁感线与通电导线所决定的平面另外，磁场对带电粒子的作用称为洛伦兹力，其大小f=BqvSinθ(θ为B、v方向的夹角)，方向左手定则来判定，但要注意分正负电荷所以，磁场中产生的作用力比电场力复杂得多5．电场、磁场运用中的比较电场对电荷有电场力作用，而使电荷在电场中加速运动，还有偏转的作用尤其当电荷以初速度垂直于电场方向进入电场时，可类似于平抛运动来研究，使问题变得简单磁场对一段带电导体的作用，就以磁场力的方式出项，在物体受力分析中，出现一个磁场力而已而磁场对带电粒子的洛仑兹力就要特殊一点，当带电粒子垂直进入磁场时，就运动轨迹而言，是匀速圆周运动来处理这一点与电场中的电荷作类似于平抛运动的情况相仿物理课的教学环节，包括教授、实验、自习、习题、复习考试等。

许多教学组织者，常希望教师能把学生“讲明白”，但往往是事与愿违困难在于任何课程和教材，都只能按“直线式”的顺序来安排内容但在一门课中介绍的概念和规律，又必须综合其他课程的内容才能理解真正的理解和消化有赖于学生的反复钻研参考文献［1］《电磁学》王楚李椿周乐柱编北京大学出版社.［2］《电动力学》郭硕鸿编高等教育出版社.［3］《力学》王楚李椿周乐柱郑乐民编北京大学出版社.［4］《物理选修3-1》廖伯琴编山东科学技术出版社.  -全文完-。