以电学知识为基础辨别磁场与电场
教育经验,分析阐述电场和磁场的概念和性质。然后对电场和磁场的联系和区别进行分析,希望可以为广大高中生在物理学习上提供参考和帮助。
关键词:高中物理;电场;磁场]
高中物理与初中物理的知识相比较,更为抽象和复杂。而电场和磁场又是高中物理中的重点、难点内容,也是高中教学大纲要求重点掌握的内容。还有很多重、难点考题都是围绕电场和磁场内容进行设计的,这部分内容每年高考考察频率也非常高。如果电场和磁场辨识不清,对电磁学这部分内容的学习将是一大障碍,会导致学习困难,解题无從下手。所以我们必须牢记电场和磁场概念,辨识清楚两者之间联系和区别,深刻理解每个知识点,才能牢记相关物理概念与规律,从而激发自身的逻辑思维能力,提高学习效率和效果。
1区别电场与磁场的基本概念
要想熟练掌握电场和磁场的相关知识点,学好电磁学这部分内容,我们首先要对其概念进行理解和牢记。
1.1电场的基本概念
何谓电场,电场就是一种存在于电荷周围或者是变化的磁场周围空间中的特殊物质,是具体客观存在的,即只要有电荷是存在,电场就会在电荷的周围存在,但人体无法有真实的现实感知。电场的实体存在和我们能够可见的物质不同,他不是有原子组成,但他对存在其电场中的电荷可以产生力的作用,是存在能量的。同时电场中还存在的静电现象、电势能、电势差与电场强度等物理量。
1.2磁场的基本概念
所谓磁场,就是一种具有波粒辐射特性的特殊物质。它一般产生于磁体周围,在变化的电场、运动的电荷和电流周围,也会有磁场的产生。磁场属于一种无法看见也不能触摸的特殊物质,和电场一样,也是客观存在的,并且在一定的区域内,分布着连续的向量场,用磁感线表示。
2对比分析电场和磁场的联系和区别
2.1磁场与电场的联系
电场和磁场虽然是不同的概念,代表着不同的物理量,但他们之间存在着一些联系,同时也有很多相似地方。
首先,他们都有物质属性,是客观存在的物质;其次,它们均是以比值定义法定义的物理量,都是以场强强度进行表征,也就是电场强度和磁场强度。然后在其场内都可以对电荷产生力的作用,且电场和磁场均为矢量场,即都具有大小和方向。电场对电荷产生的力的作用,可以用公式:F=qE表示,其中F表示电场力,q代表电荷电量,E表示场强。电场做功可以用W=Fd进行表示,其中W表示电场力做功的多少,F则表示电场力,d表示运行的距离。相同的,磁场对处在场中电荷也可以产生作用力,即洛伦兹力。还有,二者都有为形象描述场而引人的假想曲线,即磁感线与电场线。两种场线实际上并不存在,但都能通过实验形象模拟出其分布情况。我们也可以通过模拟实验,(如:图一至图四)观察出两种场线的分布存在着疏密情况,线的疏密程度表示场强的强弱,即线越密之处,场强强度越强。反之,线越疏之处,场强强度越弱;还有就是场线的切线方向均表示为场的方向,两种场线中任何两条线都不能相交或相切。
2.2磁场与电场的区别
从上面可以看出磁场和电场存在有许多相似之处,但他们代表着两个不同的物理量,必然也有许多不同的地方。
首先,电场和磁场的产生原理不同,从概念即可看出区别。磁场产生于磁极和电流的周围它对放入其中的磁极、电流都存在着力的作用。而电场产生于电荷周围,它对放人其中的电荷具有力的作用。通过安培电磁假说揭示了电磁现象的本质,一切磁场起源于运动电荷,一切磁现象都是运动电荷间通过磁场发生的;其次,磁感应强度的定义式为:B=F/IL,此公式适用于一小段通电导线垂直磁场方向放入,同一段通电导线在匀强磁场中放置方向不同受到的磁场力会不同。通电导线如果平行于磁场方向放入,其受到的磁场力为零。电场强度的定义式E=F/q,所以当电荷不受电场力时此处的电场强度为零,同一电荷在匀强电场中受到的电场力为定值。还有,两者作用方向关系也不一样,B与F必须垂直作用,而E与F既可以与正电荷,也可以与负电荷;再次,两者还有明显不同之处在于磁感线全部是闭合曲线,而静电场中的电场线开始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远,是非闭合曲线;最后,就是两者判定法则不一样,电流方向与该电流产生的磁场之间的判定法则为:安培定则也叫右手螺旋定则,该定则可分为直线电流的安培定则和环形电流的安培定则分。而左手定则是确定当电流或运动电荷处在外加磁场中时,电流方向、磁场方向和受力方向之间关系的法则。结果是通电导线或运动电荷受到了安培力或洛伦兹力。
对比发现,电场和磁场之间即存在着不少联系,同时也有很多不同之处。在学习过程中我们要加强定义记忆,并针对联系和区别加强两者的辨别,避免混淆,糊涂记忆。同时我们还有加强在学习中的运用,通过学习运用加强认识和记忆。
参考文献
[1]陈建.物理概念的立体化学习[J].师范教育,2014,(03):16-18.
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