學(xué)物理重在悟理——磁場和靜電場的比較

當(dāng)以讀書通世事 2023-11-10 發(fā)布于甘肅

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靜電場和磁場的比較

電場和磁場都是不依賴于人的意識而獨立存在的客觀物質(zhì)，它們都是物質(zhì)的一種特殊形態(tài)。有關(guān)電場和磁場的知識在日常生活、生產(chǎn)實踐及科學(xué)研究等各個領(lǐng)域中均有廣泛的應(yīng)用，下面僅就靜電場和磁場的特點進(jìn)行一下比較。

一、產(chǎn)生（即來源）

靜電場由靜止電荷產(chǎn)生，常見情形有：一個點電荷的電場、兩個點電荷（等量同種或等量異種）的電場及勻強電場。

而磁場則由磁體（磁鐵）、電流或運動電荷產(chǎn)生，木質(zhì)上均是由運動電荷產(chǎn)生。常見情形有：條形磁鐵的磁場、蹄形磁鐵的磁場、直線電流的磁場、環(huán)形電流的磁場、通電螺線管的磁場及勻強磁場。

二、特性

電場的基本特性是對放入其中的電荷（不管運動與否）有力的作用，正電荷所受電場力與電場同方向，負(fù)電荷所受電場力與電場反方向。電場力對電荷做功與電荷運動路徑無關(guān)，因而對于電場還可引人電勢，電荷在電場中具有電勢能。

而磁場的基本特性則是對放人其中的磁體、電流或運動電荷有力的作用。從本質(zhì)上均可歸結(jié)為對運動電荷的作用，磁場對靜止電荷沒有力的作用。磁場對運動電荷的作用力還跟電荷運動速度有直接關(guān)系。

三、方向的確定

確定電場的方向，要在電場中放入一個檢驗電荷，正檢驗電荷在電場中某點所受電場力的方向即為該點電場方向。

而確定磁場的方向，則可以在磁場中放人一個小磁針，并規(guī)定小磁針在磁場中某點穩(wěn)定靜止時其北極所指方向即為該點磁場方向。此外也可通過載流導(dǎo)體受安培力或運動電荷受洛侖茲力來確定磁場方向，但安培力或洛侖茲力的方向均與磁場方向垂直，情況較為復(fù)雜。

四、基本物理量

在物理學(xué)中，為了定量描述電場的強弱和方向，引入電場強度矢量，定義式為E=F/q，場強矢量的方向即為電場的方向，場強矢量的大小表示電場的強弱。為了形象地表示電場的方向和強弱還引入了電場線。

而定量描述磁場的強弱和方向的物理量是磁感應(yīng)強度矢量，定義式為B=F/IL，磁感應(yīng)強度矢量的方向即為磁場的方向，大小表示磁場的強弱。為形象地表示磁場的方向和強弱引人了磁感線。

可見，用來描述電場、磁場的基本物理量是電場強度和磁感應(yīng)強度，它們都是與場中的點對應(yīng)的矢量，都是由場本身決定的。對于電場還引人電勢來描述電場的能的性質(zhì)，雖然磁場也具有能量，但對于磁場卻一般不能引人“磁勢”?？傊?，電場與磁場有不少類似的地方，但它們畢竟是不同的，它們的產(chǎn)生、特性及遵循的規(guī)律均有差別。有關(guān)電場和磁場的知識在實際中的廣泛應(yīng)用有所不同，同學(xué)們可以自行總結(jié)、歸納。

本文曾發(fā)表于物理教學(xué)探討1995年第4期學(xué)生版（高二）