A、電場
電場是存在于電荷和變化磁場周圍空間中的一種特殊物質。 電場與普通物理物體不同。 它不是由分子原子組成,但卻客觀存在。 電場具有普通物質所具有的客觀屬性,例如力和能量。
電場力的性質如下:電場對置于其中的電荷施加力。 這種力稱為電場力。
電場的能量性質表示為:當電荷在電場中運動時,電場力對電荷做功(這說明電場具有能量)。
靜止電荷在其周圍空間產生的電場稱為靜電場; 周圍空間中隨時間變化的磁場所激發的電場稱為自旋電場[1](也稱為感應電場或渦旋電場)。 靜電場是一個有源的非旋轉場,電荷是場的來源; 旋轉電場是被動旋轉場。 一般意義上的電場是靜電場和旋轉電場的總和。
電場是矢量場,其方向是正電荷所受力的方向。 電場的力特性用電場強度來描述。
B、磁場
對置于其中的小磁針產生磁性作用的物質稱為磁場。 磁場是一種看不見、摸不著的特殊物質。 磁鐵周圍存在磁場電場和磁場的關系,磁鐵之間的相互作用是通過磁場來介導的。
存在于電流、移動電荷、磁鐵或變化電場周圍空間中的一種特殊形式的物質。 由于磁鐵的磁性來自于電流,也就是電荷的運動,綜上所述,磁場是通過移動電荷或改變電場而產生的。 磁場的基本特征是它可以對其中移動的電荷施加力。 磁場對電流和磁鐵的作用力或力距均源于此。 現代理論表明,磁性是電場力的相對論效應。 與電場類似,磁場是在一定空間區域內連續分布的矢量場。 描述磁場的基本物理量是磁感應強度矢量B,也可以用磁感應線圖形表示。 然而,作為矢量場,磁場的特性與電場的特性有很大不同。 由移動電荷或改變電場產生的磁場,或兩者結合的總磁場,是被動的旋轉矢量場。 磁力線是一個封閉的曲線族,不會中斷或交叉。 換句話說,磁場中沒有磁力線的來源,也沒有磁力線匯聚的尾端。 磁力線閉合表明沿磁力線的環積分不為零,即磁場具有旋轉場而不是勢場(守恒場)。 有標量函數,例如電勢。
電磁場(場)是具有內在聯系和相互依存的電場和磁場的統一和總稱。 隨時間變化的電場產生磁場,隨時間變化的磁場產生電場。 兩者相互作用形成電磁場。 電磁場可能是由以不同速度移動的帶電粒子或強度變化的電流引起的。 無論何種原因,電磁場總是以光速向周圍傳播,形成電磁波。 電磁場是電磁作用的媒介,具有能量和動量,是物質存在的一種形式。 電磁場的性質、特征和變化規律是由麥克斯韋方程組決定的。
電場與磁場的比較
電場力和磁場力與重力、彈力、摩擦力一樣,是中學物理中常見的自然力。
對電場和磁場的理解:
⑴. 從萬有引力定律與庫侖定律的比較出發,一一類比電場和引力場(萬有引力場)相關的概念和定律;
⑵. 整合電場和磁場的研究對象、研究思路和方法以及重要概念,如電場和磁場、電場強度和磁感應強度、電場線和磁力線、均勻電場和均勻磁場等、電場力和磁場力的比較。 目前選擇性對比如下:
注意:
⒈用“比率”定義的物理量的共同特點是,所定義的量與用來定義它的量無關;
⒉磁感應強度的三個定義條件。
注意:
電場線和磁場線是描述場的抽象物質的直觀手段,并且都可以通過實驗來模擬。 電勢沿電場線方向逐漸減?。c); 電場線處處與等勢面正交。
3. 比較規則和公式
注意:
中學物理中涉及安培力的定量分析計算問題大多是力平衡問題。 關于安培力(包括功率)所做的功,討論和計算并不多。 它們通常僅限于簡單(恒力)情況并使用功公式。 ?可以求解,所以上面的公式不需要給出。 至于安培力做功的特點,教科書上從來沒有提到過電場和磁場的關系,看到的練習一般也不涉及這個問題。 如果想搞清楚的話,可以用通電線圈在徑向分布的磁場中旋轉的例子來演示。 可以用例子(如電動機、發電機等)來說明能量轉換情況。
四. 脈沖比較:
無論電場力或磁場力是否恒定,其沖量都可以根據動量定理Ip??處理(如果初始動量和最終動量已知); 對于恒定的電場力和磁場力,也可以用脈沖公式IFt?直接確定。 沖動。 此類問題并不多,教師可以根據自己的學術情況適當添加,特別是安培力瞬時沖量問題。