电场与磁场的对比.docx
静电场与静磁场的比较
电动机用磁力驱动
电场中的介质 1、电场中介质可看成无限多按电场方向排列的 电矩为 P=qd 的偶极子集合。 2、偶极子长度 d 薄层内电荷
磁场中的介质 1、磁场中介质可看成无限多个在磁场方向有序 排列磁矩为 dm=Ids 磁偶极子的集合。
dQ = nqd ⋅ ds = nqd ⋅ nds
ρ sb
=
dQ ds
ρ
2h α
ρl
只有 Hϕ 分量， 2πρH ϕ = NI ,
Hϕ
=
NI 2πρ
=&
NI 2πb
=
nI
N：螺线管总圈数，当 b>>a, ρ≈b 利用叠加定理求场 1、 I∆Z 产生的磁场
∆H
=
I∆Zz 0 × r0 4πr 2
z
∫ ( ) E =
h ρl dz(ρ 0 cosα − z 0 sinα )
= (J + Jm )
∇ × B = (J + ∇ × M)
µ0
∇ × ( B − M) = J µ0
B µ0
−M
=
H, B
=
µ0 (H + M)
M = xmH, B = µ0H(1 + xm ) = µ0 µr H
µr = (1 + xm )
磁场储能与电感
V R
开关
电容器极板面积 a×h
电容器充电后把开关打开，小灯炮还亮一
静电场与静磁场的比较
静电场
支配方程： ∇ × E = 0,∇ ⋅ D = ρv 本构关系： D = εE
静磁场
支配方程： ∇ × H = J,∇ ⋅ B = 0
本构关系： B = µH
变化的磁场与变化的电场-精品文档
式中： B(t) (t)
S(t)
5
二. 楞次定律（P442，自己看）
§10.2 感应电动势
两种不同机制
• 相对于实验室参照系，若磁场不变，而导体回路运动 •
化—感生电动势
（切割磁场线）— 动生电动势 相对于实验室参照系，若导体回路静止，磁场随时间变
一. 动生电动势
L
l v
b ei
B 运动，切割 线， ab 向右以 v 选回路 L 的正方向：顺时
第10章 变化的磁场和变化的电场
电磁感应现象是电磁学中最伟大的发现之一
在很长的一段历史时期内，电、磁的研究彼此独立的 向前发展； 1820年，奥斯特（丹麦）首先发现了电流的磁效应，此 后，许多人从事它的逆效应的研究； 1822年，安培（法）发现磁铁附近载流导线会受到磁 力的作用，一个新的研究领域被发现了。
r
d r
a
d v B d r r B d r i a 1 2 e d e BR i i o 2 o负极，低电势 a正极，高电势
e
1 因为并联，所以圆盘电动势：ei BR2 圆心为负极 2 边缘为正极 10
解（二）：用法拉第定律 角到 o， oa 转过 a
电可以产生磁效应，磁是否可以产生电？
1
1831年，法拉第（英）发现了电流变化时产生的电磁感应规 律；同年，楞次（俄）独立的完成类似的实验。 电磁感应定律的发现，揭示了电和磁的内在联系及转化的 规律，它的发现在科学和技术上都具有划时代的意义，不仅 完善了电磁学理论，而且为以后大规模开发电能开辟了道路， 引起一系列重大技术革命，推动社会向前发展。
m 2
dqi dt
1 1 q d q d ( )与 t 无 关 i i m m 1 m 2 m 1 R R
《电场和磁场》 讲义
《电场和磁场》讲义一、电场在我们的生活中，电无处不在。
从电灯的照明到电子设备的运行，都离不开电的作用。
而要理解电的行为和规律，就必须深入了解电场这个概念。
电场，简单来说，就是存在于电荷周围的一种特殊物质。
它虽然看不见、摸不着，但却能对置于其中的电荷产生力的作用。
想象一下，一个正电荷就像一个散发影响力的中心，它向周围的空间扩散出一种“力量”，这种“力量”就是电场。
同样，负电荷也会产生电场，只是电场的方向与正电荷产生的电场方向相反。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
我们可以把它理解为电场在某一点的“力量大小”和“用力方向”。
电场强度的大小与电荷的电荷量成正比，与距离电荷的距离的平方成反比。
这意味着，电荷量越大，电场越强；距离电荷越远，电场越弱。
电场线是用来形象地描绘电场的工具。
它们从正电荷出发，终止于负电荷，而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线越密集的地方，电场强度越大；电场线越稀疏的地方，电场强度越小。
在实际生活中，我们常见的电容器就是利用电场来储存电能的。
电容器由两个彼此靠近但又相互绝缘的导体组成。
当给电容器充电时，两个导体上分别积累正电荷和负电荷，它们之间就形成了电场，从而储存了电能。
二、磁场说完电场，我们再来聊聊磁场。
磁场和电场一样，也是一种看不见、摸不着的物质，但它同样对周围的物体有着重要的影响。
磁体周围存在磁场，比如我们常见的磁铁，它的两端磁性最强，被称为磁极。
磁极之间会产生相互作用，同极相斥，异极相吸。
电流也会产生磁场。
这一发现是丹麦科学家奥斯特在一次偶然的实验中观察到的。
当导线中有电流通过时，在其周围会产生环形的磁场。
磁场的方向可以用安培定则来判断。
磁场的强弱可以用磁感应强度来描述。
磁感应强度越大，磁场越强。
磁场线则是用来形象地表示磁场的分布情况。
它们是一些闭合的曲线，从磁体的 N 极出发，回到 S 极。
在现代科技中，磁场有着广泛的应用。
比如，电动机就是利用磁场对通电导体的作用来工作的。
电动力学中的电场和磁场
电动力学中的电场和磁场在物理学中，电动力学是研究电荷与电磁场相互作用的分支学科。
电场和磁场是电动力学中非常重要的概念，对于我们理解电磁现象和应用电子技术具有重要意义。
本文将深入探讨电动力学中的电场和磁场。
一、电场电场是指由电荷周围产生的一种物理场。
任何一个电荷都会在其周围产生一个电场，是一种具有大小和方向的物理量。
电场用电场强度（E）表示，单位是牛顿每库仑（N/C）。
1.1 电场的定义和性质根据库仑定律，两个电荷之间的作用力正比于它们的电荷量并反比于它们之间距离的平方。
电场强度可以通过电荷对单位正电荷的作用力来定义。
电场的性质包括：（1）电场由正电荷指向负电荷；（2）电场强度是矢量，具有大小和方向；（3）电场强度随着距离电荷的远近而减小。
1.2 电场与静电力电场和静电力之间有着密切的关系。
根据库仑定律可以得出，电场强度等于电场中单位正电荷所受的库仑力。
静电力可以通过电场强度和电荷量的乘积来计算。
二、磁场磁场是指物体的周围产生的一种物理场，导致带电粒子或电流受到磁力的作用。
磁场用磁感应强度（B）表示，单位是特斯拉（T）。
2.1 磁场的定义和性质磁场是由磁极或电流所产生的，具有大小和方向。
磁场与电场不同，没有孤立的磁极，但具有磁感线来描述磁场的方向。
磁场的性质包括：（1）磁场由北极指向南极；（2）磁场强度是矢量，具有大小和方向；（3）磁场强度随着距离磁源的远近而减小。
2.2 磁场与洛伦兹力磁场与洛伦兹力之间存在着密切的关系。
洛伦兹力是带电粒子在磁场中所受的力，其方向垂直于磁场和带电粒子的运动方向。
洛伦兹力可以通过磁场强度、电荷量和带电粒子的速度来计算。
三、电场与磁场的互相作用电场和磁场是密切相关的，它们可以互相影响和作用。
根据法拉第定律，变化的磁场可以产生电场，而变化的电场也可以产生磁场。
这一现象被称为电磁感应。
3.1 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电场和磁场之间关系的重要方程组。
它包括四个方程，分别是高斯定理、法拉第定律、安培环路定理和非静态电磁感应定律。
磁场与电场两种力的对决
磁场与电场两种力的对决电磁场是物质世界中最基本的力之一，由电场和磁场组成。
在自然界和人类日常生活中，电场和磁场的相互作用给我们带来了无数的奇妙现象和应用。
本文将探讨磁场与电场两种力的对决，分析其相似之处和不同之处，并进一步探讨它们的重要性和应用领域。
磁场和电场都是物质周围存在的力场，它们对物质和能量的运动和变化有着重要的影响。
首先，我们来看磁场的特点。
磁场是由电流所产生的，当电流经过导体时，它会产生磁性的力场。
磁场是以磁力线的形式展现出来，这些磁力线形状为闭合曲线，并且始终从北极流向南极。
在磁场中，物体会受到磁力的作用，具有磁性的物质如铁、镍、钴等，受到磁力的作用会发生吸引或排斥的现象。
接下来我们来看电场。
电场是由带电粒子所产生的力场，当电荷分布不均匀时，会形成电场。
电场的特点与磁场有所不同，电场是由正负电荷之间的相互作用所产生的力场，电场力线从正电荷流向负电荷，形状为放射线。
在电场中，带电粒子会受到电力的作用，电场力的大小和方向取决于带电粒子的电荷量和电场的性质。
磁场和电场在某些方面有着相似之处。
首先，在宏观尺度上，它们都是非接触性的力。
磁场和电场都能够通过远距离作用于物体，而不需要直接接触。
其次，在微观尺度上，它们都是通过粒子之间的相互作用而产生的。
无论是电场还是磁场，它们的作用都可以归结为电荷之间的相互作用，即正负电荷之间的相互吸引和排斥。
然而，磁场和电场也存在着一些不同之处。
首先是力的性质不同。
在磁场中，磁力的大小和方向都与磁铁的南北极有关，而与物体的电荷量无关；而在电场中，电力的大小和方向则取决于物体的电荷量和电场的性质。
其次是对物体的作用方式不同。
在磁场中，磁力会使磁性物体受到吸引或排斥的力，而在电场中，电力会使带电粒子受到引力或斥力的作用。
此外，磁场和电场的产生方式也不同，磁场是由电流所产生，而电场是由电荷分布所产生。
磁场和电场之间的对决在物理学和工程领域中有着广泛的应用。
在电动机中，电场和磁场的相互作用使得电动机能够将电能转化为机械能，实现动力传输和机械运动。
《电场和磁场》 讲义
《电场和磁场》讲义一、电场在我们的日常生活中，电无处不在。
从手机充电到家用电器的运行，从闪电划过夜空到电力驱动的交通工具，电的身影随处可见。
而要理解电的本质和行为，就不得不提到电场这个重要的概念。
电场是一种特殊的物质形态，它是由电荷产生的。
简单来说，电荷周围存在着一种能够对其他电荷产生作用力的“场”，这就是电场。
想象一下，有一个正电荷，它就像一个“源头”，会向四周“发射”出一种影响力。
而这个影响力所覆盖的区域，就是电场。
如果在这个电场中放入一个负电荷，这个负电荷就会受到正电荷的吸引，因为电场对它施加了力。
电场的强度可以用电场强度来描述。
电场强度是一个矢量，它的大小取决于电荷的大小和距离电荷的远近。
距离电荷越近，电场强度就越大；电荷的电量越大，产生的电场强度也越大。
电场线是用来形象地描述电场的工具。
电场线从正电荷出发，终止于负电荷。
电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大。
通过电场线，我们可以直观地了解电场的分布情况。
在实际应用中，电容器就是利用电场来储存电能的装置。
两个平行的金属板，中间隔以绝缘物质，当在金属板上加上电压时，就会在金属板之间形成电场，从而储存电能。
二、磁场说完电场，我们再来聊聊磁场。
磁场和电场一样，也是一种看不见、摸不着，但又真实存在的物质。
磁铁大家都不陌生，它能够吸引铁、钴、镍等物质。
这就是因为磁铁周围存在着磁场。
磁场对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。
和电场强度类似，磁场也有磁场强度这个物理量来描述其强弱和方向。
磁场线则是用来形象地描绘磁场的。
磁场线是闭合的曲线，从磁体的北极出发，回到磁体的南极。
电流也会产生磁场。
比如，一根通电的直导线，它周围就会产生环形的磁场。
而且，磁场的方向可以用安培定则来判断。
在现代科技中，磁场有着广泛的应用。
比如，电动机就是利用磁场对电流的作用力来工作的。
在电动机中，通电的线圈在磁场中受到力的作用而转动，从而将电能转化为机械能。
低频电磁波的磁场和电场
低频电磁波的磁场和电场
低频电磁波是指频率在几Hz到几千Hz的电磁波，常见的低
频电磁波包括电力线电磁辐射、无线电波、甚低频电磁波等。
低频电磁波的磁场和电场呈现出以下特点：
1. 磁场：低频电磁波的磁场相较其他频率的电磁波较弱。
磁场的强度取决于电流的大小，低频电磁波一般与较强电流相关联，如电力线电磁辐射的磁场受电力线电流的影响。
2. 电场：低频电磁波的电场相对较强。
电场的强度与电荷的电量和距离有关，相对于其他频率的电磁波，低频电磁波通常具有较长的波长，因此在较大距离上产生的电场较强。
综上所述，低频电磁波的磁场较弱，电场相对较强。
低频电磁波常见的应用包括电力传输、无线通信以及医疗领域等。
物理学中的磁场与电场分析与应用
物理学中的磁场与电场分析与应用磁场与电场是物理学中重要的概念，它们在许多领域中都有着广泛的应用。
本文将介绍磁场与电场的基本理论和特性，并探讨它们在实际应用中的重要性。
一、磁场的分析与应用1. 磁场的基本概念磁场是由物质中的电荷运动所产生的。
根据安培定律，电流元产生的磁场可以用比奥-萨伐尔定律描述。
磁场的强度由磁感应强度B来表示，单位为特斯拉（T）。
2. 磁场的特性磁场具有磁感应强度、磁场线、磁通量等特性。
磁感应强度表示单位面积上垂直于磁场线方向的力的大小，磁场线是描述磁场的图形表示，而磁通量则是磁场通过一个平面的数量。
3. 电磁感应当一个闭合回路中的磁通量发生变化时，根据法拉第电磁感应定律，将在回路中产生感应电动势。
这是实现发电原理的基础。
4. 磁场的应用磁场在许多领域中有着广泛的应用，例如电动机、发电机、磁共振成像等。
电动机利用磁场与电流相互作用产生力矩，将电能转化为机械能。
发电机则是利用磁场的变化通过电磁感应产生电能。
磁共振成像利用磁场的梯度与人体组织的差异，产生高分辨率的图像。
二、电场的分析与应用1. 电场的基本概念电场是由电荷引起的力场。
根据库仑定律，两点电荷之间的电场可以用电场强度E来表示，单位为牛顿/库仑。
2. 电场的特性电场具有电场强度、电场线、电势等特性。
电场强度表示单位正电荷在电场中所受到的力的大小，电场线是描述电场的图形表示，而电势则描述了单位正电荷从无穷远处移动到该点所做的功。
3. 高斯定律高斯定律是描述电场的重要定律之一。
根据高斯定律，电场通过一个闭合曲面的通量与该闭合曲面内的总电荷成正比。
4. 电场的应用电场在电力传输、电子设备、电容器等方面有着广泛的应用。
高压输电线路利用电场的强大穿透能力，将电能从发电厂输送到消费地。
电子设备中的电路板设计和元器件布局要充分考虑电场的分布情况。
电容器则是利用电场的特性储存电荷。
总结：磁场与电场在物理学中具有重要意义，其理论和应用成果众多。
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电场力、磁场力跟重力、弹力、摩擦力一样，都是中学物理常见的性质力，但在直观感受性上却不
同，多数学生感到前者比较“疏远” ，后者比较“亲近” 。
究其原因一则电场、磁场部分概念较多且比较抽象而多数学生还停留在形象、直观思维的阶段；二则多数学生缺乏良好的学习习惯和方法，不善于观
察和积累，已有经验匮乏；不善于运用科学思维，严密推理，学习自主性、自觉性不高；不重视实验操作，缺乏探究意识；不注意学科思想方法和知识总结等。
为了使学生对电场和磁场的认识更确切、更明晰，更亲合学生实际，在高考复习备考的第一阶段，当结束了电场、磁场两部分的系统复习后，很有必要组织、引导学生：⑴、从万有引力定律与库仑定律的比较开始，将电场与重力场（万有引力场）相关概念、规律一一进行类比；⑵、将电场和磁场两部分内容的研究对象、研究思路和方法及重要概念如电场与磁场、电场强度与磁感强度、电场线与磁场线、匀强电场与匀强磁场、电场力与磁场力等的对比。
现选择性对比如下：
一、 研究对象、思路和方法对比：表
1
内容
项目 研究对象 研究思路 研究方法、途径
研究问题
电场 静止电荷
力 - （功） - 能
静电现象及本质规
律（力与能的性质）
直观化、模拟实验；
间接（引入检验电
静磁场、稳恒磁场 磁场
运动电荷
力
荷、电流元等）
现象及本质（力的
性质）
二、 概念对比：表 2
项目 定义
公式
单位
方向
意义
矢标性
决定因素
量
检验电
F
1N / C 1V / m
与正电荷 表征电场
场源电荷 电场强度
强弱和方
及场点位
荷
E
受力同向
q
向
置
矢量
F m
1T 1N / A m
电流元
1、小磁针
（叠加
B
引 IL
静止时 N 极
遵从平
入
f m
指向 表征磁场 行四边 磁体或载
磁感应强
运动电
1T 1N S / C m
荷
B
2、垂直于 强弱和方
形定 流导体及 度
q
磁力与电 向
则）
场点位置
1B 2
流元所决 面积元
B
1Web / m
定的平面
S
注意⒈用“比值”定义的物理量的共同特点是被定义的量与用来定义的量均无关；
⒉磁感应强度三种定义的条件。
表 3
项目
性质
意义
定义
概念
1、不闭合（有
4、不存在
5、疏密表示 表征电场的强 电场线
（直观手
场的（相对） 弱和方向 源场）
2、不相交
3、不中断
强弱，切向表 表征磁场的强 1、闭合曲线
段）
磁感线
示场的方向
弱和方向
（无源场）
注：电场线、磁感线是描写场这一抽象物质的直观手段，
且均可用实验模拟。
沿电场线方向电势逐渐 （点）
降低；电场线与等势面处处正交。
三、 对比规律、公式
Ⅰ、电场力
⑴、 F qE （ q0 时F与E同向），此式具有一般性，可计算点电荷在任何电场中的受到的电
n
k Q 2
i
场力。
在 n 个点电荷形成的静电场中E E i（矢量式）。
在真空中，点电荷场强 E i；
i 1
r i
在匀强电场中E U 4 kQ
为介电常数）。
d
（ Q 为电容器的电量，
S
⑵、库仑定律 F k Q
1
Q
2（ Q1与 Q2同号相斥，异号相吸），可计算真空中两个点电荷间的静电力。
r 2
q 所受库仑力大小F n 1qQ
i（矢量式）
n 个点电荷之一k
i 1
r i2
注：对于电场力与磁场力的比较不要只停留在概念或性质、特点上，而应侧重于两者的本质区别。
Ⅱ、磁场力
⑴、洛伦兹力 f L q B sin （ f L、、 B 三者方向关系遵从左手定则，f
L垂直于
和 B 所决定
的平面），f
L与电荷运动相联系。
当
与 B 同向或反向时，
f
L
；当与B垂直时
f
L
q B。
⑵、安培力F A ILB sin（F
A、 I 、 B 三者方向关系遵从左手定则，
F
A垂直于 I 与 B 所决定的
平面）。
当 I 与 B 同向或反向时，F
A
；当I与B垂直时
F
A
ILB。
注： E 为未引入 q 时的场强； B 为未置入载流导体时的磁感强度。
F
A 与
f
L 的关系：
F
A 是
f
L 的合力。
Ⅲ、做功对比
项目
公式适用性实质 / 原因特点
力
W AB qU AB普适电势能动能电场力（电势能 +动能 =恒与路径无关W C F C Scos匀强电场量）
安培力* W A I 常用于匀强磁场
电能机械能* 与路径有关
磁
（直线恒定电流）
场
力
洛伦兹力f L0普适 f L⊥* 与路径无关
注：中学物理涉及安培力的定量分析、计算问题大多为力平衡类问题，关于安培力做功（含功率）的讨
论与计算题目并不多，一般仅限于简单（恒力）情况，运用功的公式W Fs cos即可解决之，故可不给出上面的公式。
至于安培力做功的特点教材从未述及，所见习题一般也不涉及此问题，若想阐明之，
可以通电线圈在辐向分布磁场中转动为例论证之。
对于能量转换情况可举实例（如电动机、发电机等）
阐明之。
Ⅳ、冲量对比：不论电场力、磁场力是否恒力，其冲量均可依据动量定理I 合p 处理（已知初、末动
I Ft 直接确定其冲量。
此类题目也不多，教师量的话）；对于恒定电场力、磁场力，还可应用冲量公式
可据学情适当补充之，特别是安培力的瞬时冲量问题。