电场与磁场的对比

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电场与磁场的能量转换解析电磁波的产生

电场与磁场的能量转换解析电磁波的产生

电场与磁场的能量转换解析电磁波的产生电磁波是一种能量传播的方式,它是由电场和磁场通过相互转换而产生的。

在这篇文章中,我们将探讨电场和磁场之间的能量转换以及电磁波的产生机制。

一、电场与磁场能量转换电场和磁场之间的能量转换是通过电磁场的耦合来实现的。

电场的能量密度可以表示为:\[u_e = \frac{1}{2}\epsilon_0 E^2\]其中,\(u_e\)为电场能量密度,\(\epsilon_0\)为真空介电常数,\(E\)为电场强度。

磁场的能量密度可以表示为:\[u_m = \frac{1}{2\mu_0}B^2\]其中,\(u_m\)为磁场能量密度,\(\mu_0\)为真空磁导率,\(B\)为磁感应强度。

当电场和磁场在空间中变化时,它们的能量也会随之变化。

根据麦克斯韦方程组的推导,电场的能量变化率与磁场的能量变化率之间存在一定的关系:\[\frac{{\partial u_e}}{{\partial t}} = -\nabla \cdot S_m\]\[\frac{{\partial u_m}}{{\partial t}} = \nabla \cdot S_e\]其中,\(S_m\)和\(S_e\)分别表示磁场和电场的能流密度。

由这两个方程可知,当电场的能量减少时,磁场的能量会增加;当磁场的能量减少时,电场的能量会增加。

这种能量在电场和磁场之间的相互转换以及传播形成了电磁波的产生机制。

二、电磁波的产生机制电磁波的产生需要具备以下三个条件:存在变化的电场、存在变化的磁场、电场和磁场满足一定的关系。

当电场和磁场满足以下关系时,它们之间就会相互耦合,形成一种传播能量的电磁波:\[\nabla \times E = -\frac{{\partial B}}{{\partial t}}\]\[\nabla \times B = \mu_0 \epsilon_0 \frac{{\partial E}}{{\partial t}}\]这两个方程组合起来被称为麦克斯韦方程组的规范方程。

电场线和磁场线的异同点

电场线和磁场线的异同点

电场线和磁场线的异同点
电场线和磁场线是描述电场和磁场的可视化工具。

它们在某些方面有相似之处,但也存在一些重要的区别。

相似之处:
1. 可视化工具:电场线和磁场线都是用来可视化电场和磁场的工具,通过图形化的方式展示电场和磁场的分布情况。

2. 基于场的概念:电场线和磁场线都是基于场的概念而存在的。

电场线描述了电荷周围的电场分布情况,磁场线则描述了磁场的分布情况。

不同之处:
1. 物理性质:电场线描述的是电荷周围的电场分布情况,而磁场线则描述的是磁场的分布情况。

电场是由电荷产生的,而磁场是由电流或磁体产生的。

2. 方向性质:电场线是从正电荷出发,指向负电荷的方向。

它们始终指向电荷周围的电场的方向。

磁场线则是形成闭合回路的环线,从磁南极流向磁北极,形成一个环绕磁体的闭合路径。

3. 数量与强度:电场线的数量和强度与电荷的量和强度有关。

在电场线中,线的密度越大,表示电场强度越大。

磁场线的数量和强度与电流的强度和磁体的强度有关。

综上所述,电场线和磁场线都是用来可视化电场和磁场的工具,它们都基于场的概念。

然而,它们描述的物理性质、方向性质以及数量和强度都有所不同。

变化的磁场与变化的电场-精品文档

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S
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。
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1 1 q d q d ( )与 t 无 关 i i m m 1 m 2 m 1 R R

电场与磁场的对比知识分享

电场与磁场的对比知识分享

电场与磁场的对比电场与磁场的对比电场力、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:概念对比:表注意1•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;2•磁感应强度三种定义的条件注: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 (q 0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i 1Q i U 4 kQE i k 2;在匀强电场中E (Q为电容器的电量,为介电常数)。

r i d S⑵、库仑定律F k Q^ (Q i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rn 1力。

n个点电荷之一q所受库仑力大小F k3^ (矢量式)i i r i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。

高中物理磁场和电场的知识点

高中物理磁场和电场的知识点

高中物理磁场和电场的知识点1.磁场1磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.2磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.3磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷或电流之间通过磁场而发生的相互作用.4安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.5磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向或者小磁针静止时N极的指向就是那一点的磁场方向.2.磁感线1在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.2磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.3几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度1定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/A?m.2磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向.3磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比.4磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:1地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近.2地磁场B的水平分量Bx总是从地球南极指向北极,而竖直分量By则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.3在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北.5.安培力1安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直,L是有效长度.若载流导体是弯曲导线,且导线所在平面与磁感强度方向垂直,则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.2安培力的方向由左手定则判定.3安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.6.洛伦兹力1洛伦兹力的大小f=qvB,条件:v⊥B.当v∥B时,f=0.2洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功.3洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.4在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计,1若带电粒子的速度方向与磁场方向平行相同或相反,带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.2若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式:r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动1带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时,做匀速直线运动,处理这类问题,应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定,且与初速度在一条直线上,粒子将作匀变速直线运动,处理这类问题,根据洛伦兹力不做功的特点,选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.2带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题,往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力,与初速度方向不在同一直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,一般处理这类问题,选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中“最大”、“最高”“至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.1.两种电荷1自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.2电荷守恒定律2.库仑定律1内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线1电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场具有力的特性和能的特性.2电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.3电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷或无穷远处,终止于负电荷或无穷远处;②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.4匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.5电场强度的叠加:电场强度是矢量,当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=-UBA,一般常取绝对值,写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.1电势是个相对的量,某点的电势与零电势点的选取有关通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势.因此电势有正、负,电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.2沿着电场线的方向,电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电势为零处电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.1等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功.2等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.3画等势面线时,一般相邻两等势面或线间的电势差相等.这样,在等势面线密处场强大,等势面线疏处场强小.8.电场中的功能关系1电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算此公式只适合于匀强电场中,或由动能定理计算.2只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变.3只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽.10.带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.2带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后,做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动3是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力但不能忽略质量.②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.4带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪,偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压,同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压,其周期与扫描电压的周期相同,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量,由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。

电磁波的电场与磁场的关系

电磁波的电场与磁场的关系

电磁波的电场与磁场的关系
嘿,同学们!今天咱们来聊聊一个超级神奇的东西——电磁波的电场与磁场的关系!这可真是个让人着迷的话题呢!
你想啊,咱们生活里到处都有电磁波,像手机信号、广播、电视,甚至阳光也是一种电磁波呢!那电磁波里的电场和磁场到底啥关系?这就好像一对好兄弟,总是形影不离,互相帮忙。

电场就像是个大力士,能推动电荷运动。

比如说,你摩擦一个气球,让它带上电,这时候就产生了电场。

那磁场呢,就像是个神奇的向导,能让带电粒子改变运动方向。

咱们来想象一下,电场和磁场就像是在跳一场默契十足的舞蹈。

电场一发力,电荷就开始动起来,这一动,磁场就跟着出现了,然后磁场又反过来影响电场。

这是不是很神奇?
“哎呀,这到底是怎么回事呀?”我常常这样问自己。

有一次,我和小伙伴们一起做实验。

我们拿着指南针靠近通电的电线,哇塞!指南针居然偏转了!这就是磁场在起作用呀。

我们都兴奋得不行,“这也太酷了吧!”
老师告诉我们,电磁波的传播速度超级快,就像闪电一样!电场和磁场相互交织,不断向前推进。

这就好比两个人手拉手跑步,一个跑快了,另一个也跟着加速,一起往前冲。

而且哦,电场强度和磁场强度之间还有一个固定的比例关系呢!这就好像做蛋糕,面粉和鸡蛋得有一定的比例,才能做出美味的蛋糕。

同学们,你们说电磁波的电场和磁场的关系是不是特别奇妙?它们相互依存,共同为我们的生活带来了无数的便利和惊喜。

我觉得呀,了解电磁波的电场与磁场的关系,就像是打开了一扇通往神奇科学世界的大门,让我们能看到更多精彩的东西!。

电场和磁场的对比学习

电场和磁场的对比学习
自学指导
",,自
电场和磁场的对比学习

王红梅
电场和磁场 是 自 学 考 试《物 理(工 )》中 的 重 要 知 识 点 ,学
习中,电场和磁场在很大程度上形成一系列的对比。为了更好地
掌 握 电 场 和 磁 场 的 规 律 和 性 质 ,采 用 对 比 法 学 习 ,可 收 到 良 好 的
效果。下面对两者的对比情况做一粗浅分析。
其 次 ,两 个 矢 量 的 方 向 不 同 :电 场 强 度 的 方 向 取 决 于 该 点 正
电 荷 所 受 电 场 力 的 方 向 ,即 为 电 场 的 方 向 ;磁 感 应 强 度 的 方 向 也
为 该 处 磁 场 方 向 ,取 决 于 可 以 自 由 转 动 的 小 磁 针 在 磁 场 中 某 处 ,
导率的概念,不同磁导率的介质,( 值 不 同 ,为 此 引 入 了 磁 场 强 度 +,在数值上 +"(,& ,+ 的方向和 ( 保持一致。
两者均为 ! 或 ( 的衍生量,但目前两者均得到广泛的应 用,尤其 + 在电工技术的应用已成为表征磁场的最基本的物理 量。
二、定律和定理的对比 在 电 场 中 ,最 重 要 的 定 理 :高 斯 定 理 ,内 容 如 下 :通 过 任 意 闭 合面的电通量等于该面所包围的电量的代数和除以介电常数, 而与闭合面外的电荷无关。其表达式为:! !"! &!·$%&" ’&""-, % 在磁场中,最重要的定律是:安培环路定律。内容如下:在磁 场中,磁场强度向量沿任一闭合路径的线积分等于穿过该闭合 路径所限定面的电流的代数和。表达式为:! . +·’/"". 比较以上的情况,可发现两者在定义和表达式形式均是可 类比的,积分量为 ! 和 +,积分形式为面积分和线积分,积分结 果取决于 - 和 .。 另 外 两 者 在 解 题 时 ,高 斯 定 理 只 对 特 殊 对 称 电 场 简 单 可 行 ; 安培环路定律对常见的载流导体的磁场较为方便。电场如无限 长 带 电 直 导 线 ,无 限 大 均 匀 带 电 平 板 等 ;磁 场 如 长 直 载 流 导 体 , 环形线圈的磁场等。 三、电场和磁场的特定元件:电容和电感的对比 在 电 场 中 ,电 容 为 电 场 的 特 定 元 件 ,磁 场 中 ,电 感 为 磁 场 的 特性元件。下面对电容和电感做一对比分析: 0、两者“伏安关系”的对比 对电容而言,直流应为其隔断。但若考虑瞬间或电流为交流 时 , 某 一 时 刻 的 电 容 电 流 取 决 于 该 时 刻 的 电 容 电 压 变 化 率 ,即 1"2’3,’4,电容具有动态性质。对电感而言,自感电动势取决于电 感电流变化率,即 5 / "67’1,’4,同样电感具有动态性质。 8、电场和磁场能量对比 电容和电感都具有贮能的性质,电容的贮能公式为 9!"0, 82:8"0,8-:,其能量取决于电容上储存的电荷量和极板之 间 的 电压。电感的储能公式为 9+"0,87.8"0,8! .,其能量取决于电感 上流经的电流和线圈的磁链。 总而言之,通过以上的对比,可以更有效地掌握电场和磁 场 ,分 清 两 者 的 异 同 点 ,使 电 场 和 磁 场 的 概 念 更 清 晰 ,定 理 定 律 更明确,为以后的电磁学和电子技术的学习打下坚实的基础。

磁场与电场的比较和关系

磁场与电场的比较和关系

磁场与电场的比较和关系自人类对物质与能量的探索以来,磁场和电场一直被广泛研究。

磁场和电场是两种基本的力场,它们在物理世界中扮演着重要角色。

本文将探讨磁场和电场的比较与关系,帮助我们更好地理解它们之间的联系。

一、磁场与电场的定义和性质磁场是指能够对具有磁性物质施加力的区域。

它由磁铁或电流产生,并围绕源产生磁力线。

磁场的强度通过磁感应强度来描述,单位为特斯拉(T)。

电场是指某一空间区域内感受到电荷作用力的区域。

它由电荷或电流产生,并以电场线的形式表示。

电场的强度通过电场强度来衡量,单位为伏特每米(V/m)。

磁场和电场都是矢量场,具有方向和大小。

在磁场中,正电荷和负电荷都受到洛伦兹力的作用,而在电场中也是如此。

磁场和电场的力都是相对静止的电荷或电流产生的。

二、磁场与电场的相似点虽然磁场和电场是不同的力场,但它们也存在一些相似之处。

1. 形成原理相似:磁场的形成离不开磁体或电流,而电场的形成离不开电荷或电流。

无论是磁场还是电场,都需要物质或电荷的存在才能产生。

2. 力的性质相似:磁场和电场都能对电荷产生力的作用。

在磁场中,电荷受到洛伦兹力的作用;在电场中,电荷受到库仑力的作用。

无论是磁场还是电场,它们都是作用于电荷的力场。

3. 数学形式相似:磁场和电场的方程形式相似。

磁场的方程由麦克斯韦方程组中的法拉第电磁感应定律和安培环路定理给出;而电场的方程由库仑定律和高斯定律给出。

这些方程描述了磁场和电场的分布和性质。

三、磁场与电场的区别尽管磁场和电场有相似之处,但它们也存在一些明显的区别。

1. 作用对象不同:磁场主要作用于运动带电粒子,在磁场中,电荷会受到洛伦兹力的作用;而电场作用于任何带电粒子,无论是否运动。

无论电荷是否运动,都会受到电场的作用力。

2. 方向不同:磁场和电场的方向性质不同。

磁场的磁力线是形成闭合环的,形状类似于磁铁的磁力线;而电场的电场线是从正电荷指向负电荷的,或从正电荷呈放射状。

磁场和电场的方向性质决定了它们对电荷施加力的方式。

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电场与磁场的对比
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:
二、概念对比:表2
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。

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 = (0q >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
场力。

在n 个点电荷形成的静电场中1n
i i E E ==
∑(矢量式)。

在真空中,点电荷场强2
i
i i Q E k r = ;在匀强电场中4U kQ
E d S πε=
=
(Q 为电容器的电量,ε为介电常数)。

⑵、库仑定律122Q Q
F k r
=(1Q 与2Q 同号相斥,异号相吸),可计算真空中两个点电荷间的静电力。

n 个点电荷之一q 所受库仑力大小1
2
1
n i
i i qQ F k
r -==
∑(矢量式) 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
sin L f q B υθ=(
L
f 、υ、B 三者方向关系遵从左手定则,
L
f 垂直于υ和B 所决定
的平面),L
f 与电荷运动相联系。

当υ与B 同向或反向时,
L f =;当υ与B 垂直时
L f q B
υ=。

⑵、安培力
sin A F ILB θ=(
A
F 、I 、B 三者方向关系遵从左手定则,
A
F 垂直于I 与B 所决定的
平面)。

当I 与B 同向或反向时,
A F =;当I 与
B 垂直时
A F 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。

A F 与
L
f 的关系:
A
F 是
L
f 的合力。

Ⅲ、做功对比
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cos W Fs θ=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 p =∆合处理(已知初、末动量的话);对于恒定电场力、磁场力,还可应用冲量公式I Ft =直接确定其冲量。

此类题目也不多,教师可据学情适当补充之,特别是安培力的瞬时冲量问题。

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