电场与磁场的对比
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电场和磁场的关系电场和磁场的关系打个比方来说电场和磁场就好像一个硬币两个面即有电场必有磁场有磁场必有电场。
运动电荷产生磁场这一点已毫无疑问。
再跟据相对性原里即使是静止的电荷只要另选一个相对运动的座标系为参考系该电荷也是运动的就也会产生磁场以上得出无论电荷是否运动都会产生磁场。
即——有电场一定有磁场。
那么有磁场一定有电场吗由安培假说以广泛证明磁场是由运动电荷产生的也就是挑明了磁场离不开电场即——有磁场必然有电场。
综上所述有电场必然有磁场有磁场必然有电场二者相互依存不可分割。
这就是为什么用电器都会产生电磁辐射的原因。
电磁波是什么从科学的角度来说电磁波是能量的一种凡是能够释出能量的物体都会释出电磁波。
电磁辐射是传递能量的一种方式辐射种类可分为三种游离辐射有热效应的非游离辐射无热效应的非游离辐射基地台电磁波绝非游离辐射波正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样人们也看不见无处不在的电磁波。
电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。
电磁波是电磁场的一种运动形态。
在高频电磁振荡的情况下部分能量以辐射方式从空间传播出去所形成的电波与磁波的总称叫做“电磁波”。
在低频的电振荡中磁电之间的相互变化比较缓慢其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。
然而在高频率的电振荡中磁电互变甚快能量不可能全部反回原振荡电路于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。
电磁波为横波。
电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。
电磁波的传播有沿地面传播的地面波还有从空中传播的空中波。
波长越长的地面波其衰减也越少。
电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。
中波或短波等空中波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播电离层在离地面50400公里之间。
振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变其强度与距离的平方成反比波本身带动能量任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。
其速度等于光速每秒3×1010厘米。
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。
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。
电和磁的相互转换电和磁是两种基本的物理现象,它们之间存在着密切的相互关系。
当电流通过导线时,会在周围产生磁场;而当磁场发生变化时,也会在导线中产生电流。
这种相互转换的现象被称为电和磁的相互转换。
本文将从电场和磁场的基本概念入手,探讨电和磁的相互转换原理及其应用。
一、电场和磁场的基本概念在介绍电和磁的相互转换之前,我们首先需要了解电场和磁场的基本概念。
电场是指带电物体周围的一种物理场,它与电荷的属性和位置有关。
在电场中,电荷会受到力的作用,从而发生运动或者变形。
电场可以用电场线描述,电场强度的大小与电荷的性质和距离有关。
磁场是指磁物质或者电流产生的一种物理场,它具有磁性物质之间相互作用的特征。
磁场可以用磁力线描述,磁力线的方向表示磁场的方向,磁力线的密度表示磁场的强弱。
二、电场与磁场的相互作用根据电和磁的相互转换原理,当电流通过导线时,会在周围产生磁场,这一现象被称为安培环路定理。
安培环路定理规定了电流与磁场的相互关系,即磁场的强度与电流的大小成正比。
另一方面,当磁场发生变化时,也会在导线中产生电流,这一现象被称为法拉第电磁感应定律。
法拉第电磁感应定律规定了电磁感应现象的规律,即磁场的变化与感应电动势的产生有关。
三、电和磁的相互转换原理根据安培环路定理和法拉第电磁感应定律,可以得出电和磁的相互转换原理。
1. 电流产生磁场当电流通过导线时,会产生磁场。
磁场的强度与电流的大小成正比,与导线的形状和材料有关。
磁场可以用磁力线表示,其方向由安培右手定则确定。
2. 磁场产生电流当磁场发生变化时,会在导线中产生感应电流。
磁场的变化可以是磁场强度的改变、磁场方向的改变或者磁场区域的改变。
感应电流的大小与磁场变化的速率成正比,与导线的形状和材料有关。
四、电和磁的相互转换应用电和磁的相互转换原理在生活中得到了广泛的应用,如电动机、发电机、变压器等。
1. 电动机电动机是将电能转换为机械能的装置。
在电动机中,电流通过线圈时产生磁场,磁场与永磁体之间相互作用,从而使线圈受力旋转,将电能转换为机械能。
谈谈电路中关于电流、电压与磁场、电场的关系展开全文电子无处不在,电子的影子随处可见。
就在我们的周围,在它的周围存在着各种不可见得力场,这些力场的存在为我们进行深入探讨提供了正当的理由,这些场能够存储能量,并以各种方式影响周围的世界。
下面就来具体谈谈。
1、电流与磁场的关系让电流流过导线的时候,就会在导线周围产生磁场,反过来,变化的磁场也可以产生电流。
导线绕成的线圈之所以被称为电感,就是因为这个原因。
当你给电感施加电流时,能量被作为磁场存储在电感中。
这与橡皮筋拉伸可以存储能量是一样的道理。
当断开电流时,电感会反抗,随着磁场的衰落(消失之前它处于变化之中),能量将被释放出来。
磁场的衰落将在导线中感应一个电流(能量守恒,既不会凭空产生,也不会凭空消失)。
当开关处于闭合状态时,将有电流流过,于是磁场被建立起来了。
根据前面所学的知识可以得出,是磁场"建立"的这个行为,在阻碍着电感中电流的变化。
反过来也一样,如果我们断开开关,则磁场消失时的磁场变化,将试图维持电流在电感中继续流动。
如果电流没有地方可去,那么电感上的电压降瞬间增高,然后在感应电流随着磁场下降而下降时快速消失。
总之,要记住的一个要点,即电流产生磁场,变化的磁场产生电流,变化的磁场可以是从外部施加的,例如一个运动的磁铁、变压器的输入端等,可以来自(电流自身产生的)磁场的消失。
电流和磁场是紧密相连的。
2、电场与电压的关系电场没有磁场那么为人熟知。
电流联系着磁场,同样,电压联系着电场。
这引出了一个很好记忆的经验法则:电流是有磁性的,电压是有电性的。
电场来自电荷,电荷有正负。
类似磁铁的同极相斥、异极相吸,同种的电荷互相排斥,异种的电荷互相吸引。
任何分子或原子都可以为中性,也可以带正电荷或负电荷。
电荷的累积就是所谓的电压。
可以这样来看待这一点:电荷就是产生电场的电压,电荷的移动就是电流,电流产生磁场。
正如电感是聚集磁场的一种方法,电容是聚集电场的一种方法,电容是由两个积电板中间被一种不导电的材料分隔而构成的。
带电粒子在“电场”和“磁场”中的差别发表时间:2012-06-08T14:42:40.420Z 来源:《学习方法报·理化教研周刊》2012年第40期供稿作者:刘会丽[导读] 在磁场中,若带电粒子仅受洛伦兹力作用时,其洛伦兹力始终与速度方向垂直,所以其动能保持不变。
陕西省宝鸡市扶风县法门高中刘会丽带电粒子在电场和磁场中的运动是高考的重点、难点,也是学生的易混点。
准确理解并掌握电场和磁场对带电粒子作用的“差别”是解决问题的前提。
1. 受力特征的差别带电粒子在电场中一定受到电场力的作用,大小一定(F电=Eq)、方向一定(正电荷受力方向与电场方向一致,负电荷受力方向与电场方向相反),与带电粒子是否运动、速度大小、方向没有任何关系。
在匀强电场中的电场力是恒力。
带电粒子在磁场中,不一定受磁场力(洛伦兹力)作用。
只有带电粒子的速度方向与磁场方向不平行时,才受洛伦兹力,且洛伦兹力方向因粒子速度方向的不同而不同(满足左手定则),大小因速度大小不同而不同(F洛=Bqv);若带电粒子在匀强磁场中除受洛伦兹力外,还受其他外力,且做直线运动,则一定做匀速直线运动,其合外力为零。
2. 运动规律的差别带电粒子在匀强电场中,其初速度与电场力方向在同一直线时,带电粒子做匀变速直线运动,满足匀变速直线运动规律,即。
若初速度与电场力的方向不平行时,带电粒子做匀变速曲线运动;其中初速度与电场力方向垂直时,带电粒子做类平抛运动,其运动规律分别垂直于和平行于电场的两个方向给出,即带电粒子在匀强磁场中,若仅受洛伦兹力时,其洛伦兹力会使粒子做变速曲线运动,即匀速圆周运动或部分圆周运动。
其运动规律分别从周期、半径两方面给出如下表达式:在磁场中,粒子运动方向,所能偏转的角度不受限制,即,且相等时间内偏转角度总是相等的。
3. 轨迹的差别带电粒子在匀强电场中,初速度方向与电场力方向在同一直线上时,运动轨迹为直线;初速度方向与电场力方向垂直时,运动轨迹为抛物线。
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。
分析电场和磁场强度的变化规律电场和磁场是我们生活中不可忽视的基础物理现象,都是由带电粒子或运动电荷产生的。
在前人的努力下,我们对于电场和磁场的产生规律已经有了较为深入的理解,但是对于其强度的变化规律,还有许多未知之处。
本文将从初中物理的角度出发,对电场和磁场的强度变化规律进行分析。
1.电场的强度变化规律电场的强度是指单位正电荷所受到的电势能差,用公式E=F/q表示,其中F表示电场力,q表示电荷量。
从公式中可以看出,电场的强度与电场力和电荷量之间的关系密切相关。
根据库仑定律,电场力与两点间的距离的平方成反比,与电荷量的平方成正比。
因此,电场的强度也与两点之间的距离和电荷量之间的关系密切相关。
电场的强度在空间中呈现出非常特殊且复杂的分布规律,其主要特点可以总结为以下几个方面:(1)点电荷产生的电场强度随距离的增加而呈现出指数衰减的规律。
具体来说,当距离增加两倍时,电场强度将会减小到原来的1/4。
(2)均匀带电棒的电场强度在其周围空间上呈现出线性递减的规律。
即当距离增加两倍时,电场强度将会减小到原来的1/2。
(3)电荷分布在球体或圆柱体上产生的电场强度具有相同的规律,其强度与距离的平方成反比,与电荷的总数成正比。
通过以上分析可以看出,电场的强度在空间中分布极为复杂,其变化规律与距离、电荷量、电荷分布形式等因素密切相关。
因此,在实际应用中,我们需要根据具体情况进行综合分析,以得出更加精确的结论。
2.磁场的强度变化规律相对于电场的复杂性,磁场具有更为简洁、规律性的特点。
磁场的强度是以特定位置处、垂直于穿过该点的磁力线所测得的磁场力为准。
与电场不同的是,磁场力永远垂直于磁力线,因此磁场的强度与磁力线的密度和磁通量之间存在着密切的联系。
在应用磁场时,我们通常采用磁场线来描述磁场的变化规律。
例如,在棒形磁体周围,其磁场线将会以与磁体表面垂直的方式呈现出一条条环形轮廓。
由此,我们可以将磁场强度的变化规律总结为以下几个方面:(1)磁场强度与磁体的磁场强度和磁柱之间的距离的平方成反比。
物理专题三 带电粒子在复合场(电场磁场)中的运动解决这类问题时一定要重视画示意图的重要作用。
⑴带电粒子在匀强电场中做类平抛运动。
这类题的解题关键是画出示意图,要点是末速度的反向延长线跟初速度延长线的交点在水平位移的中点。
⑵带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
这类题的解题关键是画好示意图,画示意图的要点是找圆心、找半径和用对称。
例1 右图是示波管内部构造示意图。
竖直偏转电极的板长为l =4cm ,板间距离为d =1cm ,板右端到荧光屏L =18cm ,(本题不研究水平偏转)。
电子沿中心轴线进入偏转电极时的速度为v 0=1.6×107m/s ,电子电荷e =1.6×10-19C ,质量为0.91×10-30kg 。
为了使电子束不会打在偏转电极的极板上,加在偏转电极上的电压不能超过多少?电子打在荧光屏上的点偏离中心点O 的最大距离是多少?[解:设电子刚好打在偏转极板右端时对应的电压为U ,根据侧移公式不难求出U (当时对应的侧移恰好为d /2):2212⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=v l dm Ue d ,得U =91V ;然后由图中相似形对应边成比例可以求得最大偏离量h =5cm 。
]例2 如图甲所示,在真空中,足够大的平行金属板M 、N 相距为d ,水平放置。
它们的中心有小孔A 、B ,A 、B 及O 在同一条竖直线上,两板的左端连有如图所示的电路,交流电源的内阻忽略不计,电动势为U ,U 的方向如图甲所示,U 随时间变化如图乙所示,它的峰值为ε。
今将S 接b 一段足够长时间后又断开,并在A 孔正上方距A 为h (已知d h <)的O 点释放一个带电微粒P ,P 在AB 之间刚好做匀速运动,再将S 接到a 后让P 从O 点自由下落,在t=0时刻刚好进入A 孔,为了使P 一直向下运动,求h 与T 的关系式?[解析:当S 接b 一段足够长的时间后又断开,而带电微粒进入A 孔后刚好做匀速运动,说明它受到的重力与电场力相等,有d q mg ε= 若将S 接a 后,刚从t=0开始,M 、N 两板间的电压为,2ε,故带电粒子进入电场后,所受到的电场力为mg d q F 22==ε,也就是以大小为g 、方向向上的加速度作减速运动。
简述电场线与磁感应线的异同
电场线与磁感应线是描述电场和磁场的图形化工具,但它们有一些异同之处。
异同点:
1. 相同点:电场线和磁感应线都是无穷细线条,用来表示电场和磁场的方向和强度。
它们的方向和密度可以通过观察线条的曲线和间距来确定。
2. 异同点:电场线描述的是电场的性质,如电荷的正负属性以及电场的强弱、方向等。
磁感应线描述的是磁场的性质,如磁场的方向、磁场强度等。
3. 异同点:电场线是从正电荷向负电荷方向画出的曲线,表示正电荷在电场中的受力情况。
磁感应线是从北极指向南极的环形线,表示磁场中的磁力线。
在磁场中,磁感应线总是形成闭合环路,不存在单极子。
4. 异同点:电场线是从唯一的点电荷或电荷分布线开始或结束的,而磁感应线则是环绕磁体或磁体组的。
5. 异同点:电场线和磁感应线的密度表示电场或磁场的强度,密度越大表示场强越大。
总的来说,电场线主要描述电场,而磁感应线主要描述磁场。
它们有相似的部分,但根据所描述的场的不同,也有很大的差异。
电磁场中的磁化和电场极化电磁场是物理学中一个非常重要的概念。
在电磁场中,物质的磁化和电场的极化是两个常见的现象。
在本文中,我们将探讨电磁场中磁化和电场极化的原理和应用。
首先,让我们来了解电磁场中的磁化现象。
磁化是指物质受到外部磁场作用后,自身内部磁矩的重新排列过程。
当物质受到磁场的作用时,其中的微小磁矩将会重新排列,指向磁场的方向。
这种重新排列使得物质本身表现出一定的磁性,称为磁化。
磁化现象在各个领域中都有广泛的应用。
在电磁感应中,当导体中的电流变化时,会产生磁场。
通过在导体附近放置一个磁体,可以使得导体受到磁场的作用,进而改变导体中的电流。
这种原理在发电机和电动机中得到了应用。
另一个与磁化相关的现象是磁性材料的吸附力。
当将一个磁性物体靠近磁体时,磁性材料中的微小磁矩会受到外部磁场的作用而重新排列。
这种重新排列使得磁性物质受到磁体的吸引力。
这种现象在现实生活中的磁铁、电磁吸盘等物品中得到了应用。
接下来,让我们探讨电场中的极化现象。
电场极化是指电场作用下,非极性物质中正负电荷的重新分布过程。
当物质受到电场的作用时,其中的正负电荷会重新分布,使得物质中的正电荷偏向于电场的负极,负电荷偏向于电场的正极。
这种重新分布使得物质本身表现出一定的极性,称为电场极化。
电场极化在电容器和介电材料中有重要的应用。
在电容器中,当两个带有电荷的导体板之间放置一层绝缘材料时,绝缘材料中的正负电荷会被电场分离,形成正极和负极。
这种构造使得电容器能够储存电荷和电能,在电子设备中广泛使用。
另一个与电场极化相关的现象是静电吸附。
当物体受到摩擦或者电场作用时,会产生静电荷。
这些静电荷会受到外部电场的作用,使得物体受到吸引或者排斥。
这种现象在打印机、喷墨打印机等设备中被广泛应用。
总结起来,电磁场中的磁化和电场极化是物质在外部磁场和电场作用下的表现。
磁化和电场极化现象在各个领域中都有广泛的应用,包括发电机、电动机、磁铁、电磁吸盘、电容器、静电吸附等。
电场和磁场的区别和联系电场和磁场的区别和联系电场和磁场的区别和联系,一、物理学中电场强度和磁感应强度是两个不同的概念。
1.我们通常所说的电场就是电荷周围存在的电场。
2.物体的磁性来源于原子内部的电子运动产生的,当有带电粒子移近它时会与电子相互作用使得它失去或获得能量而具备电磁特性。
二者虽然都属于物质本身的固有属性,但是对其进行研究却需要引入新的参数——电场强度 e 和磁感应强度 b 来描述。
因此,有必要将这些概念重新定义如下:1.在规定条件下某点上电场强度的大小与电势差的绝对值成正比,即 E= u (φ);磁感应强度的大小与磁化强度的绝对值成正比,即 B= iBiφ,式中φ为电场的空间分量, i 为单位电荷的定向移动速率, i= n·V。
这里的 v 是指某点沿半径的切线方向的速率。
在真空中的电场 e= u(φ)/ R,磁感应强度 B=μe/2πt,实验表明,真空中某处任意两点之间的磁感应强度是这两点之间电场强度大小的矢量和。
因此电场强度与磁感应强度的比值可以写做 E/ B,也称为场强比。
电场强度和磁感应强度均可用直角坐标系来表示,当这种表示法简化后则统一地采用无量纲的表达式: E= B|φ,显然, e 和 B 是同一量纲,即 B= U1/ V2,磁感应强度的符号是 b,所以叫做电流的相量,也被称为安培常数。
2.电场与磁场的关系: E= B|φ是研究电场和磁场问题的基础。
二、 E= B|φ描述了电场与磁场的共同特征及彼此之间的关系。
1.电场和磁场的这种特殊的联系和结合在日常生活中有着广泛的应用。
如手机电池具有很好的导电性能,充满电时电池外壳发热;磁悬浮列车的磁极就像两块磁铁;变压器把高压电变成低压电输送到各家各户等。
三、磁场不仅具有上述普遍性的共同特征,还具有自己独特的特征:1.由于静止电荷周围存在的电场都是与无限大的空间共轭的,所以它的大小与距离无关。
例如:当几十千米远的两点之间没有电阻时,那么这两点之间的空间中的电场可看作是无穷大。
第二版1)真空中电场的高斯定理1)真空中磁场的安培环路定理1SSE dS qε⋅=∑∫∫���0LE dl ⋅=∫����2)真空中磁场的高斯定理0SB dS ⋅=∫∫����2)真空中电场的安培环路定理0LLB dl Iµ⋅=∑∫���1)磁介质中磁场的高斯定理0SB dS ⋅=∫∫����0LE dl ⋅=∫����1)电介质中电场的安培环路定理第二版2)电介质中的高斯定理2)磁介质中的安培环路定理∑∫∫+=⋅S Sq q S d E )(1'00ε��∑∫∑+=⋅LLLi I l d B '00µµ��l d M I l d B l ll ����⋅+=⋅∫∑∫00µµ∑∫=⋅−Il d M Bl���)(0µM BH ���−=0µ∑∫=⋅I l d H l��∫∫∑∫∫⋅−=⋅S S SS d P q S d E ����00011εε∑∫∫=⋅+00)(q S d P E S���εPE D ���+=0ε∑∫∫=⋅0q S d D S��电场、磁场公式对比大学物理第二版0D E P ε=+������0e P E χε=����电极化率相对电容率0r D E Eεεε==������绝对电容率E D P ������、与三者之间关系0(1)e D Eχε=+����1r eεχ=+''e p σSl P σVSl∆===∆∆∑0rE E ε=电场、磁场公式对比大学物理第二版MB H ���−=0µ()M H B ���+=0µHM m ��κ=()()Hk H k H B m m ����+=+=100µµ磁化率1=r m BB µκ=+相对磁导率HH B r ���µµµ==0绝对磁导率B H M ����、与三者之间关系'I lI Sl S I V p M ss m===∆=∑电场、磁场公式对比大学物理第二版=∫⋅l d E ��静电场稳恒磁场∑∫=⋅ii I l d B 0µ��0=•∫S d B ��∑∫=•i sq S d E 01ε��磁场没有保守性,它是非保守场,或无势场电场有保守性,它是保守场,或有势场电力线起于正电荷、止于负电荷。
电场和电势和感生电场和磁感应量的大小和方向关系电场和电势以及感生电场和磁感应量的大小和方向关系1. 电场1.1 定义电场是由电荷产生的,对其他电荷具有力的作用。
电场的方向是从正电荷指向负电荷。
电场线的疏密表示电场的强弱,电场线某点的切线方向表示该点的电场方向。
1.2 电场强度电场强度(E)是电场在某一点的力(F)与其所作用的电荷(q)的比值,即E = F/q。
电场强度的单位是牛顿每库仑(N/C)。
1.3 电场叠加原理电场叠加原理指出,两个或多个电场在同一地点的作用力等于这些电场单独作用力的矢量和。
2. 电势2.1 定义电势是单位正电荷在电场中所具有的势能。
电势差是两点间电势的差值,表示为ΔV = V2 - V1。
2.2 电势标量电势是标量,其正负表示电势的高低。
电势的高低可以通过电场线来判断,电场线从高电势指向低电势。
2.3 电势与电场关系电势与电场之间的关系由电势梯度表示,电势梯度是电场强度的负值,即∇V = -E。
电场强度的方向是电势下降最快的方向。
3. 感生电场3.1 定义感生电场是由变化磁场产生的电场。
根据法拉第电磁感应定律,变化的磁场会在导体中产生感生电动势,进而产生感生电场。
3.2 感生电场的大小感生电场的大小与磁场的变化率成正比,与导体形状、位置以及磁场与导体的相对关系有关。
3.3 感生电场的方向感生电场的方向由楞次定律确定,楞次定律指出感生电场的方向总是要抵制引起感生电动势的磁通量的变化。
4. 磁感应量4.1 定义磁感应量(B)是磁场在某一点的磁感应强度。
磁感应量描述了磁场的强弱和方向。
4.2 磁感应量的单位磁感应量的单位是特斯拉(T),1 T = 1 Wb/m²。
4.3 磁感应量的方向磁感应量的方向由安培环路定律确定,根据右手定则,磁场线的方向是由电流方向决定的。
5. 电场和电势与感生电场和磁感应量的大小和方向关系5.1 电场和电势的关系电场和电势之间的关系由电场线表示,电场线的方向从高电势指向低电势,电场线的疏密表示电场的强弱。
电场与磁场的比值电场和磁场是物理学中两个重要的概念,它们分别描述了电荷和磁极对周围空间产生的作用力。
在电磁学中,电场和磁场是密切相关的,并且它们之间存在一种比值关系。
首先,我们来了解一下电场和磁场的基本概念和特性。
电场是由电荷产生的力场,描述了电荷对周围空间中其他电荷的作用力。
根据库仑定律,两个电荷之间的作用力与它们之间的距离成反比,与它们的电荷量成正比。
电场的强度可以用电场强度来描述,它是单位正电荷所受到的力的大小。
磁场则是由磁极产生的力场,描述了磁极对周围空间中其他磁极或电流产生的力的作用。
根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中受到的力与粒子的电荷、速度以及磁场的强度和方向有关。
磁场的强度可以用磁感应强度来描述,它是单位正电荷在磁场中所受到的力的大小。
在物理学中,我们知道电场和磁场是通过电磁感应相互转换的。
根据法拉第电磁感应定律,当一个闭合回路中的磁通量发生变化时,会在回路中产生感应电动势。
这个感应电动势会引起回路中的电流流动,从而产生一个磁场。
同样地,当一个闭合回路中的电流发生变化时,会在周围空间中产生一个变化的磁场。
根据安培环路定理,一个闭合回路中的磁场强度与通过回路的电流之间存在一种比例关系。
这个比例关系可以用安培定律来描述,它表明磁场强度的环路积分等于通过回路的电流。
这个定律说明了电流和磁场之间的密切关系。
接下来,我们来探讨一下电场和磁场之间的比值关系。
根据麦克斯韦方程组,电场和磁场之间存在一种耦合关系。
其中一个方程就是安培定律,它描述了通过闭合回路的电流与回路周围的磁场之间的关系。
另一个方程是法拉第电磁感应定律,它描述了通过闭合回路的变化磁通量与回路中感应电动势之间的关系。
根据麦克斯韦方程组中的这两个方程,我们可以得到一个重要结论:在真空中,电场和磁场之间的比值是一个常数。
这个常数被称为光速,它等于299,792,458米每秒。
这个结论被称为麦克斯韦方程组的波动解,它揭示了电磁波传播的本质。
电磁学中的电场势和磁感应强度电磁学是物理学中的一个重要分支,研究电与磁的相互作用和传播规律。
在电磁学中,电场势和磁感应强度是两个重要的概念。
首先,我们来探讨电场势。
电场势是描述电场能量分布和电荷间相互作用的物理量。
在电磁学中,电场势用电势能表示,它是描述单位正电荷在电场中所具有的势能。
电场势的大小和方向与电荷的分布和性质有关。
电场势的单位是伏特(V),它的量纲是能量除以电荷,即[J/C]。
电场势的计算可以通过库仑定律来进行。
库仑定律是描述电荷间相互作用的定律,它表明两个电荷之间的作用力与它们之间的距离成反比,与它们的电量成正比。
根据库仑定律,我们可以计算出电场势的大小和方向。
在电磁学中,电场势是一个矢量量,它的方向与电荷的正负性有关。
正电荷的电场势指向电荷,负电荷的电场势指向远离电荷。
接下来,我们来讨论磁感应强度。
磁感应强度是描述磁场的物理量,它用磁感应力线的密度来表示。
磁感应强度的大小和方向与磁场的强弱和方向有关。
磁感应强度的单位是特斯拉(T),它的量纲是力除以电流乘以时间,即[N/(A·m)]。
磁感应强度的计算可以通过洛伦兹力定律来进行。
洛伦兹力定律是描述电荷在磁场中受力的定律,它表明电荷在磁场中受到的力与电荷的速度和磁场的强度有关。
根据洛伦兹力定律,我们可以计算出磁感应强度的大小和方向。
在电磁学中,磁感应强度是一个矢量量,它的方向垂直于磁场的力线方向。
电场势和磁感应强度是电磁学中的两个基本概念,它们之间存在着密切的关系。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的强度发生变化时,会在空间中产生一个电场。
这个电场的大小和方向可以通过电场势来描述。
同样地,根据安培环路定律,当电流通过一条闭合回路时,会在空间中产生一个磁场。
这个磁场的大小和方向可以通过磁感应强度来描述。
电场势和磁感应强度在电磁学中具有广泛的应用。
例如,在电路中,电场势和磁感应强度可以用来描述电流的传输和能量的转换。
在电磁波的传播过程中,电场势和磁感应强度可以用来描述电磁波的振幅和方向。
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。