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转载:辨析两种不同的电场

(2016-01-06 10:38:13)
分类: 物理教研
                                                             辨析两种不同的电场

物理教师在讲述静电场时,画出的电场线是不闭合的,有些教师还进一步说明电场线的不闭合性;但在讲述电磁场时,却在图中画出了闭合的电场线。下面对本问题进行分析讨论:

一、电场线分类

实际上电场线的不同反映了电场产生的机理不同,静电场与电磁场在物理学中是有区别的,历史上把前一种称为库仑电场,后一种称为感应电场(也称感生电场),两种电场有其共同特点,但也存在着重要区别。

二、两种电场线产生的机理差异

库仑电场是电荷按库仑定律激发的电场,例如静电场就是由静止的电荷按库仑定律激发的,就属于库仑电场。我们在各种带电体周围都可以发现这种电场。

感生电场是由变化的磁场激发的,按麦克斯韦理论,电磁感应的实质是变化的磁场在其周围激发了电场。例如条形磁铁插入线圈时,运动的磁铁使周围的磁场发生变化,进而产生涡旋电场,涡旋电场使线圈中产生感应电动势,这种电场就是感生电场。

三、两种电场的性质异同

1.库仑电场是有源无旋场,无旋性是它的一个重要特性,无旋性的积分形式是电场沿任意闭合回路的环量等于零;感生电场是涡旋场,有旋无源,无源性决定了电场线的连续闭合性。所以静电场中的电场线起于正电荷,止于负电荷,是不闭合的;而磁场变化激发的电场的电场线是闭合的。

2.在库仑电场中移动电荷时,电场力做的功与路径无关,这和重力场中重力做功与路径无关一样,所以可以引入电势的概念来描述静电场;感生电场是涡旋场、非电位场,电场力做功与路径有关,不能引入标势(即电势)的概念。

辨析这两个概念对于我们深入理解教材以及学生进一步学习电场大有鄙意,不当之处,还望赐教

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