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：

一、研究对象、思路和方法对比：表1

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。

表3 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。