稳恒电场与静电场在其物理性质上的差异

我们在学习电磁学讨论到稳恒电场的内容时不难发现,现有的教科书往往是由于其与静电场的等效性而一笔带过。有的教材对这两种电场是不加区别的,如:“稳恒电场,即静电场”①,“电场也会完全相同”②,“稳恒电场也称之为静电场”③,等等,有的教材则阐述为:“稳恒电场与静电场具有完全一样的性质”④,“两者具有相同的性质”⑤、“相同的特性”⑥,等等。笔者认为,将这两种电场如此笼统地联系起来是不妥当的。 当导体通有稳恒电流时,其上的电荷分布是不随时间改变的。看起来虽有电荷流动,但这种流动并不改变电荷分布,导体中的任一点有多少电荷流出,就有同样多的电荷流入。对产生电场而言,这种电荷分布与静止电荷分布并没有什么区别,因此稳恒电场与静电场应当具有相同的性质,这就是稳恒电场与静电场的等效性。但这毕竟是两种状态的电荷所激发的电场,它们的物理性质也就不可能是完全相同的。下面我们对其差异进行一下分析和讨论:     

稳恒电场与静电场的异同

在讨论稳恒电流时,引入了稳恒电场的概念.但教科书中对稳恒电场的论述较少,它和静电场的异同,学生往往不太清楚,在此就这个问题作一些粗浅的分析。众所周知,稳恒电场和静电场都是由分布不随时间变化的电荷产生的,因而这两种电场的分布也不随时间变化。从这个意义来说,这两种电场是相同的。大家都满足反映矢量场的高斯定理和环路定理:     

同号电荷静电场的模拟实验

一、引言由于静电场直接测量存在困难,因而静电场的测量一般都采用稳恒直流场来模拟,达是因为稳恒直流场和静电场所遵守的场方程在形式上有相似的规律。目前模拟静电场的实验通常有:(1)无限长均匀柱电荷的电场描绘;(2)等量异号无限长平行柱电荷的电场描绘;(3)直长平行板电容器的电场描绘等。从这些实验可以看到。模拟方法只局限于异号     

高中物理课本一处插图的商榷

高中物理课本(甲种本)第三册第153页图4—5(变化的电场产生磁场)和高二物理(必修)第二册140页图6—6(电容器充电时,变化的电场产生磁场)存在同样的问题,图中磁感线是一簇同心圆,其圆心位置不     

电像法在稳恒电流场中的应用

电像法是用等效的点电荷代替导体或电介质上的面电荷,使有导体或或电介质的静电场问题简化为一对点电荷的静电场问题．它是求解静电场的一种重要方法．本文讨论电像法在稳恒电流场中的应用．1电像法在稳恒电流场中的应用由于电流稳定时,电荷分布不随时间变化,所以稳恒电流的电场是静电场,计算静电场问题的所有方法对稳定电流的电场是有效的．有电介质的稳恒电流的电场问题也可用电像法来解决．虽然稳恒电流的磁场是涡旋场,本身不满足泊松方程,但稳恒磁场的矢势A满足泊松方程,这与静电场势所满足的泊松方程形式同一,且满足边界条件…     

从静电场方程出发组织直流电路教学的探讨

本文的目的是探讨用场的观点讲授直流电路中有关问题的教学方法,从而加深学生对电路知识的理解.使他们对“场”和“路”的关系有一更深入的认识.1 直流电路中的稳恒电场所遵从的规律仍然是静电场方程由静止电荷激发的静电场,其规律服从两个基本方程,即高斯定理 (?)环路定理 (?)电场的存在是形成电流的必要条件.在直流电路中,维持稳恒电流的电场必然     

描绘电场中等势线的演示实验

1　制作思想电场中等势线的描绘是一探索性实验 .要求学生通过描迹法描绘出稳恒电流场模拟静电场的等势线 ,它是静电场中唯一的一个学生实验 .无疑对培养学生的实验能力和科学方法的教育起着一定的作用 .为了做好该实验教师最好先讲解演示 .但到目前为止实验室没有现成的演示实验装置 ,而用原学生实验装置演示可见度太小 .未做成演示实验的主要原因是大面积导电材料难找等 .我们经过反复研究探索和多次实验 ,成功地用取材容易 ,成本低廉的镀锌铁皮作为导电材料 .由于镀锌铁皮电阻小 ,若通入小电流 ,在一定范围内电势变化很小 ,而且“磁电式…     

稳恒场中场和势的研究

本文运用类比的方法得出稳恒电场和稳恒磁场的场和势在数学形式上的对应关系,同时,也讨论了静电场和稳恒电流场中的几种典型的定解问题。     

高二《物理》“电势差”的教学

现行高二《物理》(必修)教科书中的“静电场”一章与以前高中《物理》(甲种本)相比较,内容少了许多。编者的意图是为了分散难点,减少难度,减轻学生负担,只要求学生掌握电场、电场强度、电势差、电势能和电容等基本概念,待到高三学选修课教材时再进一步扩展和加深。 由于“静电场”一章内容比较抽象,教材又大量删减、调整,系统性不强。笔者常听到学生反映这章内     

9 电场中等势线的描绘

[实验目的]用描迹法画出电场中一个平面上的等势线.[实验原理]用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场.当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时,与探针相连的灵敏电流计中通过的电流为零,指针不偏转.从而可以利用灵敏电流计找出导电纸上的等势点,并依据等势点描绘出等势线.     

谈谈电池的电动势和内电阻的测量──剖析课文中一组电学实验

谈谈电池的电动势和内电阻的测量剖析课文中一组电学实验湖北省咸宁温泉鄂南高级中学（４３７１００）胡海涛十年制高中物理（甲种本）第２册，稳恒电流一章共安排了４个学生实验，做好这些实验对于学生熟练掌握整个中学阶段的基本电学仪器仪表的使用方法，探讨合理的实验...     

稳恒载流导线上的电场与电荷分布

本文根据稳恒电流及稳恒电场的基本规律,分析了几种情况下的稳恒圆载流导线上的电场及电荷分布情况。     

关于电场量■和■

电场强度E是描述电场的基本矢量。它是用单位正点电荷受力E=F/q来定义的,无论是在真空还是在电介质中,对稳恒电场还是非稳恒电场,该定义都是成立的。因此,场强矢量E的物理意义是十分明确的。问题是为什么在讨论电介质问题时还要引出另一个电场矢量D?如何理解这个矢量?下面就稳恒电场情形为例,着重对矢量D进行一些讨论。 一、为什么引入矢量D 电介质对电场的响应是产生电极化。电极化强度P正比于电介质中的总电场强度E     

比拟法求稳恒电流的静电势

利用流有稳恒电流的无限长圆柱形导体表面电荷在导体外垂直轴线方向产生的电场与无限长带电圆导体外静电场的相似性,根据高斯定理求稳恒电流圆柱体外的场强分布,进而求出稳恒电流的的静电势。     

稳定电场和静电场的等效性

本文对稳定电场和静电场进行了对比分析,给出这两种电场等效的条件,为静电场的模拟描绘实验提供了理论依据。同时讨论了这两种电场的差异,以澄清有关教材对稳定电场和静电场的等效性的一些误解。     

“变化的电场产生磁场”的演示实验设计

在高中物理 (试验修订本·必修加选修 )第二册教材第 1 9章“电磁场和电磁波”第三节“电磁场”这节内容中 ,学生对麦克斯韦电磁理论的两条核心内容 :( 1 )变化的磁场产生电场 ;( 2 )变化的电场产生磁场 ,都能接受 ,但缺乏感性、直观的认识 .而通常教师在教学中也只对“变化的磁场产生电场”这个结论用实验验证 .对“变化的电场产生磁场”大多数采用理论分析说明 ,灌输给学生 .教材及教参中也没有演示实验介绍 ,学生无法看到直观的演示现象 ,这样 ,不利于学生能力的培养 .笔者分析原因认为 :教材及教参对“变化的电场产生磁场”没有实验介绍…     

电压与电势差

中学物理教学中通常把电压和电势差视为同义词．从电势差和电压的定义出发可以注意到，静电场为势场，静电场中电压和电势差是等效的；全电路中的电压与电势差在冷定路径下是等效的；部分电路中的稳恒电场与静电场性质相同，电压和电势差的等效关系也是相同的；涡旋电场为有旋场(非势场)，不存在电势的概念，但电压的定义仍然可以存在．     

线性非时变电路分析方法及适用范围

电路分析的中心任务是在已知电路结构及元件性质的条件下,找出激励与响应之间的关系,在分析电路过程中既要注意分析方法本身,也要注意各种分析方法的适用范围。 对于线性非时变电路,据信号、电路及响应性质不同,主要有以下几种分析方法。 一、恒稳电路、似稳电路分析方法 恒稳电路的分析基础是欧姆定律和克希霍夫定律。 恒稳电流场不随时间变化,电荷的分布也不随时间变化,所以电场是稳恒电场。和静电场一样,满足环路定理。     

静电场描绘实验的探讨

静电场描绘是国内外高等院校普遍开设的物理实验．目前中学也开设此实验，由于直接描绘静电场存在很大困难，而稳恒电流场在导体中的分布规律——电流强度与电势差的分布规律和静电场中场强与电位差的分布规律可以用相同的数学关系式表达，所以通常是用稳恒电流场来模拟静电场．     

用微机描绘静电场

<正> 静电场是由静止电荷激发形成的,它的空间分布可以用等势线来描述,若知道静电场的电势特征,就可了解带电粒子在其中的运动情况,这对科研及生产都有一定的指导意义.但是,直接去测量它是相当困难的,这是因为静电场中不会有电流,因而不能使用磁电式仪表.再者,一旦把仪器引入静电场,会导致电荷重新分布,这就不再是原来的场了.所以,在“普物”实验中,通常的做法是用可以测量的稳恒电流场来“模拟”静电场,然而这种模拟法存在一些缺点.例如,由于实验器材的限制,只能描绘象长同轴柱面电荷等形成的一些简单电场.还由于导电介质(如导电纸)的不均匀性,带来一定的测量误差,手工绘图也比较费力.为此,我们将实验与计算机应用相结合,引导学生利用微机作图法研究静电场的等势线分布,取得了比较好的效果.