恒定电路与静电场

在恒定电路的教学中 ,常常会出现与静电场完全割裂 ,彼此互不关联的局面 .其实在恒定电路中静电场理论仍然适用 ,下面笔者通过几个具体事例对比作一粗浅的探讨 .1 .在“电场中等势线的描绘”实验中 ,导电纸内形成的恒定电流场与正、负点电荷产生的静电场类似 .因而可以用恒定电流场来模拟静电场 ,研究静电场的分布 .2 .并联电路中各支路电压相等 ,其实质就是 :“电场力做功与路径无关 ,只由初、末位置决定”的这一性质在恒定电路中的具体表现 .3.外电路移送电荷 ,电流做正功 (电场力也做正功 ) ,把电场能转化为其它形式的能 (如内能、机械能、光能等 ) .电源内部非静电力克服静电力移送电荷 ,非静电力做正功 ,把其它形式的能 (如化学能、机械能等 )转化为电场能 ;同时电流做正功 ,把一部分电能转化为内能 .在纯电阻的闭合电路中 ,内、外电路中所转化在内、外电阻上的内能 (即热能 ) ,等于电源将其它形式的能所转化的电场能 ,即非静电力所做的功 .4.恒定电路中沿着电流方向上的 A、B两点电势降落与静电场中沿着电场线方向上 A、B两点电势降落一样 ,等于这两点间电场强度的空间累积 ,即UAB=Ed.5 .在纯电...     

对感生电场的探析

在电磁感应现象的两类情况中，把感应电动势分为动生电动势和感生电动势，动生电动势的非静电力来源于“洛伦兹力”，而感生电动势的非静电力来源于“感生电场”．非静电力不同——这正是动生电动势和感生电动势的区别．而对感生电场又该如何认识呢？     

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．     

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:     

知特性找规律学好静电场

电场是带电体周围存在的一种特殊物质,是传递电荷间相互作用的媒体,是客观存在的,电场的基本性质是对放入其中的点和有力的作用。静电场是静止电荷周围产生的电场,静电场的知识概念很多,如不能理清诸多概念间的关系,对他们进行系统的总结,就会使人有一种稀里糊涂的感觉“知而不知,不知又知”。然“万物皆规律”,所有的概念、所有的知识点都是围绕静电场的两个特性（力的特性和能的特性）来描述静电场的,所以从大的方面来讲描述静电场的概念及知识点可分为：一、描述静电场力的性质的概念及知识点。二、描述静电场能的性质的概念及知识点。学习静电场可以说“围绕两特性学习一电场”。     

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     

关于静电场、稳恒电场和感应电场的教学研究

《高中物理读本》(即甲种本)第二册的“电场”一章详细阐述了静止电荷所激发的电场——静电场的特性,并在学生实验之五——“电场中等势线的描绘”实验中用脚注说明由于静电场和稳恒电流场遵守的规律相似,实验中是用在导电纸上形成的稳恒电场模拟静电场来做实验;在第三册(甲种本)的“电磁振荡和电磁     

对人教版物理选修3—1《电动势》一节中插图的探讨

人民教育出版社高中物理选修3—1第二章《恒定电流》第二节《电动势》是新教材新增加的一节，教材把电源类比成抽水机；把抽水机在抽水的过程中克服重力做功类比成电源内部“非静电力”克服“静电力”做功；把抽水机抽水所增加的水的重力势能类比成电源内部的“非静电力”做功所增加的电势能。新教材强调了电动势和电压的区别；强调了电动势是反映“非静电力”做功的本领；强调了“非静电力”是在克服“静电力”做功。     

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。     

关于电场和电路内容的两点释疑简

“电源和电流”是高中物理3-1教材第2章“恒定电流”的第1节,而前一章是“静电场”,教材在编排时以学生刚学过的电场知识入手,去讨论、分析并建立电路模型,有效将“场”和“路”的知识相联系,有利于学生构建完整的电磁学知识体系,并培养学生不断运用已学知识分析、解决实际问题的意识和能力.但在把电场知识迁移、构建到电路知识时,学生会有各种疑惑和不解,尤其是会感觉自相矛盾的地方出现,主要体现为如下2个“问题”.     

非静电力溯源

如图1所示,将已充好电的平行板电容器的两极A、B用导线连接,在静电力的作用下,A极的正电荷经导线流向B极而形成短暂的放电电流．若想让这个电流稳恒,则A、B两极间必须有一种作用力,能使正电荷反抗两极间的静电力作用从低电势处向高电势处运动,以维持A、B间的静电场E,我们称之为非静电力．具有非静电力的能源装置,称为电源．     

静电场的能量与能量密度

导出了静电场在真空和电介质中的能量与能量密度公式，并讨论了电场能与能量密度的物理涵义，同时阐明了电势能、静电能、电场能的区别和联系，分析了电介质对静电场能量密度的影响，确定了静电场能量的分布规律，表明静电场的能量定域在电场中，电场是电场能量的承载。     

电力线在静电场中的作用

电力线是在电场中人为引入的有向曲线。在电场中引入电力线可以把抽象的、看不见摸不着的电场具体化、形象化,因而电力线作为描述电场的“工具”有着极其重要的意义,同时利用电力线也可以解决许多静电场问题。下面从四个方面说明电力线在静电场中的作用。一、用电力线可...     

讨论非静电力的意义

<正> 教学中常遇到这样的说法,电路中的问题,一涉及电动势,一遇到静电力解决不了的问题,就往非静电力问题一推即可,使人认为非静电力似乎是万能的。这种说法的实质,是没有认识到电动势与非静电力之间的内在联系,不明白讨论非静电力的意义。     

关于感应电动势的两个问题

电动势ε是一个体现和反映非静电力作功的概念。在一个问题中是否有电动势的存在,关键是看是否存在与电动势对应的非静电力以及非静电力作功是否为零。对任一回路L上的电动势定义为ε=E_k·dl。E_k是与非静电力对应的非静电场强。 对于感应电动势由法拉第电磁感应定律,ε=E_k·dl=-(dφ/dt)(1)它是     

静电场解题方法研究

在自考《物理》课程中电磁学大约占整个内容的30%。电磁学的内容可归纳为两部分,其一是场,即电场和磁场;其二是电路,即直流电路和交流电路。而要学好电磁学关键是对“场”的概念的理解。静电场是学习电磁学遇到的第一个场,学好静电场是学好电磁场乃至整个电磁学的关键。若能对它从多方面进     

导体表面所受的静电力

分别从静电场的基本规律和电磁场的动量守恒定律出发,推导出静电场中导体表面所受的静电力表达式。     

换一个角度看电介质中的高斯定理

本文中笔者换一个角度理解电介质中的高斯定理,更系统地阐述了电场与电介质相互作用规律,为灵活掌握“电介质中的静电场”提供了方法和依据。     

专题20 稳恒电路计算

教你一手稳恒电路中,电流不随时间变化,相应地,导体内部有一稳恒电场,电荷在电场力作用下做定向移动消耗电场能,电源中非静电力做功,将其他形式的能转变为电场能,这是稳恒电路的基本情况.各种形式的电路有一些共同的基本规律,例如欧姆定律.焦尔定律,基尔霍夫定律,从这些基本规律出发,抓住电路的特征,才能完成对一个电路的计算.先介绍一段含源电路的欧姆定律.在电路计算中,常须确     

验证感生电场存在的一个实验

人教版新教材《物理》选修3—2第四章第五节“动生电动势与感生电动势”一节中,教材提出了“磁场变化时产生了电动势,哪一种作用扮演了非静电力的角色”问题后,直接给出物理学家麦克斯韦的结论：磁场变化时会在空间激发一种电场——感生电场．这样容易使正处于思维发散状态下的学生的思维戛然而止,显得很突然,也很武断,不利于学生探究能力的培养,也难以让人信服．为此,笔者设计了一个实验,既可以达到这个目的,还能增强教学效果．