萬昌澤 湖北省武漢市第十一中學(xué)
當(dāng)前電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)一直以來就是高中物理學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),而且其也經(jīng)常在高中的各類物理考試中出現(xiàn)。因此高中生就需要對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相關(guān)知識(shí)有一個(gè)比較好的、清楚明白的掌握。而高中生在學(xué)習(xí)的時(shí)候,往往會(huì)把二者混為一談,從而解答不好高中物理考試中的相關(guān)題目。
在現(xiàn)行的高中生所需要學(xué)習(xí)的物理知識(shí)中,電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)分主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。
其一,電場(chǎng)的產(chǎn)生在物理學(xué)的解釋中,常常跟電荷有著十分緊密的聯(lián)系。高中所學(xué)的物理學(xué)中,電場(chǎng)被認(rèn)為存在電荷的周圍,其對(duì)電荷有著十分重要的影響力。同時(shí)電場(chǎng)力的方向也對(duì)正電荷有著十分重要的影響,并且也影響到了整個(gè)電場(chǎng)的方向。其中電場(chǎng)的強(qiáng)弱主要由電場(chǎng)的強(qiáng)度大小決定,其物理方面的公式表述為:E=F/q。而在高中物理學(xué)中,磁場(chǎng)則被認(rèn)為是主要存在磁極和電流的周圍,而磁極和通電導(dǎo)線這一類具有電流的物體通常會(huì)受到磁場(chǎng)的力的作用。同時(shí)相較于電場(chǎng),磁場(chǎng)的方向是不會(huì)發(fā)生變化的,其強(qiáng)弱也主要是受的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的影響。
其二,高中生在學(xué)習(xí)物理時(shí),常常會(huì)遇到電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度這兩個(gè)概念,這二者雖然都是矢量,卻有很大的不同。其中電場(chǎng)強(qiáng)度和其所在點(diǎn),在正電荷受力方向上是一致的,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向則通常與小磁針的靜止方向保持一致。需要注意的是,這并不意味著磁力對(duì)電力有所影響。另外,場(chǎng)源電荷和其所在的位置是電場(chǎng)強(qiáng)度的主要決定影響,而不受電荷大小、正負(fù)的影響。磁感應(yīng)強(qiáng)度則主要受磁場(chǎng)性質(zhì)影響,電流等因素對(duì)此并無作用。
其三,電場(chǎng)有電場(chǎng)線,磁場(chǎng)有磁感線,二者有很多的相似之處,但同時(shí)也有許多的不同之處。二者都不真實(shí)存在,只是人們?yōu)榱朔奖忝柙V電場(chǎng)和磁場(chǎng)而引入。二者的疏密程度都分別跟該處的場(chǎng)強(qiáng)大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小成正比,二者上每一點(diǎn)切線的方向各自與此處的場(chǎng)強(qiáng)方向和磁場(chǎng)方向保持一致,二者也都不交叉。但是電場(chǎng)線一般開始于正電荷,結(jié)束于負(fù)電荷,其并不閉合。而磁感線卻是一個(gè)閉合的曲線,或始于N級(jí)終于S級(jí),或始于S級(jí)終于N級(jí)。
物理本就是一門與實(shí)際生活有著直接且十分緊密聯(lián)系的學(xué)科,作為其中重要知識(shí)點(diǎn)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)亦然,其在現(xiàn)實(shí)生活也就有著比較廣泛的應(yīng)用和體現(xiàn)。因此高中生在學(xué)習(xí)物理中關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)相關(guān)方面的知識(shí)的時(shí)候,就可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的種種例子來幫助理解和掌握。
電磁場(chǎng)在現(xiàn)實(shí)生活中最常見的應(yīng)用和體現(xiàn)主要是靜電這一方面。例如利用同種電荷相斥、異種電荷相吸這一原理,人們?cè)诮o建筑物等物體表面噴漆的時(shí)候、除塵的時(shí)候、復(fù)印的時(shí)候,就可以應(yīng)用到靜電。另外,在現(xiàn)實(shí)生活中,靜電也給人們帶來了種種困擾。如,因?yàn)槎靖稍锶菀啄Σ炼a(chǎn)生的靜電、夏季雷雨天氣中的電閃雷鳴等。而現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)磁場(chǎng)的應(yīng)用則主要體現(xiàn)在電生磁、指南針、信用卡等方面。另外,磁場(chǎng)在生活中的應(yīng)用也體現(xiàn)在各種新興事物、新興科技中,如磁懸浮列車等。
由上述內(nèi)容可知,電場(chǎng)和磁場(chǎng)其實(shí)是具有很強(qiáng)的統(tǒng)一性的,是一個(gè)難以清楚劃分開來的整體,其實(shí)質(zhì)是電磁場(chǎng)的兩個(gè)不同方面。二者并非完全獨(dú)立、毫無關(guān)系,電磁場(chǎng)也不是二者簡(jiǎn)單粗暴混合之下的產(chǎn)物,這三者各有存在的意義和價(jià)值。換句話來說,也就是電場(chǎng)和磁場(chǎng)具有很強(qiáng)的相對(duì)性,在一定條件下,二者也就可以相互轉(zhuǎn)化,并從而導(dǎo)致了電動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)化。二者的這種相對(duì)性在現(xiàn)實(shí)生活中也有很多的應(yīng)用體現(xiàn)之處。高中生在學(xué)習(xí)這種相對(duì)性的時(shí)候,就可以聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行學(xué)習(xí)。另外,也需要掌握電場(chǎng)E和磁場(chǎng)B的兩者之間的變化性較強(qiáng)的關(guān)系式。
由上述三點(diǎn)內(nèi)容可知,高中物理中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)點(diǎn),雖然具有很大的不同,但二者也有許多的相似、相同之處,具有很強(qiáng)的統(tǒng)一性。二者的這種統(tǒng)一性和區(qū)分有著十分密切的聯(lián)系,而電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)一性是二者區(qū)分的基礎(chǔ)和前提,而二者之間的區(qū)分又反過來促進(jìn)了二者的這種統(tǒng)一性,并因此完善了二者的相關(guān)知識(shí),進(jìn)一步加強(qiáng)了二者的聯(lián)系。
高中生在學(xué)習(xí)理解電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)分時(shí),除了要立足電場(chǎng)磁場(chǎng)基本知識(shí),從二者本身去理解電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)分之外,也要結(jié)合生活實(shí)際去理解二者的區(qū)分。另外,由于電場(chǎng)和磁場(chǎng)及其關(guān)系的特殊性,高中生在這一過程中,也需要注重對(duì)二者的統(tǒng)一性的理解,才能真正理解掌握二者的區(qū)分,也才不致于誤入“楊梅是楊梅形狀,不是星星形狀”的歧途,并進(jìn)一步來促進(jìn)自身對(duì)電場(chǎng)磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)的理解。
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