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        由一道電磁場(chǎng)選擇題引起的思考

        2008-01-01 00:00:00吳恒亮
        物理教學(xué)探討 2008年1期

        題目 下面說(shuō)法正確的是( )

        A.恒定電流能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)。

        B.穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)。

        C.均勻變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)。

        D.均勻變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相激發(fā),開(kāi)成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波。

        這是一道較簡(jiǎn)單的題目,但卻引起了學(xué)生的疑問(wèn):恒定電流的周?chē)軌虍a(chǎn)生磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)是由變化電場(chǎng)產(chǎn)生的嗎?

        2003年6月人民教育出版社出版的《全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(shū)》物理(必修加選修)第241頁(yè)是這樣述說(shuō)的“……一個(gè)靜止的電荷,它產(chǎn)生的是靜電場(chǎng),即空間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不隨時(shí)間而變化。這個(gè)電荷一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái),電場(chǎng)就發(fā)生變化,即空間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度將隨時(shí)間而變化。另一方面,運(yùn)動(dòng)地電荷在空間要產(chǎn)生磁場(chǎng)。按場(chǎng)的觀點(diǎn)這個(gè)磁場(chǎng)是由變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的。”說(shuō)明了電流磁場(chǎng)的實(shí)質(zhì)是變化電場(chǎng)引起的,但恒定電流產(chǎn)生的是穩(wěn)定的磁場(chǎng),有學(xué)生問(wèn):難道恒定電流的電場(chǎng)是均勻變化的嗎?

        思考 筆者認(rèn)為導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜,就算是恒定電流,由于電荷運(yùn)動(dòng)而引起的電場(chǎng)變化也不能簡(jiǎn)單的說(shuō)是均勻的,所以用這樣的模型往往讓學(xué)生對(duì)變化電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)產(chǎn)生疑惑,本人覺(jué)得運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)就是獨(dú)立的兩個(gè)方面,也就是說(shuō)產(chǎn)生磁場(chǎng)有兩種方式:電荷運(yùn)動(dòng)和電場(chǎng)變化。麥克斯韋電磁場(chǎng)理論指出了產(chǎn)生磁場(chǎng)的兩種電流:傳導(dǎo)電流和位移電流,傳導(dǎo)電流是由于電荷的運(yùn)動(dòng)引起,位移電流則是電場(chǎng)變化而產(chǎn)生的一種假想電流。

        那么,我們?nèi)绾芜M(jìn)行“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”的教學(xué)呢?筆者認(rèn)為還是利用電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相似性而直接引出,中學(xué)的許多結(jié)論都是采用這種方法,這里也不妨用用,當(dāng)然同行可能有更好的辦法,希望能相互交流。

        另外,教材第241頁(yè)的圖18-7(變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng))中的判斷磁場(chǎng)方法是錯(cuò)誤的,磁場(chǎng)方向應(yīng)是逆時(shí)針的(從上往下看)。

        (欄目編輯 羅琬華)

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