居松濤

(靖江劉國(guó)鈞中學(xué) 江蘇 泰州 214530)

因?yàn)殡妶?chǎng)以高一的力學(xué)作為基礎(chǔ)，而學(xué)生在高一學(xué)力學(xué)時(shí)就顯得吃力，所以該知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)生而言綜合性強(qiáng)、概念性強(qiáng)、更抽象，是高中物理的難點(diǎn).靜電場(chǎng)、恒定電場(chǎng)和渦旋電場(chǎng)在高中物理中都出現(xiàn)過(guò)，這里筆者做一個(gè)簡(jiǎn)單總結(jié).

靜電場(chǎng)是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，也是難點(diǎn).靜電場(chǎng)由相對(duì)于觀察者靜止的電荷系統(tǒng)激發(fā).產(chǎn)生靜電場(chǎng)的電荷不流動(dòng)，靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)E=0.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不閉合，是開(kāi)放的、有源無(wú)旋場(chǎng)，可以在電荷周圍瞬間產(chǎn)生，不需要時(shí)間，而它的維持也不需要消耗能量.在靜電場(chǎng)中，靜電力對(duì)試探電荷所做的功與路徑無(wú)關(guān)，只與試探電荷在電場(chǎng)中的起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，所以靜電場(chǎng)是保守力場(chǎng)，靜電場(chǎng)內(nèi)可以引入電勢(shì).

在講閉合電路的基礎(chǔ)理論時(shí)提到了穩(wěn)恒電場(chǎng)，只要學(xué)生了解即可.穩(wěn)恒電場(chǎng)是閉合回路內(nèi)由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的.形成穩(wěn)恒電場(chǎng)的電荷是運(yùn)動(dòng)的，但總體上電荷分布不隨時(shí)間改變，是一種動(dòng)態(tài)的平衡.導(dǎo)線內(nèi)E≠0,E的方向與電流方向一致，正是在穩(wěn)恒電場(chǎng)的作用下導(dǎo)線內(nèi)的自由電子做定向移動(dòng)形成穩(wěn)恒電流.穩(wěn)恒電場(chǎng)的產(chǎn)生需要時(shí)間，其時(shí)間很短，且維持穩(wěn)恒電場(chǎng)需要消耗能量.在閉合回路內(nèi),穩(wěn)恒電場(chǎng)與電源內(nèi)部的非靜電力共同作用保證電流的閉合性.

穩(wěn)恒電場(chǎng)與靜電場(chǎng)在很多方面都類似，如產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)強(qiáng)度都不隨時(shí)間而改變.所以他們的基本性質(zhì)相同，靜電場(chǎng)中的電勢(shì)、電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系、電場(chǎng)力做功等概念或規(guī)律在穩(wěn)恒電場(chǎng)中也適用.

在講電磁感應(yīng)時(shí)提到了渦旋電場(chǎng)(感生電場(chǎng))，要求學(xué)生能夠理解.渦旋電場(chǎng)的本質(zhì)與靜電場(chǎng)和恒定電場(chǎng)不同.渦旋電場(chǎng)(感生電場(chǎng))由變化的磁場(chǎng)激發(fā)，電場(chǎng)線是閉合的.渦旋電場(chǎng)內(nèi)的導(dǎo)體會(huì)有渦流.渦旋電場(chǎng)是無(wú)源有旋場(chǎng).可以證明，在渦旋電場(chǎng)內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)試探電荷所做的功與路徑有關(guān)，相同的初末位置，不同的路徑，電場(chǎng)對(duì)電荷做功不同.所以渦旋電場(chǎng)是非保守力場(chǎng)，不能像靜電場(chǎng)那樣引入電勢(shì)的概念，即電勢(shì)概念對(duì)渦旋電場(chǎng)來(lái)說(shuō)無(wú)意義.