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  • 用几何画板演示涡旋电场的方法

    人教版高二物理第十九章第三节介绍了麦克斯韦的电磁场理论:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。并且在书的右侧附了一幅关于“变化的磁场产生电场(磁场增强时)”的情形图,学生学到这里时往往会产生疑问:电场里的电场线不是从正电荷发出,到负电荷终止的吗?怎么到了这里又变成闭合的了呢?这时如果老师能动态把这一现象演示给学生们看,对学生们的理解肯定有帮助。下面的几何画板教程就是我们版友制作的用几何画板动态演示涡旋电场的课件,下面和大家一起来学习一下。

    学生们会有以上疑问是由于学生对电场的了解不足所造成的。其实在物理学中,电场有两种:静止电荷产生的静电场和随时间变化的磁场产生的涡旋电场(也叫感生电场)。

    几何画板制作的动态演示涡旋电场课件样图:

    涡旋电场课件 
    几何画板课件模板——动态演示涡旋电场

    在该课件中,只需点击“动画点”操作按钮,就可以模拟涡旋电场中的电场线是如何运动的,通过演示会发现,其电场线没有起点、终点,是闭合的。点击“初始化”操作按钮,就可以回到初始状态,方便再一次演示。

    涡旋电场产生原理:

    在垂直于磁场的洛伦兹力作用下,带电粒子运动的方向在局面上不停的改变,最后沿着一个圆弧轨道运动。但这个力并不改变带电粒子原有的速度大小(方向会改变)或能量。一定速度的带电粒子,在均匀磁力场中走过的轨迹,是半径为一定的圆周。就是说,是垂直于带电粒子运动轨道平面的(磁场)磁力线产生的洛伦兹力使带电粒子作圆周运动。大量带电粒子的圆周运动就形成旋转电场。

    涡旋电场和静电场的不同点:

    (1)产生原因不同:

    静电场──由静电荷产生

    涡旋电场──由变化磁场产生

    (2)电场线的分布不同:

    静止电荷产生的静电场,其电场线起于正电荷终止于负电荷,不可能闭合。

    变化磁场产生的涡旋电场,其电场线没有起点、终点,是闭合的。

    (3)电场力做功情况不同:

    静电场中电场力做功和路径无关,只和移动电荷初末位置的电势差有关。

    涡旋电场中移动电荷时,电场力做功和路径有关,因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。

    点击下面的原文链接,即可下载该课件,用于麦克斯韦的电磁场一课的教学中,给学生们动态演示涡旋电场的形成,让学生们的理解更容易。在前面给大家介绍的课件中,有研究电场线和等势面关系的,大家如有疑问可参考:演示电场线与等势面关系

    以上为转载内容,原文:http://www.jihehuaban.com.cn/jichuji/woxuan-dianchang.html

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