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    幾何畫板動態演示渦旋電場

    發布時間:2016/06/28

    人教版高二物理第十九章第三節介紹了麥克斯韋的電磁場理論:變化的電場產生磁場,變化的磁場產生電場。并且在書的右側附了一幅關于“變化的磁場產生電場(磁場增強時)”的情形圖,學生學到這里時往往會產生疑問:電場里的電場線不是從正電荷發出,到負電荷終止的嗎?怎么到了這里又變成閉合的了呢?這時如果老師能動態把這一現象演示給學生們看,對學生們的理解肯定有幫助。下面就是我們版友制作的用幾何畫板動態演示渦旋電場的課件,下面和大家一起來學習一下。

    學生們會有以上疑問是由于學生對電場的了解不足所造成的。其實在物理學中,電場有兩種:靜止電荷產生的靜電場和隨時間變化的磁場產生的渦旋電場(也叫感生電場)。

    幾何畫板制作的動態演示渦旋電場課件樣圖:

    渦旋電場課件
    幾何畫板課件模板——動態演示渦旋電場

    在該課件中,只需點擊“動畫點”操作按鈕,就可以模擬渦旋電場中的電場線是如何運動的,通過演示會發現,其電場線沒有起點、終點,是閉合的。點擊“初始化”操作按鈕,就可以回到初始狀態,方便再一次演示。

    渦旋電場產生原理:

    在垂直于磁場的洛倫茲力作用下,帶電粒子運動的方向在局面上不停的改變,最后沿著一個圓弧軌道運動。但這個力并不改變帶電粒子原有的速度大小(方向會改變)或能量。一定速度的帶電粒子,在均勻磁力場中走過的軌跡,是半徑為一定的圓周。就是說,是垂直于帶電粒子運動軌道平面的(磁場)磁力線產生的洛倫茲力使帶電粒子作圓周運動。大量帶電粒子的圓周運動就形成旋轉電場。

    渦旋電場和靜電場的不同點:

    (1)產生原因不同:

    靜電場──由靜電荷產生

    渦旋電場──由變化磁場產生

    (2)電場線的分布不同:

    靜止電荷產生的靜電場,其電場線起于正電荷終止于負電荷,不可能閉合。

    變化磁場產生的渦旋電場,其電場線沒有起點、終點,是閉合的。

    (3)電場力做功情況不同:

    靜電場中電場力做功和路徑無關,只和移動電荷初末位置的電勢差有關。

    渦旋電場中移動電荷時,電場力做功和路徑有關,因此不能引用“電勢”、“電勢能”等概念。

    點擊下面的“下載模板”按鈕,即可下載該課件,用于麥克斯韋的電磁場一課的教學中,給學生們動態演示渦旋電場的形成,讓學生們的理解更容易。在前面給大家介紹的課件中,有研究電場線和等勢面關系的,大家如有疑問可參考:演示電場線與等勢面關系

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