电场和磁场的区别在于:电场是带电电荷周围的区域,在此区域内另一个电荷会感受到引力和斥力;而磁场是磁性材料周围的区域,在此区域内它会吸引或排斥其他磁性材料。
在深入了解电场和磁场的区别之前,让我们先详细探讨一下什么是电场,什么是磁场,它们之间的区别以及其他相关细节。
目录
- 什么是磁场?
- 磁场线
- 什么是电场?
- 电场与磁场
什么是磁场?
磁性材料周围磁极表现出引力或斥力的区域被称为磁场。当电荷在空间中或导体中移动时,也会产生感应磁场。磁场是存在于磁体、移动电荷和变化电场周围的矢量场。
磁场公式
磁场公式中包含一个常数 μ0,被称为真空磁导率。磁场通常用符号 ‘B‘ 表示,单位是特斯拉(T)。磁场线是用来描述磁力方向的假想线。下面给出了磁场强度的计算公式:
> 磁力 (B) = μ0I/2πr
>
> 其中,
>
> – B 是磁场的 magnitude,单位为特斯拉 (T)
> – μ0 是真空磁导率 (4π × 10−7T⋅m/A)
> – I 是电流的 magnitude,单位为安培 (A)
> – r 是距离,单位为米
当电流流过磁性材料时会产生磁场。如果在材料附近放置一个小磁针以提供电荷(移动电荷),磁针会发生偏转。磁性材料施加力的这一区域被称为磁场,这是磁现象的结果。
磁场线
磁场线是用来表示磁场的假想线,其切线描绘了磁力的方向。移动的电荷和磁体产生磁场线。以下是磁场线的一些重要性质:
- 两条磁场线永不相交。
- 磁场线是连续的闭合回路。
- 在磁体外部,它们从磁体的北极指向南极;在磁体内部,从南极指向北极。
- 磁场线上任意一点的切线给出了该点磁力的方向。
- 磁场线越密集,磁力越强,反之亦然。
- 磁场线在两极附近聚集,远离两极时变得稀疏。
下图展示了条形磁体产生的磁场线图像,
!Magnetic Field Lines.png)
示例:求距离一根载有 3.00 A 电流的导线 0.10 m 处的磁场大小。此外,如果电流的方向垂直于页面(或屏幕)向外,那么磁场的方向是什么?
> 已知,
>
> – r = 0.10 m
> – I = 3.00 A
>
> 我们可以使用公式计算磁场,
>
> B = μ0I/2πr
>
> 代入数值,
>
> B = (4π × 10−7 T⋅m/A)(3.00 A)/2π(0.10 m)
>
> B = (4π × 10−7 T⋅m/A)(3.00 A)/2π(0.10 m)
>
> B = (4π × 10−7)(3.00)/2π(0.10) T
>
> B = (4π × 10−7)(3.00)/2π(0.10) T
>
> B = 4π(3.00)/2π(0.10) × 10−7 T
>
> B = 2(30.0) × 10−7 T
>
> B = 60.0 × 10−7 T
>
> B = 6.0 ×10−6 T [因为 10-6 T = 1 μT]
>
> B = 6.0 μT
什么是电场?
单位带电粒子周围的力被称为电场或电场强度。换句话说,它是带电电荷周围的区域,在此区域内的另一个电荷会感受到电力。电场是一个矢量,因此它既有大小又有方向。我们使用符号 \(\overrightarrow{E}\) 来表示电场,其测量单位为牛顿/库仑。
电场公式
电场公式可以表示为,
> \(\overrightarrow{E}\)
>
> = \(\frac{\overrightarrow{F}\)