关于磁感应强度与电场强度的定义的联系与差别

关于磁感应强度与电场强度的定义的联系与差别

摘要：讨论了磁感应强度和电场强度定的的联系与差别，尤其是在感应强度定义过程中所采用的用电流元定义其大小，又用磁极的受力方向定义其方向的奇怪的法的原因。

关键词：电场强度，磁感应强度，电流元，磁极，定义

正文：

电场强度和磁感应强度都采用了比值定义，即，利用电场和磁场的基本性质，找到了一个与试探电荷或试探电流元无关的量，此量又与在电场或磁场中的位置密切相关。因此可用此量来描述电场和磁场的强弱。

但具体来说，电场强度的定义与磁感应强度的定义又有着一定的区别，本文只限于在高中阶段的讨论。这一讨论，有助于学生对这两个概念的理解，同时，学生还会体会到定义之中所充满的人文色彩。

电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。因此可以用一个电荷来研究电场的强弱，也就是我们常说的试探电荷。而磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流有力的作用。在选择起试探作用的物体时，是用磁极还是用电流元呢？当然，我们知道教科书中选择的是电流元。那么，为什么是这样选择的呢？其实，如果我们试着去理解教科书中的做法，就会知道，要想定量的研究磁场，用磁极所受到的力是不行的，因为我们还没有定量描述磁极的物理量。而选用电流元就方便了，它只不过是电流强度与长度的乘积，可以很方便的进行运算。

再看两个物理量的方向，对于电场强度来说，有两个选择，一是规定与正电荷的受力方向相关，一是规定与负电荷的受力方向相关。结果我们选择的正电荷的受力方向为电场强度的方向。对于磁感应强度的方向，我们很自然地会想到用电流元在磁场中所受的安培力的方向来表示。但不幸的是，教科书中并没有采用这种方法。这又是为什么？难道是故弄玄虚，让学生摸不着头脑？用电流元所受的力研究了磁感应强度的大小，又非要用小磁针北极的受力方向规定感应强度的方向？

其实，安培力的方向与导线的放置方式有密切的关系。若借安培力的方向来规定磁感应强度的方向，将不能得到唯一的结果，这是我们不希望看到的。相反地，采用磁极的受力方向来确定磁感应强度的方向却是方便的。

总之，磁感应强度在定义过程中，一方面定义磁感应强度大小由于定量运算的需要选

择了电流元进行磁场的试探，另一方向由于安培力方向的不确定性以及磁极受力方向的确定性选择了小磁针北极的受力方向作为磁感应强度的方向。通过上面的分析，我们将更深刻的理解电场强度与磁感应强度这两个物理量的定义。

rongnal

2013年8月13日下午