由一道电磁场选择题引起的思考

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  题目 下面说法正确的是( )
  A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场。
  B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场。
  C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场。
  D.均匀变化的电场和磁场互相激发,开成由近及远传播的电磁波。
  这是一道较简单的题目,但却引起了学生的疑问:恒定电流的周围能够产生磁场,这个磁场是由变化电场产生的吗?
  2003年6月人民教育出版社出版的《全日制普通高级中学教科书》物理(必修加选修)第241页是这样述说的“……一个静止的电荷,它产生的是静电场,即空间各点的电场强度不随时间而变化。这个电荷一旦运动起来,电场就发生变化,即空间各点的电场强度将随时间而变化。另一方面,运动地电荷在空间要产生磁场。按场的观点这个磁场是由变化的电场产生的。”说明了电流磁场的实质是变化电场引起的,但恒定电流产生的是稳定的磁场,有学生问:难道恒定电流的电场是均匀变化的吗?
  思考 笔者认为导体中电荷运动很复杂,就算是恒定电流,由于电荷运动而引起的电场变化也不能简单的说是均匀的,所以用这样的模型往往让学生对变化电场产生磁场产生疑惑,本人觉得运动的电荷产生磁场和变化的电场产生磁场就是独立的两个方面,也就是说产生磁场有两种方式:电荷运动和电场变化。麦克斯韦电磁场理论指出了产生磁场的两种电流:传导电流和位移电流,传导电流是由于电荷的运动引起,位移电流则是电场变化而产生的一种假想电流。
  那么,我们如何进行“变化的电场产生磁场”的教学呢?笔者认为还是利用电场与磁场的相似性而直接引出,中学的许多结论都是采用这种方法,这里也不妨用用,当然同行可能有更好的办法,希望能相互交流。
  另外,教材第241页的图18-7(变化的电场产生磁场)中的判断磁场方法是错误的,磁场方向应是逆时针的(从上往下看)。
  (栏目编辑 罗琬华)
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