普通物理中毕奥-萨伐尔定律的教学研究

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毕奥-萨伐尔定律是电磁学中一个特别重要的定律，它是由法国出名的科学家毕奥和萨伐尔经过长期合作研究得出的测验结果。这项测验主要研究的是载流长直导线对磁极的作用反比于距离，同时还对电流对磁极作用力的影响举行了确定。为了更好地掌管毕-萨定律，文章针对普遍物理中这项定律的教学举行了细致的研究和分析。

普遍物理毕奥-萨伐尔定律教学研究

作为电磁学中的一项根本规律，毕奥-萨伐尔定律第一次指出了电磁之间的量化关系和作用，对电磁学的进展有着极大的影响和意义。这项定律中包含的根本物理思想和方法，对现代物理的进展起到了特别重要的影响。一般处境下，普遍物理教材中对这项定律举行引用的方法为：首先对磁感应强度举行定义，然后给出毕奥-萨伐尔定律的结论，结果把读者的留神力引向解题和计算[1]。但是笔者认为在实际引用的过程中，这种方式还存在明显的缺乏。因此本文将对普遍物理中毕奥-萨伐尔定律的教学举行深入的研究，梦想能够有效地解决存在的问题。

一、建立毕奥-萨伐尔定律的测验过程

过去由于受到库仑定律的影响，好多科学家都相信电和磁之间不存在相应的关系，在举行研究的时候也是将电和磁分别开来。后来丹麦物理学家奥斯特在研究中察觉了电流的磁效应，这一消息急速传到了法国的科学界，仅仅一周的时间，安培就取得了重要的研究成果。与此同时，毕奥和萨伐尔举行了相关的电磁的测验，并且在法国科学院会议上做了重要报告。他们察觉：磁针的南极和北极被载流长直导线施加的力都反比于磁极与导线之间的距离。这个测验结果是人类第一次对电流磁效应的定量研究[2]。

（一）测验原理

毕奥和萨伐尔应用测验的方法建立了毕奥-萨伐尔定律。整个测验原理可以分为三方面：第一，在对小磁针的受力状况举行测量的过程中应用了磁针的振荡周期法，切实地求出磁力反比于振荡周期的平方数，高明地通过震荡周期间接地测量载流直导线产生的作用在磁场上的力；其次，为了更好地消释地磁场对测验的影响，他们通过补偿法制止了测验中地磁场对磁针磁化产生的误差，提高了测验的精确度；第三，根据具有对称性的弯折导线作用在磁极上的力的测验，求解作用力的大小和弯折角度的关系，并且导出定量的公式。因此，从一些特殊的电流产生的磁场导出电流源产生磁场的一般公式，就是毕奥-萨伐尔定律测验过程的实质[3]。

（二）磁现象的电流本质

安培在举行测验的时候，首先是将奥斯特的测验举行了重复，同时他也在斟酌一个更具深度的问题，就是：磁只能通过电流产生吗？磁的本质到底是什么？为了更好地对这一系列问题举行解答，安培首先做了一个比较，之后又先后举行了三次测验。安培认为在磁体间的作用都是磁最根本的现象和反映，因此之后他又将奥斯特测验和次体检的根本作用举行了相应的比较。由于他认为在奥斯特的测验过程中电流根本上都被当成了磁体，所以也是主要的施力磁体。那么到底电流能否充当受力的磁体呢？针对这一问题，安培也举行了相关的测验。通过测验，安培察觉电流切实能够充当根本的受力磁体。在不断地测验和探究过程中，他对好多之前存在的问题都举行了相应的分析和解答。因此通过大量的测验，安培又在原本测验的根基上举行了大胆的假设：磁性物质中由于真实的存在分子电流，因此磁现象真正的发源是由电流形成的[4]。

二、毕奥-萨伐尔定律的体验和理解

（一）磁与电流间的量化关系

虽然之前安培对好多电流的问题举行了研究和分析，但是在磁和电流间的量化关系到底是什么，对于这一问题得到了相应的进展的是毕奥和萨伐尔。他们在对这一问题举行研究的时候，首先是将奥斯特之前的测验举行了重复，同时在奥斯特原本的测验根基上也对测验装置举行了完善和提升，因此形成了毕奥-萨伐尔装置。在这项测验装置中，导线一经通电，那么两磁极同时受力，但是圆盘上的系统还是相应地保持静止状态。因此他们通过这一测验结果得出的结论是：两个磁力相对应的导线磁力的大小是相等的，但是由于方向是相反的，因此两者之间的作用力被相互抵消；同时由于磁力和电流的强度是成正比的，因此直线电流对磁极的作用力和电流的强度也是成正比的。

（二）毕奥-萨伐尔定律的體验

由于毕奥-萨伐尔的测验是在好多前提测验的根基上举行的，因此我们在和其他的物理定律举行比较的时候能够很明显地察觉它们之间有好多共同的特点，但是在整体测验的方向感还是存在很大区别的。譬如在举行测验的过程中，在同样一个平面内，有两个方向垂直的两个电流元，我们只要纯熟地掌管了毕奥-萨伐尔定律，那么就很轻易对磁感应的强度做出分析和判断，对我们学习电流指示也有着很大的扶助和影响[5]。

（三）毕奥-萨伐尔定律的理解

我们在学习物理的时候有一个特别常见的定那么叫作“左手定那么”。因此我们在对上文中的例子举行研究的过程中，想要更好地将问题举行简化，首先可以将电路中的其他环节去除。也就是说在同一个空间中只存在两个电流元，那么在对这一问题举行研究的过程中，我们就可以认为这两个电流元是在电荷元低速的运行过程中产生和展现的，因此在他们之间所产生的磁力实际上是没有得志牛顿第三定律的。

我们在对定律举行研究的过程中，通过测验的方式最终得出了磁现象的电流本质。因此在现代物理理论中我们察觉，无论是电流还是分子电流，都是电荷的运动。因此可以说，电磁现象的本质都是起源于最根本的电荷运动。在对定律建立的研究过程中，我们通过测验、比较等方式得到了毕奥-萨伐尔定律，同时我们还在这确定律中通过对测验现象的研究和分析，得出了相关的测验结论，对今后普遍物理教学的开展将起到极大的扶助。同时，学生在对这一物理问题举行理解的过程中也将有更明确的熟悉，对今后物理课程的学习和开展将起到有效的促进作用[6]。

三、终止语

本文对毕奥-萨伐尔定律的建立过程举行了细致的研究和分析，同时也对根本的测验原理和相关的环节举行了细致的阐述。物理本身就是一项对比枯燥的学科，并且这门学科的测验性对比强，学习定律和测验是不成分割的。加强对这类定律的分析和研究，不仅有助于教师更好地开展教学，也有助于学生更好地举行物理学习。在对定律的研究过程中，通过测验，学生对物理有了新的熟悉和理解。因此，在今后的学习过程中，教师要更好地对相关的定律举行研究，让学生在学习的过程中对问题的本质举行研究。这样才能更有利于普遍物理教学的开展和进展，有利于促进整体物理教学水平的提高。

[1]高卓，孙作江，刘鹏，等.毕奥-萨伐尔定律的教学研究[J].物理与工程，2022，24（06）：43-46.

[2]呼和满都拉，冀文慧，杨洪涛，等.毕奥-萨伐尔定律建立的探讨[J].物理通报，2022，28（11）：18-23.

[3]孟祥国，张宝锋，崔风华，等.由麦克斯韦方程组推导出毕奥-萨伐尔定律的几种方法[J].聊城大学学报（自然科学版），2022，17（01）：25-26，65.

[4]王较过.毕奥-萨伐尔