张翌

　　兰州资源环境职业技术学院 730021 兰州市

　　关键词：普通物理;毕奥萨伐尔定律;教学研究

　　作为电磁学中的一项基本规律，毕奥萨伐尔定律也是第一次指出了电磁之间的量化关系和作用，对物理学中电磁学的发展更是起到了极大的影响和意义。在这项定律中包含的基本物理思想和方法，对现代普通物理的发展起到了十分重要的影响。一般情况下，普通物理的教材中对这项定律进行引用的方法为对磁感应的强度进行定义，之后得出的结论为毕奥萨伐尔定律，最终再将读者的思维方向转到解题和物理计算的过程中[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不足，因此本文将对普通物理中的毕奥萨伐尔定律的教学进行深入的研究，通过本文的研究，我们将更好对现阶段这项定律中的问题进行解决，同时也将提出有效的解决方法。

　　一、建立毕奥萨伐尔定律的实验过程

　　由于在过去很多科学家受到库仑定律的影响，因此科学家都相信电和磁之间不存在相应的关系，同时在进行研究的时候也是将电和磁分别开展。当奥斯特在研究中发现电流磁效应，并且这一消息也迅速的传到了法国的科学界，仅仅一周的时间，安培也去取得了重要的科学研究成果。在这个过程中，毕奥和萨伐尔也开始对电磁的实验进行了相应的实验和分析，同时在法国的科学院相关的会议上也对这一问题考占了重要的报告。在研究报告中两人发现，磁针的南极和北极在载流长直导线施加力的作用下，和磁极与导线的距离是呈反比的趋势，同时这个实验的结果也是人类第一次对电流磁效应进行的定量研究[2]。

　　(一)实验原理

　　毕奥和萨伐尔在实验方法的基础上对这一实验结果进行完美的应用，因此毕奥萨伐尔定律也由此诞生，在这个实验过程中原理主要分为三方面：一、我们在对小磁针的受力状况进行测量的过程中，由于应用了磁针的振荡周期法，所以我们能准确的求出磁力反比于振荡周期的平方数，同时在这个过程中我们也能有效的对载流直导线产生的磁场力进行测量。二、为了更好消除的地磁场对实验的影响，他们通过补偿法减少了实验中地磁场对磁针磁化产生的误差，更好的对实验的精确度进行了提升。三、根据具有较强对称性的弯折导线作用在磁极上力的实验，对作用力的大小和弯折角度的基本关系做出了解答，最终导出了定量相应的物理公式，因此，得到了特殊电流产生的磁场导出电流源产生磁场的一系列共识，就是整个定律实验过程中的基本实质[3]。

　　(二)磁现象的电流本质

　　安培在进行实验的时候，首先是将奥斯特的实验进行了重复，同时他也在思考一个更具深度的问题，就是：磁只能通过电流产生吗?磁的本质究竟是什么?因此为了更好的对这一系列问题进行解答，安培首先做了一个对比，之后又先后的进行了三次实验，安培认为在磁体间的作用都是磁最基本的现象和反映，因此之后他又将奥斯特实验和次体检的基本作用进行了相应的对比，因为他认为在奥斯特的实验过程中电流基本上都被当成了磁体，所以也是主要的施力磁体，那么究竟电流能否充当受力的磁体呢?针对这一问题，安培也进行了相关的实验。通过实验，安培发现电流确实能够充当基本的受力磁体，在不断地实验和探究过程中，他对很多之前存在的问题都进行了相应的分析和解答，因此通过大量的实验，安培又在原本实验的基础上进行了大胆的假设：磁性物质中由于真是的存在分子电流，因此磁现象真正的发源是由电流形成的[4]。

　　二、毕奥萨伐尔定律的建立过程

　　(一)磁与电流间的量化关系

　　虽然之前安培对很多电流的问题进行了研究和分析，但是在磁和电流间的量化关系究竟是什么，对于这一问题得到了相应的进展的是毕奥和萨伐尔。他们在对这一问题进行研究的时候，首先是将奥斯特之前的实验进行了重复，同时在奥斯特原本的实验基础上也对实验装置进行了完善和改进，因此也形成了毕奥萨伐尔装置。在这项实验装置中，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的保持静止状态，因此在这一实验结果中，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)毕奥萨伐尔定律的体验

　　由于毕奥萨伐尔的实验是在很多前提实验的基础上进行的，因此我们在和其他的物理定律进行对比的时候能够很明显的发现，有很多共同的特点，但是在整体实验的方向感还是存在很大差别的。比如在进行实验的过程中，在同样一个平面内，有两个方向垂直的两个电流元，我们只要熟练地掌握了毕奥萨伐尔定律，那么就很容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帮助和影响[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十分常见的定则叫做左手定则，因此我们在对上文中的例子进行研究的过程中，想要更好的将问题进行简化，首先可以将电路中的其他环节进行去除，也就是说在同一个空间中，只存在两个电流元，那么在对这一问题进行研究的过程中，我们就可以认为这两个电流元是在电荷元低俗的运行过程中产生和出现的，因此在他们之间所产生的磁力实际上是没有满足牛顿第三定律的。

　　我们在对定律的研究过程中，通过实验的方式最终得出了磁现象的电流本质，因此在现代的物理理论中我们发现，无论是电流还是分析电流，形成的本质都是由于电荷的运动产生的。因此可以说，电磁现象的本质也是起源于最基本的电荷运动。在对定律建立的研究过程中，我们通过实验的方式和对比的方式得到了毕奥萨伐尔定律，同时我们还在这一定律中通过对实验现象的研究和分析，更好的得出了相关的实验结论，对今后普通物理教学的开展将起到极大的帮助，同时学生在对这一物理问题进行理解的过程中也将有更明确地认识，对今后物理课程的学习和开展将起到有效的促进作用[6]。

　　结束语：

　　本文对毕奥萨伐尔定律的建立过程进行了详细的研究和分析，同时也对基本的实验原理和相关的环节进行了详细的阐述。在教育环节中，物理本身就是一项比较枯燥的学科，并且这门学科要求的是雅安性比较强，我们在学习的过程中和实验是不可分割的，因此针对这种情况，我们更应该加强对这类定律的分析和研究，不仅帮助教师更好的开展教学，同时也有助于学生更好的进行物理的学习。在对这项定律的研究过程中，我们通过进行相应的实验，不断让学生对物理有了新的认识和了解，因此在今后的学习过程中，我们要更好的对相关的定律进行研究，让学生在学习的过程中，对问题的本质进行研究，才能更有利于普通物理教学的开展和发展，同时全面促进我国物理教学的整体水平。

　　参考文献：

　　[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,2014,24(6):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,2014,28(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),2014,17(1):25-26,65.

　　[4] 王较过.毕奥-萨伐尔定律的建立过程[J].四川师范大学学报(自然科学版),2011,24(6):614-617.

　　[5] 毕奥-萨伐尔定律的教育价值评述[J].中国科教创新导刊,2009,35(28):81,83.

　　[6] 高志华,何俊.毕奥-萨伐尔定律的教学研究[J].物理通报,2012,33(10):18-19.

　　作者简介：张翌，女，甘肃甘南，1991年9月，单位：兰州资源环境职业技术学院，助教，物理学。