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上海电力大学 高教研究 2021 年第 期
图 1 长直载流导线（左）与均匀带电长直导线（右）的场分布类比图
由库仑定律可以得到点电荷在空间激发的电场分布，任意带电体可分割为许多无穷小的点电荷，
结合矢量叠加就可以得到整个带电体的电场分布。类似的，如果知道电流元激发的磁场分布，就可以
得到载流电路的磁场分布。但稳恒电流只能存在于闭合回路中，实验中无法获得一个孤立的稳恒电流
元，但通过类比可以发现，磁场和电场有着相似的分布规律。
毕奥萨伐尔通过实验证明，长直载流导线在周围激发的磁场与距离成反比，而均匀带电长直导线
的电场与距离的也成反比关系。既然电场的反比关系是由点电荷的电场与距离两次方反比得来的，长
直载流导线的磁场是否也由电流元磁场与距离两次方反比而来？用这个假设计算各种载流导线的磁场
分布，结果均与测量得到的结论吻合，由此确定这个假设是成立的。可见通过类比，电场和磁场的共
性更加突显了出来，更有利于对磁场的认知。
2. 从对称性中发现规律
法拉第深受奥斯特实验的启发，既然电场能激发产生磁场，那么反过来，磁场也应该能激发电场。
于是，法拉第反复试验，于 1831 年发现磁棒插入或抽出线圈时，在线圈中产生了电流即电磁感应现象。
不同的是，奥斯特发现的电生磁是一种稳态效应，而电磁感应中的磁生电是一种暂态效应。
磁
电
电 磁
电磁感应现象中，变化的磁场使回路产生了感应电流，即变化的磁场在使电子受力运动方面和静
电场有相同的效果，由此，麦克斯韦大胆提出假设，变化的磁场在其周围会激发产生了电场，他把这
种电场称之为感生电场或涡旋电场。那么，变化的电场是否会产生磁场呢？麦克斯韦在分析非稳恒电
流时，再次提出变化的电场在激发磁场方面与传导电流相同，由此提出了位移电流的概念，从而完善
了安培环路定理，完成了对电磁规律的总结和推广。
静电场 感生电场
传导电流 位移电流
可见，在电磁学发展过程的重大节点上，从彼现象类比到此现象发挥了重要的作用，就像我们也
经常会由人及己。论语有云：见贤思齐焉，见不贤而内自省也。看到有德行有才能的人就向他学习，
希望能在其中和他看齐；见到没有德行的人就要在内心反省自我的缺点。作为社会的一员，我们观察
别人，从别人身上的品性来反观自身，由自省达到提高自我，这是类比在我们生活中的体现。
二、由此及彼
变化的磁场在其周围激发产生电场，而变化的电场由在其周围激发产生磁场，这样电磁相互激发，
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