电磁场-重点部分
高中物理知识重点总结-电磁学部分
高中物理知识重点总结-电磁学部分高中物理学问重点总结-电磁学部分1、基本概念:电场、电荷、点电荷、电荷量、电场力(静电力、库仑力)、电场强度、电场线、匀强电场、电势、电势差、电势能、电功、等势面、静电屏蔽、电容器、电容、电流强度、电压、电阻、电阻率、电热、电功率、热功率、纯电阻电路、非纯电阻电路、电动势、内电压、路端电压、内电阻、磁场、磁感应强度、安培力、洛伦兹力、磁感线、电磁感应现象、磁通量、感应电动势、自感现象、自感电动势、正弦沟通电的周期、频率、瞬时值、最大值、有效值、感抗、容抗、电磁场、电磁波的周期、频率、波长、波速2、基本规律:电量平分原理(电荷守恒)库伦定律(留意条件、比较-两个近距离的带电球体间的电场力)电场强度的三个表达式及其适用条件(定义式、点电荷电场、匀强电场)电场力做功的特点及与电势能变化的关系电容的定义式及平行板电容器的打算式部分电路欧姆定律(适用条件)电阻定律串并联电路的基本特点(总电阻;电流、电压、电功率及其安排关系)焦耳定律、电功(电功率)三个表达式的适用范围闭合电路欧姆定律基本电路的动态分析(串反并同)电场线(磁感线)的特点等量同种(异种)电荷连线及中垂线上的场强和电势的分布特点常见电场(磁场)的电场线(磁感线)外形(点电荷电场、等量同种电荷电场、等量异种电荷电场、点电荷与带电金属板间的电场、匀强电场、条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流、通电螺线管)电源的三个功率(总功率、损耗功率、输出功率;电源输出功率的最大值、效率)电动机的三个功率(输入功率、损耗功率、输出功率)电阻的伏安特性曲线、电源的伏安特性曲线(图像及其应用;留意点、线、面、斜率、截距的物理意义)安培定则、左手定则、楞次定律(三条表述)、右手定则电磁感应想象的判定条件感应电动势大小的计算:法拉第电磁感应定律、导线垂直切割磁感线通电自感现象和断电自感现象正弦沟通电的产生原理电阻、感抗、容抗对交变电流的作用变压器原理(变压比、变流比、功率关系、多股线圈问题、原线圈串、并联用电器问题)3、常见仪器:示波器、示波管、电流计、电流表(磁电式电流表的工作原理)、电压表、定值电阻、电阻箱、滑动变阻器、电动机、电解槽、多用电表、速度选择器、质普仪、回旋加速器、磁流体发电机、电磁流量计、日光灯、变压器、自耦变压器。
电磁场与电磁波电子教案
电磁场与电磁波电子教案第一章:电磁场的基本概念1.1 电磁场的定义与特性1.2 电磁场的基本方程1.3 电磁场的边界条件1.4 电磁场的能量与辐射第二章:静电场2.1 静电场的基本方程2.2 静电场的边界条件2.3 静电场的能量与能量密度2.4 静电场的势与电场强度第三章:稳恒磁场3.1 稳恒磁场的性质3.2 稳恒磁场的磁感应强度3.3 磁场的基本方程3.4 磁场的边界条件第四章:电磁波的基本概念4.1 电磁波的产生与传播4.2 电磁波的波动方程4.3 电磁波的能量与动量4.4 电磁波的极化与反射、折射第五章:电磁波的传播与应用5.1 电磁波在自由空间的传播5.2 电磁波在介质中的传播5.3 电磁波的辐射与天线理论5.4 电磁波的应用(如无线通信、微波炉等)第六章:电磁波的波动方程与群速度6.1 电磁波的波动方程6.2 电磁波的相速度与群速度6.3 电磁波的色散现象6.4 电磁波的传播特性分析第七章:电磁波的极化与散射7.1 电磁波的极化类型与极化率7.2 电磁波的圆极化与线极化7.3 电磁波的散射现象及其原理7.4 电磁波散射的应用(如雷达、遥感等)第八章:电磁波在天线理论与辐射中的应用8.1 天线的基本原理与类型8.2 天线的辐射特性与方向性8.3 天线的设计与优化8.4 电磁波在天线辐射中的应用(如无线通信、广播等)第九章:电磁波在介质中的传播与波导9.1 电磁波在均匀介质中的传播9.2 电磁波在非均匀介质中的传播9.3 波导的基本概念与特性9.4 波导中的电磁波传播与应用第十章:电磁波在现代科技领域的应用10.1 无线通信与电磁波10.2 微波炉与电磁波10.3 雷达技术与电磁波10.4 光学与电磁波(如光纤通信、激光等)10.5 电磁波在其他领域的应用(如医学、工业等)重点和难点解析重点一:电磁场的基本概念补充说明:电磁场的定义是电荷产生的一种场,具有能量和动量。
基本方程包括高斯定律、法拉第感应定律和安培定律。
带电粒子在电磁场中的运动重点内容解读
带电粒子在电磁场中的运动重点内容解读孝感三中陈继芳带电粒子在电磁场中运动是高中物理中研究的重点之一,也是高考命题重点之一。
近几年高考题中的压轴题都是这类题型;高考对带电粒子在电磁场中运动的考查每年每份试卷都有2个以上的题,分值占总分的12~20%。
高考对带电粒子在电磁场中运动的考查涉及的知识点主要是:电场力、电势差、洛伦兹力、带电粒子在电场中的加速和类平抛运动、带电粒子在磁场中的匀速圆周运动等。
核心考点一、带电粒子在电场中加速、在匀强电场中的类平抛运动与磁场中的圆周运动【核心考点解读】带电粒子在电场中的类平抛运动可按照运动分解把带电粒子的运动分解为垂直电场方向的匀速直线运动和沿电场方向的匀变速直线运动。
带电粒子在电场中加速利用动能定理列方程解答,在磁场中的匀速圆周运动可依据洛仑兹力提供向心力列方程解答。
题1如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=60°,并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,微粒射出磁场时的偏转角也为θ=60°。
已知偏转电场中金属板长L=23cm,圆形匀强磁场的半径R=103cm,重力忽略不计。
求:(1)带电微粒经U1=100V的电场加速后的速率;(2)两金属板间偏转电场的电场强度E;(3)匀强磁场的磁感应强度的大小。
解析:略【名师点评】此题通过带电粒子在电场中加速、在匀强电场中的类平抛运动与磁场中的圆周运动,综合考查对动能定理、平抛运动规律迁移、电场力、速度分解与合成,洛伦兹力、牛顿第二定律、圆周运动等知识的掌握情况。
题2.如图所示,MN 是相距为d 的两平行金属板,O 、O '为两金属板中心处正对的两个小孔,N 板的右侧空间有磁感应强度大小均为B 且方向相反的两匀强磁场区,图中虚线CD 为两磁场的分界线,CD 线与N 板的距离也为d.在磁场区内适当位置放置一平行磁场方向的薄挡板PQ ,并使之与O 、O '连线处于同一平面内.现将电动势为E 的直流电源的正负极按图示接法接到两金属板上,有O 点静止释放的带电粒子(重力不计)经MN 板间的电场加速后进入磁场区,最后恰好垂直撞上挡板PQ 而停止运动。
八年级下册物理重点笔记
八年级下册物理重点笔记八年级下册物理重点笔记:一、性质1、热量和温度之间的关系:热量和温度之间有相互联系,其变化越小,相应的热量变化也越小。
如当物体把热量输出时,它的温度会降低;反之,当物体吸收热量时,它的温度就会升高。
2、静电:静电是物体之间的静态电荷,即一个物体被赋予电荷,而另一个物体则吸收了一部分电荷,造成两个物体间有电荷不均匀的情况,这就是静电现象。
静电的表现主要有电吸引、共轭电磁现象等。
3、热传导:热传导是指物体内部质点不断运动时产生的热量扩散,通过物质传导热量,使物体表面温度渐渐均匀。
热导率是衡量热传导能力的量,它是比物体传导热量速度与表面温差的比值。
随着温度升高,许多物质的热传导率也会增加,因此物质也可热传导。
二、机械能1、机械能的定义:机械能(Mechanical energy)是指某个物体因受到其它物体的作用而受到的力,即当物体凡行着变动时,其应项的动能和位能。
2、动能和位能:动能是指物体移动过程中拥有的能量,公式为:动能=物体质量×2分之一×平均速度的平方;位能是指物体相对于某处强烈的地拉力(重力)作用下所具有的能量,以重力势能(gravitational potential energy)为例,公式为:位能=质量×地拉力×高度。
三、作用力1、力的定义:力是物体产生加速运动的一种能量,它具有方向性,可以从反作用力的角度来分析。
2、平衡力:平衡力是指物体直线和转动运动所受的作用力的和为0。
即外力合作,恒定位移,做功静止时,各外力大小相等,方向相反,力矩之和也是0。
3、电动力:电动力也叫作电推力或电阻力,是物体由于带电体受到自己或其它电场所产生的力作用受到的力,这种力具有极其强大的冲力,可以用来改变物体的运动状态并使物体加速。
四、电磁场1、电磁场的定义:电磁场就是当电荷运动时产生的一种伴磁效应,在电磁场中,电磁荷会经由空间传播而形成的力的场。
南方电网专业课考点总结 电磁场 第三章1
磁力线的性质:
B线是闭合曲线; B线与电流方向成右螺旋关系; B线不能相交 磁场强处,磁力线密集,否则稀疏。
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第 二 章
恒定电场
B 线方程
B // dl → B = kdl or B × dl = 0
S
Jm = ∇ × M
可以证明面磁化电流 注意
体磁化电流
Km = M × en
磁化电流是一种等效电流,是大量分子电流磁效应的表示。 有磁介质存在时,场中的 B 是传导电流和磁化电流共同 作用在真空中产生的磁场。
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第 二 章
恒定电场
T(Wb/m2) 1T=104(GS)
或磁通密度 F B Idl α
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定义
第 二 章
恒定电场
洛仑兹力 电流是电荷以某一速度运动形成的,所以磁场对
电流的作用可以看作是对运动电荷的作用。
dq dF = Idl × B = (vdt ) × B dt
洛仑兹力
dF B v α
F = qv × B
∫ B ⋅ dl = μ I
l 0
交链多个电流
0
∫ B ⋅ dl = μ ∑ I
l
真空中的安 培环路定律
表明在真空的磁场中,沿任意回路磁感应强度B的线积 分等于真空磁导率乘以穿过回路限定面积上电流的代数和。
注意
① 定律中电流I 的正负取决于电流的方向与积分回路的绕 行方向是否符合右螺旋关系,符合时为正,否则为负。 ② 定律中的B是整个场域中所有电流的贡献。
体电流
电磁场与电磁波复习重点
梯度: 高斯定理:A d S ,电磁场与电磁波知识点要求第一章矢量分析和场论基础1理解标量场与矢量场的概念;场是描述物理量在空间区域的分布和变化规律的函数。
2、理解矢量场的散度和旋度、标量场的梯度的概念,熟练掌握散度、旋度和梯度的计算公 式和方法(限直角坐标系)。
:u;u;u e xe ye z ,-X;y: z物理意义:梯度的方向是标量u 随空间坐标变化最快的方向;梯度的大小:表示标量 u 的空间变化率的最大值。
散度:单位空间体积中的的通量源,有时也简称为源通量密度,旋度:其数值为某点的环流量面密度的最大值, 其方向为取得环量密度最大值时面积元的法 线方向。
斯托克斯定理:■ ■(S?AdS|L )A d l数学恒等式:' Cu )=o ,「c A )=o3、理解亥姆霍兹定理的重要意义:a时,n =3600/ a , n为整数,则需镜像电荷XY平面, r r r.S(—x,y ,z)-q ■严S(-x , -y ,z)S(x F q R 1qS(x;-y ,z )P(x,y,z)若矢量场A在无限空间中处处单值,且其导数连续有界,源分布在有限区域中,则矢量场由其散度和旋度唯一地确定,并且矢量场A可表示为一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和。
A八F u第二、三、四章电磁场基本理论Q1、理解静电场与电位的关系,u= .E d l,E(r)=-V u(r)P2、理解静电场的通量和散度的意义,「s D d S「V "v dV \ D=,VE d l 二0 ' ' E= 0静电场是有散无旋场,电荷分布是静电场的散度源。
3、理解静电场边值问题的唯一性定理,能用平面镜像法解简单问题;唯一性定理表明:对任意的静电场,当电荷分布和求解区域边界上的边界条件确定时,空间区域的场分布就唯一地确定的镜像法:利用唯一性定理解静电场的间接方法。
关键在于在求解区域之外寻找虚拟电荷,使求解区域内的实际电荷与虚拟电荷共同产生的场满足实际边界上复杂的电荷分布或电位边界条件,又能满足求解区域内的微分方程。
物理必修三第九章知识点梳理
物理必修三第九章知识点梳理物理必修三的第九章是重要的一章,涉及到从电磁原理到光学原理的许多内容。
本章的主要讨论的重点是电磁场的物理和物理原理。
本章小结涉及到以下几个知识点:首先要搞清楚电磁场的定义及其属性。
电磁场是一个场,其中的能量由局部的电场和磁场组成。
电场是一种由电流或静电场产生的变量量,磁场是由磁通量产生的变量量。
电磁场可以产生推力作用,是一种有趣的能量场,能影响到电荷的运动方式。
其次是电磁场的产生机理,对于电磁场的产生机理有以下理论:一是电荷的移动,通电的导体中的电荷的移动会产生电磁场,既能影响到电荷运动,又能影响到周围物体。
二是电磁感应现象,电磁感应现象是指电磁场产生时,可以改变电偶极子的磁场强度,产生电磁感应电动势。
三是高频电磁波,高频电磁波是指超过一定频率的电磁波,它具有较强的透射能力,可以用来传播信息。
第三要掌握电磁场的定律,电磁场的定律可以描述电磁场的基本特征。
其中最为重要的是电动势定律、磁动势定律、电磁感应定律、牛顿-曼定律等。
电动势定律是指电场中电子的受力关系,磁动势定律是指电磁场中磁通量的受力关系,电磁感应定律是指电磁场的变化对其他物体的影响,而牛顿-曼定律是指电荷受到电磁场的作用下,会有一个力,该力可以把电子从一个区域向另一个区域转移。
同时要了解电磁场的用途,电磁场是能量传递的重要方式,已经广泛应用于日常生活中,如电辐射、磁性材料及电磁共振等。
电辐射是一种电磁波,它可以传播信息、同步电路,用来接收讯号或数据,并进行交流。
磁性材料也可以用来磁性传输,比如吸铁石的磁性将电流转换为磁通量,同时用来实现电磁铁的动力拉力。
电磁共振是指电荷受到电磁场的作用,可以产生共振现象,比如电磁阀可以由电磁场控制,进行开关控制。
最后要搞清楚光学原理,光学原理是由隐士纳兹等人在19世纪提出的,认为光是一种由电场和磁场产生的波,其实质是电磁场的振动,可以把热能转换为电场和磁场能量,也可以把电场和磁场能量转化为可见光。
《工程电磁场》复习题复习资料重点
《工程电磁场》复习题一.问答题1 .什么是静电场?写出其基本方程并由此总结静电场的特点。
由静止电荷在其周围产生的电场。
F=ql*q2∕4pi*R*R*eO静电场不随时间变化2 .什么是恒定电场?写出其基本方程并由此总结静电场的特点。
恒定电流产生的电场。
3 .什么是恒定磁场?写出其基本方程并由此总结静电场的特点。
磁场强度和方向保持不变的磁场。
4 .如果区域中某点的电场强度为零,能否说明该点的电位也为零?为什么?电场强度E是一个随空间点位置不同而变化的矢量函数,仅与该点的电场有关。
a,b为两个电荷相等的正反电荷,在其中心点处电位为零,但场强不为零。
5 .如果区域中某点的电位为零,能否说明该点的电场强度也为零?举例说明?不能。
a,b为两个相等正电荷,在其中心点处电场强度为零,但电位不为零。
6 .静电场的电力线会闭合的吗?恒定电场的电力线会闭合的吗?为什么?静电场的电力线不会闭合,起于正电荷止于负电荷。
在变化的磁场产生的有旋电场中,电力线环形闭合,围绕着变化磁场。
7 .写出两种不同媒质分界面上恒定电场与恒定磁场的边界衔接条件。
恒定电场的边界衔接条件J*dS=OE*dl=O恒定磁场的边界衔接条件B*dS=OH*dl=I8 .什么是矢量磁位A?什么是磁感应强度B?B=OB=*A(*A)=0,矢量磁位A是一个辅助性矢量。
磁感应强度B是描述磁场强弱和方向的基本物理量9 .什么是磁导率?什么是介电常数?表示磁介质磁性的物理量。
介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数。
10 .导电媒质中恒定电场与静电场之间具有什么相似关系?二.填空题1 .静止电荷产生的电场,称之为_静电场场。
它的特点是有散无旋场,不随时间变化。
2 .高斯定律说明静电场是一个有散场。
3 .安培环路定律说明磁场是一个有旋场。
4 .电流密度是一个矢量,它的方向与导体中某点的正电荷的运动方向相同。
5 .在两种不同导电媒质的分界面上,磁感应强度的法向分量越过分界面时连续,电场强度的切向分量连续。
电磁场知识点总结
电磁场知识点总结电磁场知识点总结电磁场与电磁波在高考物理中属于非主干知识点,多以选择题的形式出现,题目难度较低,属于必得分题目,重点考察考生对基本概念的理解和掌握情况。
下面为大家简单总结一下高中阶段需要大家掌握的电磁场与电磁波相关知识点。
电磁场知识点总结一、电磁场麦克斯韦的电磁场理论:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。
理解:*均匀变化的电场产生恒定磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,振荡电场产生同频率振荡磁场*均匀变化的磁场产生恒定电场,非均匀变化的磁场产生变化的电场,振荡磁场产生同频率振荡电场*电与磁是一个统一的整体,统称为电磁场(麦克斯韦最杰出的贡献在于将物理学中电与磁两个相对独立的部分,有机的统一为一个整体,并成功预言了电磁波的存在)二、电磁波1、概念:电磁场由近及远的传播就形成了电磁波。
(赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测出电磁波的波速)2、性质:*电磁波的传播不需要介质,在真空中也可以传播*电磁波是横波*电磁波在真空中的传播速度为光速*电磁波的波长=波速*周期3、电磁振荡LC振荡电路:由电感线圈与电容组成,在振荡过程中,q、I、E、B均随时间周期性变化振荡周期:T=2πsqrt[LC]4、电磁波的发射*条件:足够高的振荡频率;电磁场必须分散到尽可能大的'空间*调制:把要传送的低频信号加到高频电磁波上,使高频电磁波随信号而改变。
调制分两类:调幅与调频#调幅:使高频电磁波的振幅随低频信号的改变而改变#调频:使高频电磁波的频率随低频信号的改变而改变(电磁波发射时为什么需要调制?通常情况下我们需要传输的信号为低频信号,如声音,但低频信号没有足够高的频率,不利于电磁波发射,所以才将低频信号耦合到高频信号中去,便于电磁波发射,所以高频信号又称为“载波”)5、电磁波的接收*电谐振:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波频率相同时,接受电路中振荡电流最强(类似机械振动中的“共振”)。
*调谐:改变LC振荡电路中的可变电容,是接收电路产生电谐振的过程*解调:从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的信号的过程,是调制的逆过程,解调又叫做检波(收音机是如何接收广播的?收音机的天线接收所有电磁波,经调谐选择需要的电磁波(选台),经过解调取出携带的信号,放大后再还原为声音)5、电磁波的应用电视、手机、雷达、互联网6、电磁波普无线电波:通信红外线:加热物体(热效应)、红外遥感、夜视仪可见光:照明、摄影紫外线:感光、杀菌消毒、荧光防伪X射线:医用透视、检查、探测r射线:工业探伤、放疗。
专题05 电磁感应与电磁波初步 (重难点知识集锦)
专题05 电磁感应与电磁波初步第1节磁场磁感线1、磁场概念的形成、电流的磁效应及电流周围的磁场分布。
(重点)2、磁场的物质性和基本性质(难点)1.电和磁的联系磁可以产生电,电也可以产生磁。
2.磁场①基本性质:磁体间、磁体与电流、电流与电流间都可以通过磁场产生力的作用②客观存在:磁场是客观存在的,看不见摸不着的。
3.磁感线磁感线是在磁场中画出的具有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致。
4.安培定则用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
第2节 磁感应强度 磁通量1、磁感应强度的定义。
(重点)2、磁通量的概念及计算。
(重点)3、磁感应强度的计算。
(难点)4、磁通量的计算。
(难点)(一)磁感应强度1.方向:物理学中规定,小磁针静止时,N 极所指的方向为该点的磁感应强度方向,简称磁场的方向。
2.大小(1)公式:B F IL =(2)意义:表示磁场强弱和方向的物理量 (3)单位:特斯拉,简称特,符号T ,即m A NT ⋅=11 (二)匀强磁场:磁感应强度处处相等的磁场(三)磁通量1.定义:设在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S ,我们把B 与S 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量2.公式:Φ=BS3.单位:韦伯,简称韦,符号Wb 。
211m T Wb ⋅=4.意义:磁通量表示穿过此平面的磁感线条数。
第3节 电磁感应现象及应用1.知道什么是电磁感应现象(重点)2.了解产生感应电流的条件(重点)3.电磁感应现象的产生及其条件(难点)4.电磁感应现象中的能量转化特点(难点)(一)电磁感应的发现1.发现人:法拉第。
2.定义:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。
3.感应电流:电磁感应产生的电流为感应电流。
(二)产生感应电流的条件1.条件:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。
高考复习:带电粒子在电磁场中的运动问题归纳总结
带电粒子在电磁场中的运动带电粒子在电磁场中的运动包括带电粒子在匀强电场、交变电场、匀强磁砀及包含重力场在内的复合场中的运动问题,是高考必考的重点和热点。
纵观近几年各种形式的高考试题,题目一般是运动情景复杂、综合性强,多把场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、功能关系以及交变电场等知识有机地结合,题目难度中等偏上,对考生的空间想像能力、物理过程和运动规律的综合分析能力,及用数学方法解决物理问题的能力要求较高,题型有选择题,填空题、作图及计算题,涉及本部分知识的命题也有构思新颖、过程复杂、高难度的压轴题。
带电粒子在电磁场中的运动问题属于场的性质和力学规律及能量观点的综合应用,解决此类问题以力学思路为主线,突出场的性质,实现场、力和能的结合。
针对带电粒子在电磁场中的运动为核心的专题,可设置从运动和力的观点解决带电粒子在电场中的加速和偏转问题;从能量的观点解决带电粒子中的加速与偏转问题;从运动和力的观点解决带电粒子在磁场中的圆周运动问题。
近几年物理高考题总有一些似曾相识的题目。
所以应根据高考命题的热点改造试题、变换设问方式,克服思维定势。
同时设计出一些贴近高考的新颖试题:比如理论联系实际的题目、设计性的实验题目等,以使训练贴近高考。
一.带电粒子在电场中运动高考命题涉及的电场有匀强电场,也有非匀强电场和交变电场。
带电粒子在电场中的运动可分为三类:第一类为平衡问题;第二类为(包括有往复)问题;第三类为偏转问题。
解题的基本思路是:首先对带电粒子进行受力分析,再弄清运动过程和运动性质,最后确定采用解题的观点(力的观点、能的观点和动量观点)。
平衡问题运用物体的平衡条件;直线运动问题运用运动学公式、牛顿运动定律、动量关系及能量关系;偏转问题运用运动的合成和分解,以及运动学中的抛体运动规律等。
例1、如图所示,电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U 2的两块平行金属板间的电场中,板长为l ,板间距离为d ,入射方向跟极板平行。
电磁场-重点部分
1、静磁场不是由通量源,而是由_______旋涡源__________产生的;2、在两种媒质分界面的两侧,而磁场的法向分量_________________(连续或不连续)。
3、亥姆霍茨定理表述在有限区域的任一矢量场由它的散度,旋度以及边界条件唯一地确定;说明的问题是要确定一个矢量或一个矢量描述的场,须同时确定其____散度和旋度_____________4、 静电场中E 的切向分量在通过分界面时_________________。
5、S d tB l d E l S ⎰⎰∂∂-=∙其物理描述为___变换的磁场是产生电场的旋涡源___. 6、时谐场是激励源按照单一频率随时间作正弦变化时所激发的也随时间按正弦变化的场;一般采用时谐场来分析时变电磁场的一般规律,是因为1)任何时变周期函数都可以用正弦函数表示的傅里叶级数来描述;2)在线性条件下可以_____使用叠加原理____________7、坡印廷矢量的数学表达式_________________;8、电介质的极化是指在外电场作用下,电介质中出现有序排列的电偶极子表面上出现束缚电荷的现象。
描述电介质极化程度或强度的物理量是_________________9、介质的三个本构方程分别是__________、H B μ=、E J C γ= 10、趋肤效应是指 当交变电流通过导体时,随着电流变化频率的升高,导体上所流过的电流将越来越集中于导体表面附近,导体内部的电流____越来越小_____________的现象11静电场是由________________________、不是由________________________产生的场;12.矢量的通量物理含义是矢量穿过曲面的矢量线的总和; 散度的物理意义是矢量场中任意一点处通量对体积的变化率;散度与通量的关系是________________________。
13、矢量函数的环量定义 ⎰⋅=l l d A C ;旋度的定义MAX l S Sl d A A rot ∆⋅=⎰→∆lim 0;二者的关系________________________ ;旋度的物理意义:最大环量密度和最大环量密度方向。
电磁场课件第2章 电场、磁场与麦克斯韦方程
S
I l'
24
计算 B 在回路 l上的闭合线积分有
B d l
l
[ 0I l 4
d l' R l' R3 ]d l
0I
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[
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因此,由上式可得
B dl 0I d 4
为角
d
dS 所 张
'
的 积 分
立
体
根据势函数与有势场的对应关系,可得到空间一点P处的
ic s Jcds
36
运流电流
电荷在无阻力空间作有规则运动而形成
形成运流电流的电荷在运动时并不受到碰撞阻滞作用, 即使存在与其它粒子发生碰撞的机率,其作用也微乎其微, 可忽略不计,因此运流电流不服从于欧姆定律。
假设存在一个电荷体密度为 的区域,在电场作用下,
电荷以平均速度v 运动,在dt 时间内,电荷运动的距离为dl 则
q
4 0
(d
cos
r2
)
pe r
4 0r3
23
2.5 磁偶极子
在定义磁偶极子之前,首先来分析一个闭合电流回路在空间 所产生的磁场。正如电偶极子是常见的电场源的存在形式一样, 闭合电流回路是磁场源的最常见形式。
B
0
4
Id l' eR
R l '
2
0I
4
d l' R
R l '
3
M
d
dl P
n
l
R
法拉第电磁感应定律 感应电动势
闭合路径所包围的磁通
e dm dt
e l E d l
广工工程电磁场复习重点
第一章矢量分析1. 标量和矢量的概念,标量积和矢量积。
2. 直角坐标系下的方向导数的求解,直角坐标系下的梯度求解,两者的关系?梯度和等值面的方向关系例1-4-1 1-4-2。
3. 矢量场通量的定义及求解,散度的定义及直角坐标系下的求解,散度定理,拉普拉斯算子的定义例1-5-1。
4. 矢量场环量的定义及求解,旋度的定义及直角坐标系下的求解,旋度定理。
5. 无散场和无旋场的定义,分别可以用什么来表示。
6. 矢量场惟一性定理的内容,亥姆霍兹定理的内容、表达式及含义。
第二章静电场1. 静电场的概念,电场强度,电通量,电场线的概念(与什么电荷有关);2. 高斯定律的内容(积分式和微分式)及应用的前提条件,静电场的散度及旋度例2-2-33. 电位的定义,电位与电场强度的关系(积分式和微分式),电位与电场力做功的关系,等位面的定义,等位面与电场强度的方向关系4. 自由电荷与束缚电荷(极化电荷)的区别,介质分子的分类,极化的概念、分类,电极化强度的定义,由电极化率对介质的分类,各向同(异)性、(非)均匀、(非)线性、静止(运动)。
5. 电通密度的定义,介质中的静电场方程(积分式和微分式),电通密度线的概念(与什么电荷有关),介电常数的概念,相对介电常数的概念6. 什么叫静电场的边界条件✓介质-介质边界条件?束缚电荷面密度如何求解?(注意与基本方程对应的模型,边界法线方向由1->2)✓什么是静电平衡?导体中及导体表面的电场分布及电位分布?✓导体和介质边界条件的内容,自由电荷面密度?束缚电荷面密度?✓什么是静电屏蔽?电荷处于金属空腔内部及外部,空腔接地及不接地情况下,电场分布?例2-6-17. 电容的定义,部分电容的概念,求等效电容的步骤,例2-7-18. 静电场能量密度?静电场能量的计算9. 库仑定律,虚位移法求电场力常电荷系统、常电位系统例2-9-1第三章静电场的边值问题1. 有源区及无源区的电位微分方程?2. 静电场的唯一性定理?3. 镜像法的实质?四种系统的镜像法求解。
工程电磁场导论准静态电磁场和边值问题知识点
工程电磁场导论准静态电磁场和边值问题知识点一、知识概述准静态电磁场和边值问题①基本定义:- 准静态电磁场呢,简单说就是一种近似的电磁场情况。
在一些情况下,电磁场变化不是那么快,就可以把它当作准静态的。
比如说电场或者磁场的变化率相对比较小的时候,就像是大家走路的时候一步一步慢慢走,而不是跑来跑去那种很剧烈的变化。
电场准静态的时候,可以近似用静电场的一些方法去分析,磁场准静态的时候也类似能用上一些静磁场的办法。
边值问题呢,就是在给定的边界条件下,去求解电磁场的问题。
就好比你要在一个限定的区域里,根据这个区域四周的情况来确定里面电磁场是啥样的,这个区域周围的情况就是边界条件。
②重要程度:- 在工程电磁场导论这个学科里,这可是很重要的一部分呢。
因为实际工程中很多电磁场的情况都可以用准静态的概念简化分析,让复杂的问题变得好理解一些。
边值问题相当于把电磁场的理论和实际应用连接起来的一座桥,如果搞不定边值问题,很多实际工程中的电磁场就没法准确计算和设计。
③前置知识:- 得先掌握静电场、静磁场的基本概念和计算方法。
比如说库仑定律得知道吧,安培定律这些也得有个印象。
就像你要学烧复杂的菜,那得先把切菜洗菜、基本的煎炒烹炸先学会。
④应用价值:- 在电气设备的设计里经常用到。
比如电机的电磁场分析,就可以用准静态电磁场的概念简化计算。
还有像变压器的设计,要考虑铁芯周围的磁场分布,这时候就会涉及到边值问题。
如果这些搞不清楚,电机可能性能就不好,变压器效率也上不去。
二、知识体系①知识图谱:- 准静态电磁场和边值问题在工程电磁场导论这个学科里就像是大树的树干分出来的一个大树枝。
它跟之前学的静电场、静磁场有联系,又为后面学习更复杂的时变电磁场打基础。
②关联知识:- 和麦克斯韦方程组里的各个方程关系密切。
像准静态电磁场很多时候就是在麦克斯韦方程组在特殊情况下的一种反映。
和电磁感应原理也有关联,因为磁场变化产生感应电场之类的。
③重难点分析:- 重点是确定不同情况下的准静态电磁场的近似条件,还有就是高效准确地根据边界条件求解边值问题。
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1、静磁场不是由通量源,而是由_______旋涡源__________产生的;
2、在两种媒质分界面的两侧,而磁场的法向分量_________________(连续或
不连续)。
3、亥姆霍茨定理表述在有限区域的任一矢量场由它的散度,旋度以及边界条
件唯一地确定;说明的问题是要确定一个矢量或一个矢量描述的场,须同时确定其____散度和旋度_____________
4、 静电场中E 的切向分量在通过分界面时_________________。
5、S d t
B l d E l S ⎰⎰∂∂-=∙其物理描述为___变换的磁场是产生电场的旋涡源___. 6、时谐场是激励源按照单一频率随时间作正弦变化时所激发的也随时间按正
弦变化的场;一般采用时谐场来分析时变电磁场的一般规律,是因为1)任何时变周期函数都可以用正弦函数表示的傅里叶级数来描述;2)在线性条件下可以_____使用叠加原理____________
7、坡印廷矢量的数学表达式_________________;
8、电介质的极化是指在外电场作用下,电介质中出现有序排列的电偶极子
表面上出现束缚电荷的现象。
描述电介质极化程度或强度的物理量是_________________
9、介质的三个本构方程分别是____
______、H B μ=、E J C γ= 10、趋肤效应是指 当交变电流通过导体时,随着电流变化频率的升高,导体
上所流过的电流将越来越集中于导体表面附近,导体内部的电流____越来越小_____________的现象
11静电场是由________________________
、不是由________________________
产生的场;
12.矢量的通量物理含义是矢量穿过曲面的矢量线的总和; 散度的物理意义是矢量场中任意一点处通量对体积的变化率;
散度与通量的关系是________________________。
13、矢量函数的环量定义 ⎰⋅=l l d A C ;旋度的定义MAX l S S
l d A A rot ∆⋅=⎰→∆lim 0;
二者的关系________________________ ;旋度的物理意义:最大环量密度和最大环量密度方向。
14、梯度的物理意义: ________________________
;
等值面、方向导数与梯度的关系是:方向导数是标量场中某一点沿某一方向等值面的变化率,梯度是方向导数的最大值。
15.亥姆霍茨定理表述在有限区域的任一矢量场由它的散度,旋度以及边界条件唯一地确定;
说明的问题是________________________
15.坡印廷矢量的数学表达式________________________
;
其物理意义 电磁能量在空间的能流密度; 表达式⎰⨯S
S d H E )(的物理意义单位时间内穿出闭合曲面S 的电磁能流大小
16.磁介质是指 在外加磁场的作用下,能产生磁化现象,并能影响外磁场分布的物质;
磁介质的种类可分别有________________________
介质的磁化是指 在外磁场作用下,物质中的原子磁矩将受到一个力矩的作用,所有原子都趋于与外磁场方向________________________ 的排列,彼此不再抵消,结果对外产生磁效应,影响磁场分布的现象; 描述介质磁化程度地物理量是________________________
17.介质的三个物态方程分别是________________________
18.静态场是指 不随时间变化的场;静态场包括________________________ 、恒定电场 、恒定磁场;分别是由静止电荷或静止带电体 、载有恒定电流的导体内部及其周围介质 、载有恒定电流的导体的周围或内部产生的。
19、电磁波的极化是指均匀平面波传播过程中,在某一波阵面上电场矢量的振动
状态随时间变化的方式。
其三种基本形式分别是____________
20、趋肤效应是指 当交变电流通过导体时,随着电流变化频率的升高,导体上所流过的电流将越来越集中于导体表面附近,导体内部的电流越来越小的现象;趋肤深度的定义是 电磁波的振幅衰减到1-e 时,它透入导电介质的深度;趋肤深度的表达式________________________
1、亥姆霍兹定理的描述及其物理意义是什么?
亥姆霍兹定理描述的是在有限区域V 内的任一矢量场,由它的散度,旋度和边界条件(即限定区域V 的闭合面S 上矢量场的分布)唯一确定。
物理意义:要确定一个矢量描述的矢量场,必须同时确定该矢量的散度和旋度;相反,当一个矢量的散度,旋度同时确定后,该矢量或矢量场才唯一确定,因此,矢量场的散度应满足的关系及旋度应满足的关系决定了矢量场的基本性质。
2、写出麦克斯韦方程组的微分形式或积分形式
积分形式:
微分形式
3、判断均匀平面波的极化形式()j j 00j kz kz x y z E e E e --=+E a a
4、 试简要说明导电媒质中的电磁波具有什么样的性质?(设媒质无限大)
导电媒质中的电磁波性质有电场和磁场垂直;振幅沿传播方向衰减;电场和磁场不相同;以平面波形式传播。
5、写出时变电磁场在1为理想导体与2为理想介质分界面时的边界条件。
时变场的一般边界条件 2nD 、20tE 、2tsHJ 、20nB 。
(或矢量式2nD、20nE、2snHJ、20nB)
6.分别叙述麦克斯韦方程组微分形式的物理意义
第一方程:电荷是产生电场的通量源
第二方程:变换的磁场是产生电场的漩涡源
第三方程:磁感应强度的散度为0,说明磁场不可能由通量源产生;
第四方程:传导电流和位移电流产生磁场,他们是产生磁场的漩涡源。
7.分别说明平面电磁波在无耗介质和有耗介质中的传播特性
答:在无耗介质中:1.相速与波的频率无关;2.电场强度,磁场强度,传播方向三者相互垂直,传播方向上无电磁场分量。
3.电场强度矢量与磁场强度矢量处处同相,波阻抗为实数。
4.传播过程中没有能量损耗。
在有耗介质中:1.相速与波的频率有关,波长变短;2. 电场强度矢量与磁场强度矢量之间存在相位差,波阻抗为复数;3.传播过程中有能量损耗。
8.什么是均匀平面电磁波?
假定在平面电磁波的等相面上场量恒定不变,即平面电磁波的场矢量仅沿传播方面变化,在其等相面上场矢量的振幅,相位和方向都保持不变,这样的平面电磁波称为均匀平面电磁波。
1、空心长直铜管的内、外半径分别为a和b,管中有电流I通过,试求在ρ<a,a≤ρ≤b和ρ>b三个区域的磁感应强度.
2、半径为a和b(a<b)的电介质球形壳层的介电常数为εr,在球心处置一点电荷q,求沿径向R的各个区域的电场强度、电位、电位移和极化强度。
3、已知自由空间中平面波的电场强度表达式为
50cos(6)
x
E t z a
πωπ
=-
,其中x a
为x 方向单位矢量。
设介质为空气, 求:(1)相应的磁场强度瞬时表达式; (2)平均坡印廷(Poynting)矢量。
4、半径分别为a 和b(a<b)的同心导体球壳上,均匀分布着面电荷密度分别为ρs1 和ρs2 ,试求r <a,a <r <b, r >b 三个区域的电场强度.
5、 在自由空间传播的均匀平面波的电场强度复矢量为
)/(1010)220(4204m v e a e a E z j y z j x πππ-----⨯+⨯=
求(1)平面波的传播方向;
(2)频率;
(3)波的极化方式;
(4)磁场强度;
(5)电磁波的平均坡印廷矢量av S 。