电磁学

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电磁学的基础与应用

电磁学的基础与应用电磁学是现代物理学中的一门重要学科，它涵盖了许多理论和现象。

电磁学起源于对于电荷和电流的研究，随后发展出了电场和磁场的概念。

本文将分别对电磁学的基础和应用进行介绍。

一、电磁学的基础1. 电荷电荷是电磁学研究的基础，它是物质微观电子的属性，是一种标志着物体带电量的物理量。

电荷分为正电和负电两种，它们之间的作用是互相吸引，但是同种电荷会互相排斥。

2. 电流电流是电荷在导体中的流动，通常用单位时间内通过一个横截面的电荷量来表示。

在导体内，电子随着电场的力作用，同时向某一方向流动，这就形成了电流。

电流在电动机、电器中都有广泛应用。

3. 电场电场是描述电荷在空间中对其他电荷作用的力场，是空间中的一种场。

一个带电的粒子在静电场中受到的力与其所带电荷量及场的性质有关。

4. 磁场磁场与电场类似，是描述磁性物质在空间中相互作用的力场，也是空间中的一种场。

通常用磁力线来表示磁场线的分布规律。

二、电磁学的应用1. 高压输电技术高压输电技术是电磁学的一项非常重要的应用，可以解决远距离电力传输的问题。

当电网传输距离增加时，传输功率会受到很大的损耗，而采用高压输电技术可以降低电能损耗。

2. 电磁辐射技术电磁辐射技术是现代通信和信息技术中的一项关键技术，包括电磁波的产生、传输和接收等过程。

在手机通信、雷达探测、卫星通信等领域都有广泛的应用。

3. 磁共振成像技术磁共振成像技术是医学影像学中的一项重要技术，它利用磁场产生的静电力学和磁力学现象，对人体组织进行成像诊断。

它可以显示出人体内部的器官分布、结构、成分等信息，为疾病诊断和治疗提供了有力的帮助。

4. 电磁兼容技术电磁兼容技术可以帮助电子设备和系统在电磁环境中正常工作，同时减少电磁干扰和电磁辐射对其他设备的影响。

在电力系统、汽车电子、空间通信等领域都有广泛的应用。

总结：电磁学的基础包括电荷、电流、电场和磁场等，这些基础理论为电磁学的应用提供了重要的技术支撑。

普通物理学之电磁学

普通物理之电磁学电磁学是物理学的一个分支。

广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。

主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等等。

电磁学综述电磁学是研究电磁和电磁的相互作用现象，及其规律和应用的物理学分支学科。

根据近代物理学的观点，磁的现象是由运动电荷所产生的，因而在电学的范围内必然不同程度地包含磁学的内容。

所以，电磁学和电学的内容很难截然划分，而“电学”有时也就作为“电磁学”的简称。

早期，由于磁现象曾被认为是与电现象独立无关的，同时也由于磁学本身的发展和应用，如近代磁性材料和磁学技术的发展，新的磁效应和磁现象的发现和应用等等，使得磁学的内容不断扩大，所以磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究了。

电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。

这两个实验现象，加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。

麦克斯韦电磁理论的重大意义，不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等)，而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内，深刻地影响着人们认识物质世界的思想。

电子的发现，使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来，洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应，统一地解释了电、磁、光现象。

和电磁学密切相关的是经典电动力学，两者在内容上并没有原则的区别。

一般说来，电磁学偏重于电磁现象的实验研究，从广泛的电磁现象研究中归纳出电磁学的基本规律；经典电动力学则偏重于理论方面，它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础，研究电磁场分布，电磁波的激发、辐射和传播，以及带电粒子与电磁场的相互作用等电磁问题，也可以说，广义的电磁学包含了经典电动力学。

大学物理电磁学

大学物理电磁学是物理学的一个重要分支，主要研究电磁现象的规律和本质。

电磁学在科学技术、工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。

本文将从电磁学的基本概念、基本定律和电磁波的传播等方面对大学物理电磁学进行介绍。

一、基本概念1.电荷：电荷是物质的一种属性，分为正电荷和负电荷。

电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2.电场：电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有作用力。

电场的强度用电场强度E表示，单位是牛/库仑。

3.磁场：磁场是磁体周围空间里存在的一种特殊物质，它对放入其中的磁体有作用力。

磁场的强度用磁感应强度B表示，单位是特斯拉。

4.电磁波：电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量。

电磁波在真空传播速度与光速一样，速度为30万千米/秒。

二、基本定律1.库仑定律：库仑定律是描述电荷之间相互作用的定律，其内容为：真空中两点电荷间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力在它们的连线上。

2.安培定律：安培定律是描述电流和电流激发磁场的定律，其内容为：电流I1通过一条无限长直导线时，在距离导线r处产生的磁场强度H1与I1成正比，与r成反比，即H1与I1r成反比。

磁场方向垂直于电流方向和通过点的平面。

3.法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律是描述磁场变化引起电场变化的定律，其内容为：穿过电路的磁通量发生变化时，产生感应电动势。

感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，与电路的匝数成正比。

4.麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组是描述电磁场分布和电磁波传播的四个偏微分方程，包括库仑定律、法拉第电磁感应定律、安培定律和位移电流定律。

三、电磁波的传播1.电磁波的发射：电磁波的产生通常是通过振荡电路实现的。

当振荡电路中的电场和磁场相互垂直且同相振荡时，电磁波便会产生并向外传播。

电磁学基础知识

几百到上万。材料如铁、钴、镍及其合金等。所以电器设备如变压器、电机都将绕组套装在铁磁性材料制成的铁心上。注意
铁磁性物质的磁导率µ是个变量，它随磁场的强弱而变化。电磁学基础知识
7.1.3 磁场强度
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率之比。 H B
磁场强度H的单位：安培/米（A/m)
在1831年英国科学家法拉第发现：，变化的磁场能使闭合的回路产生感应电动势和感应电流。感应电动势的大小正比于回路内磁通对电流的变化率。
楞次定律：
1833年，楞次对法拉第电磁感应定律进行补充：闭合回路中感应电流的方向，总是使它所产生的磁场阻碍引起感应电流的原磁通的变化。这就是楞次定律。具体地说，如果回路由于磁通增加而引起的电磁感应，则感应电流的磁场与原来的磁场反向；如果回路由于磁通减少引起电磁感应，则感应电流的磁场与原来的磁场相同。简要地说，感应电流总是阻碍原磁通的变化。
非线
对于铁心线圈来说，电感L不为常数。
性电
感若为线性电感元件
eLdd t d(dL ti)Ld dti （2）
注
式（1）与式（2）是电动势的两种表达式，
意
一般当电感L为常数时，多采用式（2）。而分析非线性电感时，由于L可变，一般采用式（1）。
电磁学基础知识
3、电感元件上电压与电流的关系
习惯上选择电感元件上的电流、电压、自感电动势三者参考方向一致，则
1. 概述电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保
持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装置发生联动。
根据使用电源类型分为：直流电磁铁：用直流电源励磁；

电磁学基本概念知识点总结

电磁学基本概念知识点总结电磁学是物理学中一门重要的学科，研究电荷之间相互作用、电流及磁场的产生与作用等内容。

在这篇文章中，我们将对电磁学的基本概念进行总结，重点讨论电荷、电场和磁场的相关知识。

1.电荷电荷是物质的基本性质之一，可以呈现正电荷或负电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

电荷的基本单位是库仑（Coulomb，简写为C）。

2.电场电场是由电荷产生的一种物理场。

在电场中，它对于周围的带电粒子具有力的作用。

电场的强度用电场强度（Electric Field Strength）表示，通常用字母E表示，单位是伏特每米（V/m）。

3.电场力电场力是电场对于带电粒子施加的力。

带电粒子在电场中会受到电场力的作用，其大小由电场强度和电荷的数值决定。

电场力的方向与电荷正负有关。

4.电势电势是描述电场能量分布的物理量。

单位电荷在电场中具有的位置能量就是该点的电势。

电势可以用电势差（Potential Difference）表示，通常用字母V表示，单位是伏特（Volt，简写为V）。

5.电容电容是指电流对电势变化的响应程度。

它是指电容器两极板上储存的电荷量与电压之间的关系。

电容的单位是法拉（Farad，简写为F）。

6.磁场磁场是由电荷的运动产生的物理场。

磁场可以通过磁感应强度（Magnetic Induction）来描述，通常用字母B表示，单位是特斯拉（Tesla，简写为T）。

7.洛伦兹力洛伦兹力是磁场对于运动带电粒子施加的力。

带电粒子在磁场中会感受到洛伦兹力的作用，其大小由磁感应强度、电荷数值以及粒子速度决定。

8.电磁感应电磁感应是指通过磁场的变化产生电流的现象。

根据法拉第电磁感应定律，当一个磁场发生变化时，会在磁场中产生感应电动势，从而导致电流的产生。

9.电磁波电磁波是由电场和磁场通过振荡相互作用而产生的波动现象。

电磁波可以具有不同的频率和波长，包括无线电波、可见光、X射线等。

10.麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁学基本规律的一组偏微分方程。

大学物理《电磁学》PPT课件

电场性质
对放入其中的电荷有力的作用，且力的方向与电荷的正负有关。
磁场性质
对放入其中的磁体或电流有力的作用，且力的方向与磁极或
电流的方向有关。
库仑定律与高斯定理
库仑定律
描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。
高斯定理
通过任意闭合曲面的电通量等于该曲面内所包围的所有电荷的代数和除以真空中的介电常数。
当导体回路在变化的磁场中或导体回路在恒定的磁场中运动时
，导体回路中就会产生感应电动势。
法拉第电磁感应定律公式
02
E = -n(dΦ)/(dt)。
法拉第电磁感应定律的应用
03
用于解释电磁感应现象，计算感应电动势的大小，判断感应电
动势的方向。
自感和互感现象分析
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的磁通量也会随之变化，从而在线圈自身中产生感应电动势的现象。
程称为磁化。随着外磁场强度的增大，铁磁物质的磁感应强度也增大。
03
铁磁物质的饱和现象
当铁磁物质被磁化到一定程度后，其内部磁畴的排列达到极限状态，此
时即使再增加外磁场强度，铁磁物质的磁感应强度也不会再增加，这种
现象称为饱和现象。
04
电磁感应与暂态过程
法拉第电磁感应定律及应用
法拉第电磁感应定律内容
01
06
现代电磁技术应用与发展趋势
超导材料在电磁领域应用前景
超导材料的基本特性：零电阻、完全抗磁性
超导磁体在MRI、NMR等医疗设备中的应用
超导电缆在电力传输中的优势及挑战
高温超导材料的研究进展及潜在应用
光纤通信技术发展现状及趋势

电磁学

e
2e
二、库仑定律
• 静电力
同号电荷相斥，异号电荷相吸。这种相互作用称为静电力。
• 1785年法国物理学家库仑（C.A.Coulomb）扭秤实验总结出库仑定律。
• 点电荷（理想模型）当带电体的形状
和大小与带电体之间的距离相比可以忽略时，这种带电体就可看作点电荷。（忽略其形状和大小）
• 库仑定律
8.2 108 (牛）
电子与质子之间的万有引力为
相比可忽略！
FE FG 2.3 1039
FG GmM
R
2
3.6 1047 N
所以库仑力与万有引力数值之比为
10.2 电场电场强度一. 电场电场强度 1.电场
场论观点（法拉第）：没有物质，物体之间的相互作用是不可能发生的（不存在超距作用）。根据场论观点：
2
r
l
dEx
1
dl
q
4 0 r 2
dl
a csc d cos d cos 2 2 4 0 a csc 4 0 a
dE y sin sin d 2 4 0 r 4 0 a y dE y Ex dEx cos d dE 4 0 a
定义：
电场强度
E
F q0
q0
q
场源电荷
试验电荷
F
E E ( x, y, z )
电场中某点的电场强度在量值上等于放在该点的单位正试验电荷所受的电场力，其方向与正试验
电荷受力方向一致。
讨论
1.由 E
F q0
是否能说，与 F 成正比，与 q0成反比？ E

电磁学的三大定律

电磁学的三大定律电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷与电流之间的相互作用和电磁波的传播规律。

在电磁学中，有三大定律，分别是库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律。

本文将依次对这三大定律进行阐述，并展示电磁学在现代科技中的应用。

一、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的定律。

它表明，两个电荷之间的力正比于它们的电荷量的乘积，反比于它们之间距离的平方。

具体而言，如果两个电荷之间的距离翻倍，它们之间的相互作用力将减小到原来的四分之一。

库仑定律的应用非常广泛。

例如，在电子学中，电子器件中的电荷相互作用决定了电路的性能。

在电磁波传播中，库仑定律揭示了电磁波的传播规律，为通信技术的发展提供了理论基础。

二、安培定律安培定律是描述电流与磁场之间相互作用的定律。

根据安培定律，电流元产生的磁场在与其垂直的方向上，与电流元之间的距离成反比。

而且，磁场的强度与电流的大小成正比。

安培定律在电磁学中具有重要的意义。

例如，根据安培定律，我们可以推导出著名的比奥-萨伐尔定律，该定律描述了通过一根导线的电流与导线周围磁场之间的关系。

在电动机、发电机等电磁设备中，安培定律被广泛应用。

三、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律，当一个闭合线圈中的磁通量发生变化时，线圈中就会产生感应电动势。

这个感应电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。

法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要定律，应用广泛。

例如，变压器的工作原理就是基于法拉第电磁感应定律。

变压器通过交变电流产生的磁场变化，使得次级线圈中产生感应电动势，从而实现电能的传输和变换。

以上是电磁学的三大定律的简要介绍。

这些定律不仅是电磁学理论体系的基石，也是现代科技发展的重要支撑。

电磁学的应用涉及到电子技术、通信技术、能源技术等多个领域，推动了人类社会的进步和发展。

电磁学的三大定律——库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律，是电磁学研究的重要基础。

电磁学全套课件

2、计算
S
均匀电场中，平面 S 的电通量
S与电场强度垂直 e E S
S的法向与电场强度成角

e E S E S cos E S
S

n

S
非均匀电场中，任意曲面 S 的电通量
在S上任取一小面元dS

de

E

dS

e
S de
当 qi 0 ，e>0，多数电场线从正电荷发出并穿出高斯面，
反之则多数电场线穿入高斯面并终止于负电荷
电场线是不闭合的曲线
----静电场是“有源场 ”
穿过高斯面的电通量只与高斯面内的电荷有关
高斯面上的电场强度与高斯面内外电荷都有关
高斯定理也适用于变化的电场
四、高斯定理应用举例
高斯定理可以用于求解具有高度对称性的带电体系所产生的电场的场强。
超距的观点: 电荷
电荷
电场的观点: 电荷
场
电荷
近代物理的观点认为：凡是有电荷存在的地方，其周围空间便存在电场
q1
q2
静电场的主要表现: 力：放入电场中的任何带电体都要受到电场所作用的力---电场力功：带电体在电场中移动时，电场力对它做功感应和极化：电场中的导体或介质将分别产生静电感应现象或极化
dx θ1＝ π -θ2
L q
E
j
j
4 0a 2 4 0a 2
例2、半径为R的均匀带电细圆环，电量为q。求圆环轴线上任一点的场强。
dE dE
0
R
x
P
r
dEx x
讨论： x>>R时
x =0时
dl

电磁学所有公式

电磁学所有公式电磁学可是物理学中超级重要的一部分呢！这里面的公式那可不少，咱们一个个来瞅瞅。

先来说说库仑定律，它描述的是两个静止点电荷之间的相互作用力。

公式是 F = k * (q1 * q2) / r²。

这里的 F 是库仑力，k 是库仑常量，q1 和q2 分别是两个点电荷的电荷量，r 是它们之间的距离。

想象一下，就好像两个小小的电荷在进行一场拔河比赛，电荷量越大，力气就越大；距离越远，拉扯的力量就越小。

还有电场强度的定义式 E = F / q 。

E 是电场强度，F 是电荷在电场中受到的力，q 是电荷量。

这就好比在一个电场里，电荷受到的“推挤”或“拉扯”的程度，电场越强，电荷受力越大。

匀强电场中的电场强度与电势差的关系，U = E * d 。

U 是电势差，E 是电场强度，d 是沿电场方向的距离。

这就像是在一个整齐有序的电场中，电势差就像是你要爬的楼梯高度，电场强度就是每一级楼梯的陡峭程度，距离就是你要走的楼梯步数。

说到电磁学，我想起有一次给学生们讲电磁学公式的时候，发生了一件特别有趣的事儿。

当时我正在黑板上写着这些公式，一个平时特别调皮的学生突然站起来说：“老师，这些公式感觉就像一堆乱码，我怎么也搞不懂。

”我笑了笑，没有生气，而是拿起一个小磁铁和一些铁粉，在桌子上做了一个简单的磁场演示。

当铁粉在磁铁周围形成漂亮的磁感线形状时，同学们都惊讶地张大了嘴巴。

然后我再结合这个演示给他们讲解公式，那个调皮的学生也开始认真听了起来。

接着是电容的定义式 C = Q / U 。

C 是电容，Q 是电容器所带的电荷量，U 是电容器两极板间的电势差。

电容就像是一个容器储存电荷的能力，电荷量越多，电势差越小，电容就越大。

再看看电磁感应中的法拉第电磁感应定律，E = n * ΔΦ / Δt。

E 是感应电动势，n 是线圈匝数，ΔΦ 是磁通量的变化量，Δt 是变化所用的时间。

这个公式就像是在告诉你，磁场变化得越快，或者线圈匝数越多，产生的感应电动势就越大。

大学物理《电磁学》

电磁波
以波动形式传播的电磁场，包括无线电波、可见光、不可见光（紫外线和红外线）、X射线和伽马射线等。
电磁学的发展历程
17世纪
牛顿的力学体系建立，为电磁学的发展奠定了基础。
18世纪
库仑定律和安培定律的发现，揭示了电荷和电流之间的相互作用规律。
19世纪
法拉第和麦克斯韦的贡献，提出了电磁感应理论和麦克斯韦方程组，统一了电学和磁学的规律。
掌握常用的数据处理方法，如平均值、中位数、标准差等统计量的计算，以及数据的线性回归分析、曲线拟合等。
06 电磁学的应用案例分析
高压输电线路的设计与优化
高压输电线路的设计
在高压输电线路的设计过程中，需要考虑电磁场的分布、线路的电阻、电感等参数，以及线路的机械强度和稳定性。
优化设计
通过优化设计，可以降低线路的损耗、提高输电效率，同时减少对周围环境的电磁干扰。
电磁学在生活和科技中的应用
01ห้องสมุดไป่ตู้
02
03
04
无线通信
无线电波用于长距离通信，包括广播、电视和移动通信等。
电力传输
利用磁场和电场的相互作用，实现电能的远距离传输。
医疗成像
如X射线和磁共振成像技术，利用电磁波探测人体内部结构
。
新能源
太阳能电池利用光电效应将光能转化为电能，风力发电利用风能驱动发电机产生电能。
法拉第电磁感应定律
感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
楞次定律
感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化。
麦克斯韦方程组的推导与解释
推导过程
基于安培环路定律、法拉第电磁感应定律等基本原理，通过数学推导得到麦克斯韦方程组。
解释

电磁学全套ppt课件

电流产生条件
导体两端存在电压差，形成电场，使自由电子定向移动形成电流。
电流方向规定
正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反。
电流强度定义
单位时间内通过导体横截面的电荷量，用I表示，单位为安培（A）。
欧姆定律与非线性元件特性
01
02
03
欧姆定律内容
在同一电路中，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
3
静电屏蔽原理及应用空腔导体内部电场为零、静电屏蔽现象及应用举例
电容器原理及应用举例
电容器基本概念平行板电容器、电介质对电容器影响
电容器储能与电场能量电容器储能公式、电场能量密度公式
电容器充放电过程分析
RC电路暂态过程、充放电时间常数计算
电容器应用举例
电子电路中隔直通交作用、传感器中应用等
静电现象在生活生产中应用
静电喷涂
利用静电吸附原理进行喷涂，提高涂层质量和
效率
静电除尘
利用静电作用使尘埃带电后被吸附到电极上，
达到除尘目的
静电复印
利用静电潜像形成可见图像的过程，实现文件
快速复制
静电纺丝
利用静电场力作用使高分子溶液或熔体拉伸成
纤维的过程
03
恒定电流与电路基础知识
电流产生条件及方向规定
规格，并遵循相应的国家标准和规范。
家庭用电安全注意事项
安全用电原则
在使用家庭电器时，应遵循安全用电原则，如不乱拉乱接电线、
不使用破损电器等。
安全防护措施
为确保家庭用电安全，应采取相应的安全防护措施，如安装漏电
保护器、使用防火材料等。
安全检查与维护

《电磁学》PPT课件

磁场
由运动电荷（电流）产生的特殊物理场，描述磁极间的相互
作用。
电场性质
对放入其中的电荷有力的作用，且力的方向与电荷的电性有关。
磁场性质
对放入其中的磁体或通电导线有力的作用，且力的方向与电
流方向及磁场方向有关。
库仑定律与高斯定理
库仑定律
描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。
超导材料在电磁领域应用前景
01
超导材料的基本特性
零电阻、完全抗磁性Fra bibliotek02超导材料在电磁领域的应用
超导磁体、超导电缆、超导电机等
03
超导材料应用前景展望
高温超导材料、超导电子学器件等
太赫兹技术发展现状和挑战
太赫兹技术的概念和特点
介于微波和红外之间的电磁波
太赫兹技术发展现状
太赫兹源、太赫兹探测器、太赫兹波谱仪等
05
电磁波传播与辐射理论
麦克斯韦方程组内容解读
麦克斯韦方程组的四个基本方程
01
高斯定律、高斯磁定律、麦克斯韦-安培定律、法拉第感应定律。
方程组的物理意义
02
揭示了电荷、电流与电场、磁场之间的内在联系，描述了电磁
场的产生、传播和变化规律。
方程组在电磁学中的地位
03
是电磁学的基石，为电磁波理论、电磁辐射和天线设计等领域
实例分析
通过具体磁路实例，如电磁铁、变压器等，分析磁路的结构、工作原理和性能特点。
铁磁材料特性及应用领域
铁磁材料特性
具有高磁导率、低矫顽力、高饱和磁感应强度等特点，易于实现磁化和退磁。
VS
应用领域
广泛应用于电机、变压器、继电器、扬声器等电气设备中，以及磁记录、磁放大等领域。

大学物理电磁学ppt完整版

05 电磁感应现象和规律
法拉第电磁感应定律内容
01
法拉第电磁感应定律指出，当一个回路中的磁通量发生
变化时，会在回路中产生感应电动势。
02
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即e=-
dΦ/dt，其中e为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间。
03
法拉第电磁感应定律是电磁学的基本定律之一，揭示了
电磁感应现象的本质和规律。
01
变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波。
电磁波传播方式
02
电磁波在真空中以光速传播，不需要介质。
电磁波传播特性
03
电磁波具有横波特性，电场和磁场振动方向相互垂直，且与传
播方向垂直。
电磁波谱及其在各领域应用
电磁波谱
按频率从低到高可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、 X射线和伽马射线等。
无线电波
处于静电平衡状态的导体具有静电屏蔽效应，即外部电场对导体内部无影响。这种效应在电磁屏蔽、静电防护等方面有重要应用。
03 稳恒电流与电路基础知识
稳恒电流条件及特点
稳恒电流条件
电路中各处电荷分布不随时间变化，即达到动态平衡状态。
稳恒电流特点
电流大小和方向均不随时间变化，呈现稳定的流动状态。
欧姆定律与非线性元件分析
技术应用
激光在科研、工业、医疗等领域有着广泛的应用，如激光测距、激光雷达、激光切割、激光焊接、激光打印、激光治疗等。随着科技的不断发展，激光的应用领域还将不断扩大。
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激光原理及技术应用
激光原理
激光是一种特殊的光源，具有单色性、方向性和相干性三大特点。激光的产生需要满足粒子数反转和光放大两个基本条件。在激光器中，通过泵浦源提供能量，使工作物质中的粒子被激发到高能级，形成粒子数反转分布。当有一束光通过工作物质时，与激发态粒子相互作用，产生受激辐射，发出与入射光相同的光子，实现光放大。通过反射镜的反馈作用，使得光在激光器内来回反射，不断被放大，最终从输出镜射出形成激光。

电磁学公式大全

电磁学公式大全电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷和电流所产生的电场和磁场以及它们之间的相互作用。

在电磁学中，有许多重要的公式，它们描述了电场、磁场、电荷、电流等物理量之间的关系。

这些公式在电磁学的理论研究和工程应用中起着至关重要的作用。

下面我们将列举一些重要的电磁学公式，以便于大家学习和参考。

1. 库仑定律。

库仑定律描述了两个电荷之间的电力作用，它的数学表达式为：F = k |q1 q2| / r^2。

其中，F为两个电荷之间的电力，k为库仑常数，q1和q2分别为两个电荷的大小，r为两个电荷之间的距离。

2. 电场强度公式。

电场强度描述了电场对单位正电荷的作用力，它的数学表达式为：E =F / q。

其中，E为电场强度，F为电场对单位正电荷的作用力，q为单位正电荷的大小。

3. 高斯定律。

高斯定律描述了电场的产生和分布，它的数学表达式为：∮E·dA = Q / ε0。

其中，∮E·dA表示电场强度在闭合曲面上的通量，Q为闭合曲面内的电荷总量，ε0为真空介电常数。

4. 毕奥-萨伐尔定律。

毕奥-萨伐尔定律描述了电流元产生的磁场，它的数学表达式为：dB = (μ0 / 4π) (I dl × r) / r^3。

其中，dB为磁场强度的变化，μ0为真空磁导率，I为电流元的大小，dl为电流元的长度，r为电流元到观察点的位矢。

5. 洛伦兹力公式。

洛伦兹力描述了电荷在电场和磁场中受到的合力，它的数学表达式为：F = q (E + v × B)。

其中，F为洛伦兹力，q为电荷的大小，E为电场强度，v为电荷的速度，B为磁感应强度。

6. 安培环路定理。

安培环路定理描述了磁场的产生和分布，它的数学表达式为：∮B·dl = μ0 I。

其中，∮B·dl表示磁感应强度在闭合回路上的环路积分，μ0为真空磁导率，I为闭合回路内的电流总量。

以上是一些电磁学中的重要公式，它们在电磁场的理论研究和工程应用中具有重要的意义。

电磁学

电磁学1 磁感应强度 (flux density )：表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量，单位是特斯拉（T ）,用符号B 表示。

其大小可用通电导体在磁场中受力的大小来衡量，即lIF B =（该导体与磁场方向垂直），其方向与产生磁场的电流的方向遵循右螺旋关系。

磁感应强度也叫磁通密度。

2 磁场强度 (magnetizing force )：磁场强度H 与磁感应强度B 的关系是μ=B H （µ为磁导率），是一种引用的物理量，用来表示磁场与电流之间的关系。

3 磁通 (flux )：磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积叫做磁通，单位是韦伯（Wb ）。

4 磁导率（permeability ）：又称导磁系数，是衡量物质的导磁性能的一个物理量，可通过测取同一点的B 、H 值确定。

物质按导磁性能的不同分为磁性物质（或称铁磁物质，如铁、钴、镍及其合金）和非磁性物质（如铜、铝、橡胶等绝缘材料及空气）。

非磁性物质的磁导率近似等于真空的磁导率0μ，而铁磁性物质的磁导率μ远大于真空的磁导率，即μ>>0μ。

5 磁滞 (hysteresis )：铁磁体在反复磁化的过程中，其磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度，这种现象叫磁滞。

6 磁滞回线 (hysteresis loop )：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期性变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。

7 基本磁化曲线 (fundamental magnetization curve )：铁磁体磁滞回线的形状与磁感应强度（或磁场强度）的最大值有关，在绘制磁滞回线时，如果对磁感应强度（或磁场强度）最大值取不同的数值，就得到一系列的磁滞回线，连接这些回线顶点的曲线叫基本磁化曲线。

8 磁饱和（magnetic saturation ）：在磁化曲线中，当磁场强度增加到一定值以后，磁场强度继续增加，而磁感应强度却增加得很少的现象。

《大学物理》第三篇电磁学

找比较对象类象
重要作用： (1) 是提出科学假说的重要途径； (2) 是科学阐述或理论证明的辅助手段； (3) 在解决问题的过程中起启发思路、触类旁通的作用。
注意：类比推理所得结论是或然的，需证实或证伪。
3-15-2
磁场
静电场电
感生场电场
一般电场
高斯定理
SB dS 0
S D0 dS
物质存在的两种基本形式：实物和场
共性：能量、动量、质量
•场能对其中的物体做功 ——表明场有能量
•引力红移与偏折、光压等实验 ——表明场有质量和动量
可相互转化（如正负电子对湮没、同步辐射）
1、电磁场的能量密度与能量
电场能量密度
1 we 2 E D
磁场能量密度
wm
1 2
BH
电磁场能量密度
w
we
S D0 dS
ρdV
V
L E0 dl 0
SB dS 0
D
LH dl S ( j t ) dS
SB dS 0
LH dl S j dS
静电场基本方程
静电场基本方程
麦克斯韦方程组是对电磁场宏观规律的全面总结和概括！
是经典物理三大支柱之一。
再看积分形式的麦克斯韦方程组
jE
2 t
由矢量运算公式： a (b c ) (a b) c b (a c )
(H E) ( H ) E H ( E)
1
(D E
BH)
(H
E)
jE
2 t
(E H ) j E
dW 1
dt
2 V t (D E B H )dV
jD πr 2
2） r >R

电磁学1章(1-3)

荷受的力。
（3）若 E C ，则为均匀电场，各点场强大小、方向相同。
三、场强的叠加原理：
由静电力的叠加原理：
n
F F1 F2 Fn Fi
根据电场强度的定义
i 1
F F1 F2 Fn
q0
q0
q0
q0
q1
•
q•2
F2
q•3
n
即
E E1 E2 En
Ei
i 1
F3
光子—电磁场电子—电子场引力子—引力场
数学场：数学场就是在空间的每一点都对应某个物理量的确定值，这个空间就称为该量的场。数学场不一定是物质存在的形式而是为了研究方便才引入的一个概念。如果这个物理量是矢量，则称为矢量场。例如速度场、电场强度场。如果这个物理量是标量，则称为标量场。例如温度场、大气压力场。是空间位置的函数的物理量就是场。
不随时间变化的场称为稳恒场，随时间变化的场称为
非稳恒场，或交变场。 v v(x, y, z)
v v(x, y, z,t)
T T (x, y, z)
T T (x, y, z,t)
电（磁）场既是物理场，也是数学场。
5、物理场概念的重要性：
场的概念的提出为电磁学（相互作用）研究指出了正确方向，使电磁学研究得到迅速发展。
2、电场概念：电荷q1 电场电荷 q0
电荷周围存在一种称之为电场的特殊物质，它对位于其中的电荷有作用力。
静止电荷产生的电场称为静电场.
3、电场的性质：
1）对处在电场中的电荷施加力的作用。
2）电荷在电场中移动时，电场力做功。
4、场的概念的进一步说明：
r
q1
rˆ
P
q0 F