电磁学基础 -静电场1

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高中物理电磁学知识点梳理

高中物理电磁学知识点梳理

高中物理电磁学知识点梳理高中物理的电磁学是电学和磁学的综合学科,主要研究电荷间的相互作用以及电磁场的产生和作用。

下面是电磁学的主要知识点梳理。

1.静电学静电学是电磁学的基础,主要研究静止的电荷及其之间的相互作用。

知识点包括:-电荷的性质:电量、电荷守恒定律、电荷的量子化-受力特性:库仑定律、电场强度、电场线、电势能、电场中静电能量的计算-电场的应用:电场与导体的静电平衡、电容器、电场中的运动粒子2.恒定磁场恒定磁场研究磁场中的电流及其受力情况。

知识点包括:-磁场的性质:磁场强度、磁感应强度、磁感线、磁场力-洛伦兹力:洛伦兹力定律、磁场对带电粒子的运动轨迹的影响-磁场的应用:电流的感应磁场、磁场中的运动粒子、电流在磁场中的感应力、直导线在磁场中的力、电动机、电磁铁等3.电磁感应电磁感应研究磁场对电流的产生和电流对磁场的影响。

知识点包括:-法拉第电磁感应定律:感生电动势的大小和方向、感生电动势的计算-楞次定律:电磁感应中的能量守恒、自感系数的计算-互感:互感系数、互感电动势的计算-变压器:构造、工作原理、换电压比4.交流电交流电研究电流的周期性变化和交变电场的特性。

知识点包括:-交变电流的特点:周期、频率、角频率、有效值-阻抗和电感:交流电路中的电阻、电感、电容、有功功率、无功功率和视在功率的计算-交流电路的分析:串、并联电路的电流、电压、功率的计算-高压输电:三相交流电输电线路的设计5.真空电子学与半导体器件真空电子学研究真空中的电子流动和真空管的原理。

知识点包括:-电子的发现和性质:阴极射线、电子的电量和质量-阴极射线管:电子的聚焦、加速和偏转、荧光屏和示波器等半导体器件研究半导体材料中的电流传导和电子器件的工作原理。

知识点包括:-半导体的性质:导电性、P-N结、半导体中的载流子、P-N结的正向和反向特性-二极管:P-N结的整流作用、二极管的工作原理、应用-晶体管:P-N-P和N-P-N型晶体管的工作原理、放大和开关应用以上是高中物理电磁学的主要知识点梳理,学好这些知识点,能够基本掌握电磁学的基本原理和应用。

高一物理电磁学基础知识点

高一物理电磁学基础知识点

高一物理电磁学基础知识点电磁学是物理学中的重要分支之一,它研究电和磁现象之间的相互作用关系。

在高一物理课程中,学习电磁学的基础知识点对于进一步理解电磁现象和应用于日常生活中具有重要意义。

本文将介绍高一物理电磁学的基础知识点,包括电荷、电场、电势、电流、磁场和电磁感应等内容。

1. 电荷电荷是物质的一种基本属性,分为正电荷和负电荷。

同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

电荷的最小单位为电子的电荷量,即基本电荷。

电荷守恒定律指出,一个封闭系统中的总电荷量是恒定不变的。

2. 电场电场是电荷周围的一种力场,它负责电荷之间的相互作用。

电场的大小和方向由电荷的性质决定。

在电场中,一个带电粒子会受到电场力的作用,力的大小与电荷的大小和电场的强度成正比,与两者之间的距离成反比。

3. 电势电势是描述电场在空间中存在的一种物理量,它表示单位正电荷在电场中所具有的电势能。

电势定义为单位正电荷移动到某一点所做的功。

电势的单位为伏特(V)。

4. 电流电流是带电粒子在导体内部运动产生的电荷流动现象,表达电荷流动的总量的大小。

电流的单位为安培(A)。

根据欧姆定律,电流与电压和电阻之间的关系为I = U/R,其中I为电流,U为电压,R为电阻。

5. 磁场磁场是磁体或电流所产生的一种力场,它负责磁体之间的相互作用。

磁场有磁力线表示,磁力线越密集,表示磁场的强度越大。

根据安培定律,通过导线的电流会产生磁场,这一点可以通过用右手法则来验证。

6. 电磁感应电磁感应是指磁场变化时,导线中会产生感应电动势和感应电流的现象。

根据法拉第电磁感应定律,当导线与磁场相互运动或磁场发生变化时,导线中会产生感应电动势。

根据楞次定律,感应电流的方向会使产生它的原因减弱。

以上介绍了高一物理电磁学的基础知识点,包括电荷、电场、电势、电流、磁场和电磁感应等内容。

理解和掌握这些基础知识点对于学习和应用电磁学具有重要意义。

在今后的学习中,我们将进一步探索电磁学的更深层次的内容,包括电磁波、电磁谱和电磁感应的应用等。

电磁学的基础知识

电磁学的基础知识

电磁学的基础知识电磁学是物理学中的一个重要分支,研究电荷和电磁场之间的相互作用。

从静电学到电动力学,从麦克斯韦方程组到电磁辐射,掌握电磁学的基础知识对于理解电磁现象和应用电磁技术具有关键意义。

一、电荷和电场在电磁学中,最基本的概念是电荷和电场。

电荷是物质的基本属性,可以分为正电荷和负电荷。

正负电荷之间相互吸引,同类电荷之间相互排斥。

电场则是电荷周围所产生的力场,负责传递相互作用力。

二、库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用力。

根据库仑定律,电荷对之间的相互作用力与电荷之间的距离成正比,与电荷的大小成正比。

三、电场强度电场强度是电场中单位正电荷所受的力,用E表示。

对于点电荷,电场强度的大小与距离的平方成反比。

由于电荷的性质,电场是以向外的径向方向存在。

四、电势差和电位电势差是指电场中两点之间的电势能差,用V表示。

单位正电荷从一个点移动到另一个点时所做的功,就是电势差。

电势差与电场强度的积成正比。

五、电场线电场线是描述电场空间分布的图形。

电场线以电场强度方向为切线,线的密度表示电场强度的大小。

电场线从正电荷出发,进入负电荷或者无穷远。

六、电荷分布电荷分布可以分为均匀分布和非均匀分布。

对于均匀分布的电荷,可以通过积分来求解电场。

对于非均匀分布的电荷,则需要运用高斯定律或者数值计算来求解。

七、电场能量电场能量是指电荷在电场中所具有的能量。

电场能量与电荷的大小和电势差的平方成正比。

八、电场的叠加原理在多个电荷存在的情况下,各电荷所产生的电场可以叠加。

即总电场等于各电荷所产生的电场之和。

九、电流和电阻电流是指电荷在单位时间内通过导体的数量,用I表示。

电流的方向被约定为正电荷从正极流向负极。

电阻则是导体对电流的阻碍程度。

根据欧姆定律,电流与电压成正比,与电阻成反比。

十、电阻与电导率电阻与电导率成反比,电导率是导体的属性。

电导率越大,电阻越小。

常见的导体包括金属和电解质。

十一、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程。

电磁学的三大基本定律

电磁学的三大基本定律

电磁学的三大基本定律
电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷、电流、电磁场等现象的本质和规律。

在电磁学中,有三大基本定律,分别是库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律。

第一定律是库仑定律,它描述了静电相互作用力的本质。

库仑定律规定,两个电荷之间的相互作用力与它们之间的距离平方成反比,与它们的电量大小成正比。

这个定律说明了电荷是相互作用的基本原因,也是电磁力的起源。

第二定律是安培定律,它描述了电流产生的磁场特性。

安培定律规定,在任何一段导线中,电流的大小和方向决定了产生的磁场的大小和方向。

这个定律说明了电流的本质是一种运动的电荷,并且它们产生了磁场这一物理现象。

第三定律是法拉第电磁感应定律,它描述了磁场对电荷运动的影响。

法拉第电磁感应定律规定,电场的变化会导致磁场的变化,从而引起电荷的运动,反之亦然。

这个定律说明了电磁场是相互关联的,而磁场和电场之间是可以相互转换的。

这三大基本定律构成了电磁学的基础,它们解释了电荷、电流和磁场之间的相互作用。

这些定律不仅是电磁学的理论基础,也是电子技术和电力工程等实践应用的重要基础。

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大学物理 电磁学

大学物理 电磁学

大学物理:电磁学电磁学是物理学的一个分支,主要研究电磁现象、电磁辐射、电磁场以及它们与物质之间的相互作用。

在本文中,我们将探讨电磁学的基本概念、历史背景、研究领域以及在现实生活中的应用。

一、基本概念1、电荷与电荷密度电荷是物质的一种属性,它可以产生电场。

电荷分为正电荷和负电荷。

电荷的分布可以用电荷密度来描述,它表示单位体积内所包含的电荷数量。

2、电场与电场强度电场是空间中由电荷产生的力线所形成的场。

电场强度是描述电场强弱的物理量,它与电荷密度有关。

3、磁场与磁感应强度磁场是由电流或磁体产生的场。

磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,它与电流密度和磁场中的电荷有关。

4、电磁波电磁波是由电磁场产生的波动现象,它包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。

二、历史背景电磁学的研究可以追溯到17世纪和18世纪,当时科学家们开始研究静电和静磁现象。

19世纪初,英国物理学家迈克尔·法拉第发现了电磁感应定律,即变化的磁场可以产生电流。

1864年,英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦将法拉第的发现与自己的研究结合起来,提出了著名的麦克斯韦方程组,预言了电磁波的存在。

三、研究领域1、静电学:研究静止电荷所产生的电场、电势、电容、电导等性质。

2、静磁学:研究静止磁场以及磁体和电流所产生的磁场和磁场分布。

3、电磁感应:研究变化的磁场和电场以及它们之间的相互作用和变化规律。

4、电磁波:研究电磁波的产生、传播、散射、反射和吸收等性质以及在各种介质中的行为。

四、应用电磁学在现实生活中有着广泛的应用,如:1、电力工业:利用电磁感应原理发电、输电和用电。

2、通信工程:利用电磁波传递信息,包括无线电通信、微波通信、光纤通信等。

3、电子技术:利用电磁学原理制造电子设备,如电视机、计算机、雷达等。

4、磁悬浮技术:利用磁力使物体悬浮,减少摩擦和能耗。

5、医学成像:利用电磁波和磁场进行医学诊断和治疗。

物理学电磁学基础(知识点)

物理学电磁学基础(知识点)

物理学电磁学基础(知识点)电磁学是物理学中的重要分支,研究电荷之间的相互作用及其产生的电磁现象。

它与我们日常生活息息相关,如电力、电子设备、无线通信等都离不开电磁学知识。

本文将介绍电磁学的基础知识点,包括电磁场、电磁波以及电磁感应等。

一、电磁场电磁场是一种在空间中存在的物理场,由电荷和电流产生。

电磁场有两个基本特点:电场和磁场。

1. 电场电场是由电荷产生的一种物理场,描述了电荷对其他电荷的作用力。

电场的性质由库仑定律描述,即两个电荷之间的作用力正比于它们的电荷量,反比于它们之间的距离的平方。

电场可以通过电场线表示,它们是沿着电场中的力线方向的连续曲线。

2. 磁场磁场是由电流产生的一种物理场,描述了电流对其他电流的作用力。

磁场的性质由安培定律描述,即通过导线的电流产生的磁场与电流成正比,与距离成反比。

磁场可以通过磁力线表示,它们是沿着磁场中的力线方向的连续曲线。

二、电磁波电磁波是一种由变化的电场和磁场相互作用而产生的波动现象。

电磁波具有电场和磁场的振荡,并在空间中传播。

根据波长的不同,电磁波可分为不同的类型,如射线、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

电磁波的速度是光速,即30万千米/秒。

电磁波在我们生活中有广泛的应用,如无线通信、广播电视、雷达、医疗影像等。

其中,可见光是我们能够感知的,它的波长范围约为380纳米到760纳米。

三、电磁感应电磁感应是指当导体中的磁场发生变化时,在导体中产生感应电动势的现象。

根据法拉第电磁感应定律,当导体与磁场相对运动或者磁场的强度发生变化时,在导体中会产生感应电动势。

感应电动势的大小与变化速率有关。

在电磁感应中,也可以根据磁场变化产生的电动势来制造电动机和发电机等设备。

电动机利用电磁感应产生的力来将电能转化为机械能,而发电机则利用机械能转化为电能。

总结电磁学是物理学非常重要的分支,涉及到了电磁场、电磁波以及电磁感应等多个知识点。

了解电磁学的基础知识,有助于我们更好地理解和应用电磁现象。

电磁学的基本理论和应用

电磁学的基本理论和应用

电磁学的基本理论和应用电磁学是研究电荷与电磁场相互作用的学科,涉及电场、磁场、电磁波等内容。

电磁学理论的发展促进了现代科学技术的进步,广泛应用于工程、通信、医学等领域。

本文将介绍电磁学的基本理论和一些常见应用。

一、电磁学的基本理论1. 库仑定律库仑定律是电磁学的基础之一。

根据库仑定律,两个点电荷之间的电力大小与它们之间的距离平方成反比,与电荷的大小成正比。

这一定律表明了电荷的相互作用与距离和电荷之间的属性有关。

2. 高斯定律高斯定律是研究电场的基本定律之一。

根据高斯定律,电场通过封闭曲面的电通量与该曲面内的电荷量成正比。

这一定律可以帮助我们计算电场分布并解释电场的性质。

3. 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流。

根据法拉第电磁感应定律,当闭合线圈或导体中的磁通量发生变化时,会产生感应电动势或感应电流。

该定律为发电机、变压器等电磁设备的工作原理提供了理论基础。

4. 安培定律安培定律是研究磁场的基本定律之一。

根据安培定律,通过闭合电路的磁场强度与该电路上所包围的电流成正比。

这一定律揭示了电流产生的磁场特性,为设计电磁铁、磁共振成像等设备提供了依据。

5. 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁学研究的核心方程,由麦克斯韦整理和总结了电磁学的基本理论。

麦克斯韦方程组包括了电场、磁场与它们的相互关系,形成了统一的电磁理论。

这一理论奠定了电磁学的基础,指导了电磁波的研究与应用。

二、电磁学的应用1. 电力工程电磁学在电力工程中的应用广泛。

例如,利用电场的力作用和磁场的感应效应,发明了电动机、发电机、变压器等电力设备,实现了能量的转换和传输。

电磁学的理论指导了电力系统的设计、运行和维护,保障了电力供应的稳定性和可靠性。

2. 通信技术电磁学在通信技术中起着关键作用。

无线通信依赖于电磁波的传播和接收。

通过电磁场的调制和解调,信息可以在远距离传输。

电磁学的原理为无线电、雷达、卫星通信、光纤通信等技术的发展提供了基础。

电磁学基本概念

电磁学基本概念

电磁学基本概念电磁学是对电和磁现象进行研究的科学领域。

它是近代物理学的重要分支,旨在研究电荷、电场、电流、磁场、电磁波等与电磁现象相关的基本概念。

本文将针对电磁学的基本概念进行分析和解释。

一、电荷和电场电荷是物质基本粒子所带的一种基本属性,它可以是正电荷或负电荷。

根据电荷间的相互作用,我们引入了电场的概念。

电场是一种物质周围存在的势能场,它受到电荷产生的作用而存在。

一个点电荷在空间中所产生的电场可以由库伦定律来描述,即正比于电荷大小,反比于与电荷间距离的平方。

二、电流和磁场电流是电荷在导体中的运动形成的流动,是电荷的集体行为。

电流的大小和方向可以用电荷的运动速度和电荷密度来表示。

电流会产生磁场,磁场是电流所产生的物质周围存在的力场。

安培定律规定了电流元素在空间中产生的磁场的大小和方向。

三、电磁场电场和磁场相互关联,当电场发生变化时会产生磁场,反之亦然。

由电场和磁场组成的共同区域称之为电磁场。

在空间中任意一点,电磁场的大小和方向可以通过麦克斯韦方程组进行计算。

四、电磁波电磁波是一种携带电磁能量的波动现象,它由相互垂直且互相作用的电场和磁场组成。

电磁波的传播速度等于光速,在真空中为常数。

电磁波的频率和波长之间存在一定的关系,遵循电磁波谱的分布规律。

五、电磁感应电磁感应是指磁场变化时所产生的电场或者电流。

法拉第电磁感应定律描述了磁场变化导致的感应电动势的产生。

电磁感应在实际应用中具有重要的意义,例如发电机、电感应炉等的工作原理都基于电磁感应现象。

六、电磁辐射电荷的加速运动会产生辐射,这种辐射即为电磁辐射。

电磁辐射以波动的形式传播,包括可见光、无线电波、微波等。

我们常见的电视、手机、微波炉等设备均是基于电磁辐射的工作原理。

综上所述,电磁学是研究电和磁现象的科学领域,通过电荷和电场、电流和磁场、电磁场、电磁波、电磁感应以及电磁辐射等基本概念来描述电磁现象的本质和行为规律。

了解电磁学的基本概念不仅可以帮助我们更好地理解自然界中的电磁现象,还为电磁学的应用提供了理论基础。

电磁学的基本概念

电磁学的基本概念

电磁学的基本概念电磁学是物理学中涉及电荷、电场、磁荷、磁场以及它们的相互作用的学科。

它是解释电和磁现象的理论基础,也是理解电磁波、电磁感应、电磁谐振等现象的关键。

本文将介绍电磁学的基本概念,包括电荷、电场、磁荷、磁场、电磁感应和电磁波。

一、电荷在电磁学中,电荷是电的基本量子。

所有物质都由带有正电荷或负电荷的基本粒子构成。

电荷的属性分为正电荷和负电荷,它们之间相互吸引,而相同类型的电荷之间相互排斥。

电荷量的单位是库仑,在国际单位制中表示为C。

二、电场电场是空间中某一点处由电荷引起的力场。

一个带电荷的物体产生一个围绕它的电场,其他电荷在这个电场中会受到力的作用。

电场可以用电场强度(E)来描述,其定义为单位正电荷所受到的力。

电场强度的单位是牛顿/库仑(N/C)。

三、磁荷磁荷是与磁场相互作用的基本粒子特性。

与电荷相似,磁荷可以分为正磁荷和负磁荷。

然而,目前尚未发现独立的磁荷,磁荷常常出现在元素磁矩或磁性体中。

四、磁场磁场是由磁荷产生的一种物理量。

磁场可以被描述为空间中某一点受到的磁力的性质。

磁场由磁感应强度(B)来描述,其单位是特斯拉(T)。

由于电流也会产生磁场,因此磁场也可以由电流激发。

五、电磁感应电磁感应是电磁学中的重要现象之一,它描述了磁场变化引起的电场的产生,以及电场变化引起的磁场的产生。

法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本定律之一,描述了磁通量变化引起的感应电动势。

六、电磁波电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的波动现象。

电磁波可以在真空中传播,速度为光速。

根据频率的不同,电磁波可以分为不同波长的波段,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线。

结论电磁学是物理学中一个重要的学科,它研究电荷、电场、磁荷、磁场以及它们之间的相互作用。

通过了解电磁学的基本概念,我们可以更好地理解和应用电磁学的原理和规律。

电磁学的概念是现代科学和技术的基础,对于电子工程、通信、能源等领域都具有重要意义。

物理电磁学理论

物理电磁学理论

物理电磁学理论物理学是研究自然界各种现象和规律的科学。

而电磁学作为物理学的一支重要分支,研究的是电和磁现象的原理和规律。

本文将探讨电磁学理论的基本概念、电磁场、电磁波以及电磁辐射等内容。

一、电磁学理论基本概念电磁学理论的基础概念包括电荷、电场、电势、磁场、磁感应强度和磁标量势等。

1. 电荷是电磁学研究的基础,分为正电荷和负电荷。

同性电荷相斥,异性电荷相吸。

2. 电场是指电荷周围存在的电力作用区域。

电场主要由电荷产生,并采用电场力线表示,力线越密集表示电场越强。

3. 电势是描述电场强弱的物理量,通常表示为V。

电势差是指在两点之间单位正电荷所具有的电势能差。

4. 磁场是指磁体周围的磁力作用区域。

磁场主要由磁荷(磁单极子)和电流产生。

5. 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,通常表示为B。

磁感应强度的方向与磁场力线的方向相同。

6. 磁标量势是指描述磁场分布的物理量,通常表示为φ。

二、电磁场电磁场是指电场与磁场同时存在的区域,是电磁学理论的基础概念之一。

1. 电场与磁场的相互作用是电磁场产生的基础。

当电流通过导线时,会产生磁场;而变化的磁场则会产生感应电场。

2. 麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心内容,描述了电场与磁场之间的相互关系和运动规律。

3. 电磁力是电磁场中的物体所受到的力,可以通过洛伦兹力计算,包括库仑力和洛伦兹力。

4. 电磁感应是指改变磁场强度或者磁通量时,所产生的感应电动势和感应电流。

三、电磁波电磁波是电磁场的一种表现形式,具有电场和磁场的振荡。

电磁波的传播速度等于真空中的光速。

1. 电磁波的生成是由振动带动电场和磁场的产生,振动的源头可以是电荷的振动或者电流的变化。

2. 电磁波分为空间上的平面波和球面波两种形式。

平面波特点是波阵面平行,球面波特点是波阵面呈球面膨胀。

3. 电磁波的频率和波长呈倒数关系,频率越高,波长越短。

电磁波的频率范围广泛,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线等。

电磁场基础

电磁场基础

电磁场基础
电磁场基础概念是物理学的一个重要分支,也是工程中最常用的物理原理之一,它涉及到许多关于电磁能的相关理论、数学和应用。

电磁场基础的内容涉及到电磁波的传播、生成和控制,以及电路、电磁设备和电力系统的设计、实现和测试。

电磁场基础包括电磁学基础、电磁学方程、电磁波传播、电磁设备和电力系统等内容。

电磁学基础是指研究电磁场、电流和电荷的基本原理,电磁学方程是指电磁力学的基本方程,电磁波传播是指电磁波在物体之间的传播,电磁设备是指用于产生、控制和检测电磁场的设备,而电力系统是指利用电磁能进行电力传输和分配的系统。

在物理学中,电磁场基础主要涉及三个基本概念:电磁场、电磁辐射和电磁辐射器。

电磁场是一种由电荷或电流产生的物理场,电磁辐射是指电磁场沿着空间传播所形成的能量,而电磁辐射器是指用于产生、控制和检测电磁场的装置或设备。

电磁场基础中还涉及到其他一些概念,例如电磁感应、电磁耦合、电磁谐振、电磁干扰和电磁兼容性等。

电磁感应是指电磁场作用于电荷或电流时引起的力,电磁耦合是指两个或多个电磁设备之间的能量转移,电磁谐振是
指电磁场在特定频率下产生振动,电磁干扰是指电磁场干扰电路中信号的传输,而电磁兼容性则是指电磁设备能够抵御外部电磁干扰的能力。

电磁场基础是物理学和电子技术领域最重要的基础知识,它不仅仅是前进物理学和电子技术研究的基础,而且在工业生产、通信、电力系统和电子技术的应用中,也有着重要的作用。

因此,学习和掌握电磁场基础是每个物理学家和电子工程师都不可缺少的知识。

电磁学知识点总结

电磁学知识点总结

电磁学知识点总结1. 静电学- 电荷与库仑定律- 基本电荷的定义- 电荷守恒原理- 库仑定律的表述及应用- 电场与电场强度- 电场的物理意义- 电场强度的计算- 电场线的概念- 电势与电势能- 电势的定义- 电势能与电势差- 电势的计算- 电容与电容器- 电容的定义- 电容器的工作原理- 并联与串联电容器的计算- 静电感应与电介质- 静电感应现象- 电介质的极化- 电位移矢量D2. 直流电路- 欧姆定律- 欧姆定律的表述- 电阻的概念与计算- 基尔霍夫定律- 基尔霍夫电流定律- 基尔霍夫电压定律- 直流电路分析- 节点分析法- 环路分析法- 电功率与能量- 电功率的计算- 能量守恒原理3. 磁场- 磁场与磁力线- 磁场的描述- 磁力线的绘制- 安培定律与毕奥萨法尔定律 - 安培定律的表述- 毕奥萨法尔定律与磁矩 - 磁通与磁感应强度- 磁通的定义- 磁感应强度B的计算- 电磁感应- 法拉第电磁感应定律- 楞次定律- 互感与自感- 互感的概念- 自感系数的计算- RLC串联电路的谐振4. 交流电路- 交流电的基本概念- 交流电的周期与频率- 瞬时值、有效值与峰值- 交流电路中的电阻、电容与电感 - 阻抗的概念- 电容与电感在交流电路中的行为 - 交流电路分析- 相量法- 功率因数与功率- 变压器原理- 变压器的工作原理- 理想变压器的电压与功率变换5. 电磁波- 电磁波的产生- 振荡电路与电磁波的产生- 电磁波的传播- 电磁波的性质- 波长、频率与速度的关系- 电磁谱的分类- 电磁波的应用- 无线通信- 医学成像6. 电磁学的现代应用- 微波技术- 微波的特性与应用- 光纤通信- 光纤的工作原理- 光纤通信的优势- 电磁兼容性- 电磁干扰的来源与影响- 电磁兼容性设计的原则本文提供了电磁学的基础知识点总结,涵盖了从静电学到电磁波及其应用的主要内容。

每个部分都详细列出了关键概念、定律和应用,旨在为读者提供一个全面且系统的电磁学知识框架。

电磁学:从基础到应用

电磁学:从基础到应用

电磁学:从基础到应用电磁学是物理学的一个重要分支,它研究电和磁现象的基本规律,以及它们之间的相互作用。

作为自然科学的核心领域之一,电磁学在众多技术和工程应用上有着广泛的影响。

本文将探讨电磁学的基本原理,并进一步分析其在现代科技中的应用。

一、电磁学的基本原理电磁学主要由两个部分组成:电学和磁学。

我们先从这两个部分的基本概念出发。

1.1 电场与电荷电场是由电荷产生的,它是影响其他电荷所受力的区域。

库仑定律描述了两个点电荷之间的相互作用力,其表达式为:[ F = k ]其中,( F )是电荷之间的力,( k )是库仑常数,( q_1 )和( q_2 )分别是两个点电荷,( r ) 是它们之间的距离。

1.2 磁场与磁力磁场是由运动电荷或恒定电流产生的,任何带电粒子在磁场中都会受到洛伦茨力的作用。

洛伦茨力公式为:[ F = q( ) ]这里,( F ) 是洛伦茨力,( q ) 是带电粒子所带的电量,( ) 是其速度矢量,( ) 是磁场强度。

1.3 电磁感应法拉第电磁感应定律揭示了变化的磁场如何引起电动势(EMF)的产生。

其基本公式为:[ = - ]其中,( ) 是感应电动势,( _B ) 是穿过闭合曲面的磁通量。

二、电磁波2.1 电磁波的性质麦克斯韦方程组将电场和磁场结合起来,表明变化的电场会产生磁场,而变化的磁场又会生成电场。

这一过程形成了电磁波。

电磁波在真空中的传播速度为光速 ( c ),其关系式为:[ c = ]其中 ( _0 ) 和 ( _0 ) 分别是自由空间的磁导率和介电常数。

2.2 电磁波谱根据频率范围,电磁波被分为不同类型:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

每种类型都有其独特的性质和应用领域。

三、电磁学在现代科技中的应用3.1 通信技术无线通信技术如Wi-Fi和蜂窝网络依赖于电磁波传播信息。

调制技术将信息嵌入载波中,从而实现长距离、高速度的数据传输。

3.2 医疗设备在医学影像领域,MRI(核磁共振成像)利用强大的磁场和射频脉冲来生成体内结构图像。

电磁学基础知识

电磁学基础知识

电磁学基础知识教案: 电磁学基础知识引言:电磁学是关于电荷和电流所产生的电磁场的学科,它是物理学中的重要分支之一。

电磁学的基础知识为我们理解和应用电磁现象提供了坚实的理论基础。

本教案将从电荷、电场、磁场、电磁波等方面介绍电磁学的基本知识。

一、电荷的基本性质1.电荷的概念与特性- 介绍电荷的基本概念- 阐述正负电荷的区分与相互作用- 说明电荷量的量子化特性2.库仑定律与电场- 介绍库仑定律及其公式表达- 阐述电场的概念与性质- 解释电场强度与电荷之间的关系二、电场与电势1.电场线与电场强度- 解释电场线的概念与画法- 探究电场强度与电场线的关系 - 讨论电荷分布对电场强度的影响2.电势与电势差- 介绍电势的定义与性质- 阐述电势差的概念与计算方法 - 探究电势差与电场强度的关系三、电场与导体1.导体的电平衡- 解释导体内部电荷的分布- 阐述导体表面电荷的特点- 探究导体内外电场分布的关系2.电场对导体的影响- 说明电场在导体内部的分布特点 - 探究导体周围电场的形成原因 - 阐述导体对外电势的影响四、电流与磁场1.电流的概念与特性- 介绍电流的基本概念与电流定义- 阐述电流与电荷、时间的关系- 讨论不同导体中电流的特点2.磁场的概念与性质- 解释磁场的基本概念与磁感线的表示 - 阐述磁场的特性与基本性质- 探究磁场与电流的相互关系五、电磁感应与电磁波1.电磁感应现象- 介绍电磁感应的基本概念与现象- 阐述法拉第电磁感应定律的原理- 探究电磁感应中的反应规律2.电磁波的基本知识- 解释电磁波的基本概念与特点- 阐述电磁波的传播方式与速度- 探究电磁波的频率与波长的关系结语:电磁学基础知识是掌握电磁现象与技术应用的关键。

通过本教案的学习,相信学生会对电荷、电场、磁场、电磁波等方面的知识有更深的理解。

同时,希望学生能够将这些基础知识与实际应用相结合,培养电磁学的学科素养和创新思维能力。

物理电磁学的基础知识

物理电磁学的基础知识

物理电磁学的基础知识欢迎各位同学来到本节物理课。

今天我们将学习电磁学的基础知识,这是理解电和磁的相互关系以及他们在自然界中的作用的重要一步。

准备好了吗?那么我们就开始吧!一、电磁学简介电磁学是物理学的重要分支,研究电和磁这两种基本物理现象之间的相互关系和规律。

电学研究电荷和电场,磁学研究磁极和磁场,而电磁学则将这两者联系在了一起。

二、电场和电荷1. 电荷的性质电荷是物质的一种基本属性,分为正电荷和负电荷两种。

同名电荷相互排斥,异名电荷相互吸引。

2. 电场的概念和性质电场是由电荷产生的一种物理场。

电荷周围存在电场,电场可以通过场强和场线来描述。

场强表示单位正电荷所受的力大小,场线则是表示电场方向的线条。

3. 库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用。

根据该定律,两个电荷之间的电力与它们之间的距离成反比,与它们之间的电荷量成正比。

三、磁场和磁力1. 磁极的性质磁极是产生磁场的物体,分为南极和北极两种。

同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

2. 磁场的概念和性质磁场是由磁极产生的一种物理场。

磁场可以通过磁感应强度和磁力线来描述。

磁感应强度表示单位磁极所受的力大小,磁力线则是表示磁场方向的线条。

3. 洛伦兹力定律洛伦兹力定律描述了带电粒子在磁场中受到的力。

根据该定律,带电粒子在磁场中的运动轨迹会发生改变,并受到一个垂直于速度和磁场方向的力。

四、电磁感应和法拉第定律1. 电磁感应现象电磁感应是指导体中的电流变化或磁场发生变化时产生的电动势现象。

2. 法拉第定律法拉第定律描述了电磁感应中电动势和磁通量的关系。

根据该定律,当闭合线圈中的磁通量发生变化时,会在线圈中产生感应电动势。

五、电磁波1. 电磁波的概念和产生电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。

2. 电磁波的特性电磁波具有传播速度快、无需介质传播等特点。

根据波长,电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同类别。

电磁学与电路的基础知识

电磁学与电路的基础知识

电磁学与电路的基础知识在现代科技发展的时代,电磁学和电路是我们生活中无处不在的重要元素。

无论是电子产品的开发、通信技术的实现,还是家庭用电的运行,电磁学和电路都扮演着至关重要的角色。

本文将介绍电磁学和电路的基础知识,帮助读者更好地理解这一领域。

一、电磁学的基础知识电磁学是研究电荷、电场和磁场之间相互作用的学科。

电磁学的基本定律由麦克斯韦方程组构成,其中包括了电场和磁场的生成和传播规律。

下面将介绍几个电磁学中的基本概念:1. 电荷和电场电荷是物质所能携带的一种基本属性,主要分为正电荷和负电荷。

电场则是由电荷所产生的一种物理场,用来描述电荷间的相互作用力。

电场的强度由电场强度矢量表示,单位是伏特/米。

2. 磁场和电磁感应磁场是由电流所产生的一种物理场,可以通过磁感应线来表示。

当一个导体中有电流通过时,会产生磁场。

而当磁场改变时,会在导体中产生感应电动势,即电磁感应。

3. 电磁波电磁波是由电场和磁场相互耦合产生的一种波动现象。

根据波长的不同,电磁波可以分为射线、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

电磁波具有波粒二象性,既可以解释为波动,也可以解释为由粒子组成的量子。

二、电路的基础知识电路是指由电源、导线和元件组成的电子系统。

在电路中,电源提供电能,导线传输电能,而元件则用于控制电能的流动。

下面将介绍一些电路中常见的元件和基础概念:1. 电阻、电流和电压电阻是电路中的一种元件,用来限制电流的流动。

电流是电荷在单位时间内通过导体的数量,单位是安培。

而电压则是电路中的电势差,用来描述电能的转换情况,单位是伏特。

2. 电容和电感电容是电路中的一种元件,能够存储电荷。

它由两个导体板和夹在两板之间的绝缘材料组成。

而电感是由线圈构成的元件,可以储存磁能。

3. 电路中的欧姆定律欧姆定律是电路分析中的基本定律,它描述了电流、电压和电阻之间的关系。

欧姆定律的数学表达式为 V = IR,其中 V 表示电压,I 表示电流,R 表示电阻。

电磁学基础电场和磁场

电磁学基础电场和磁场

电磁学基础电场和磁场电磁学基础:电场和磁场在我们生活的这个世界中,电磁现象无处不在。

从闪电划过夜空到手机的无线通信,从电动机的转动到电磁炉的加热,电磁学的应用已经深入到我们生活的方方面面。

而要理解这些神奇的电磁现象,就必须从电场和磁场这两个基本概念入手。

电场,简单来说,就是存在于电荷周围的一种特殊物质。

当我们把一个电荷放入空间中的某个位置时,它就会在周围产生电场。

这个电场会对处于其中的其他电荷产生力的作用。

想象一下,一个正电荷就像一个散发着力量的源头,它的力量以电场的形式向四周扩散。

而负电荷则像是一个吸收力量的“洞穴”。

电荷的电量越大,产生的电场就越强。

就好比一个大力士比一个普通人能发出更强大的力量。

同时,距离电荷越近,感受到的电场力也就越大。

这就好像离大力士越近,越能感受到他的力量冲击。

电场的强度可以用一个物理量——电场强度来描述。

电场强度等于单位正电荷在该点所受到的电场力。

它的方向就是正电荷在该点所受电场力的方向。

如果在电场中放入一个试探电荷,我们通过测量它所受到的电场力,就可以计算出电场强度。

电场线是用来形象地描述电场的一种工具。

电场线从正电荷出发,终止于负电荷或者无穷远处。

电场线的疏密程度表示电场强度的大小,电场线越密,电场强度越大。

通过电场线,我们可以直观地看出电场的分布情况。

接下来,让我们聊聊磁场。

磁场与电场有一些相似之处,但也有很大的不同。

磁场是由磁体或者电流产生的。

当电流在导线中流动时,就会在周围产生磁场。

与电场不同的是,磁场对静止的电荷没有力的作用,它只对运动的电荷,也就是电流产生力的作用。

这个力被称为洛伦兹力。

磁场的强弱可以用磁感应强度来描述,它的单位是特斯拉。

磁感线是描述磁场的另一种方式。

磁感线是闭合的曲线,外部从 N 极出发,回到 S 极;内部则从 S 极指向 N 极。

磁感线的疏密同样表示磁场的强弱。

电场和磁场之间存在着密切的联系。

当一个导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体内就会产生感应电动势,如果导体形成闭合回路,就会产生感应电流。

物理电磁学的基本原理

物理电磁学的基本原理

物理电磁学的基本原理物理电磁学是研究电场和磁场及其相互作用的学科。

在我们日常生活中,电磁学的应用无处不在,从灯光、电器到通信技术,皆离不开电磁学的基本原理。

本文将介绍物理电磁学的基本原理,包括库仑定律、电场与电势、电流与电磁感应等。

一、库仑定律库仑定律是物理电磁学的基石之一,描述了两个电荷之间的相互作用力。

它可以用数学公式表示为:F = k * |q1 * q2| / r^2。

其中,F为电荷之间的作用力,k为库仑常数,q1和q2为两个电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。

根据库仑定律,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。

二、电场与电势电场是描述电荷周围空间的物理量,用来表示电荷之间的相互作用。

电场是一个矢量场,其大小和方向都是取决于电荷的性质和位置。

由一单位正电荷所产生的电场强度被称为单位正电荷点电荷的电场强度。

电势是描述电场势能的物理量。

电场强度的定义为单位正电荷所受的电场力,而电势的定义则是单位正电荷放置在电场中所具有的势能。

电势与电场强度之间的关系可以用公式Φ = k * q / r来表示。

其中,Φ为电势,k为库仑常数,q为电荷大小,r为与电荷之间的距离。

三、安培定律与电磁场安培定律描述了电流所产生的磁场与电流之间的相互作用关系。

安培定律可以用公式B = μ * I / (2πr)表示。

其中,B为电流所产生的磁场强度,I为电流大小,r为电流所在位置距离的距离,μ为磁导率。

根据安培定律,当电流通过导线时,会产生一个环绕导线的磁场。

这个磁场的方向可以通过右手定则确定。

电流在磁场中产生的力被称为洛伦兹力,它遵循由右手定则确定的方向。

四、电磁感应与法拉第定律电磁感应是指通过磁场改变的区域内产生电场强度的现象。

法拉第定律描述了电磁感应现象中电动势的产生与变化的规律。

根据法拉第定律,变化的磁场会产生电动势,导致电荷产生运动。

根据法拉第定律,电动势的大小可以通过公式ε = -dΦ / dt来计算。

其中,ε为电动势,Φ为磁通量,t为时间。

电磁学的入门与实践

电磁学的入门与实践

电磁学的入门与实践电磁学是物理学领域中一门重要的学科,研究电荷与电磁波之间的相互作用。

它在日常生活中的应用广泛,涉及到电力、通信、电子技术等众多领域。

本文将为您介绍电磁学的基本概念、原理以及实践应用。

一、电磁学的基本概念1. 电荷与电场电荷是物质所具有的一种基本属性,包括正电荷和负电荷两种。

电场则是电荷周围存在的一种场景,它描述了电荷对其他电荷的作用力。

2. 电磁感应与电磁感应定律当磁场的强度发生变化时,会在磁场周围产生电场,并引起电荷的运动。

这种现象被称为电磁感应,由法拉第电磁感应定律描述。

3. 安培环路定理安培环路定理描述了电流在闭合回路上的磁场作用力,指出电流在闭合回路上引起的磁场环绕着该回路。

4. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律阐述了磁场的变化会引起感应电动势,这个电动势与磁场的变化率成正比。

二、电磁学的原理1. 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组描述了电磁场的变化规律,包括麦克斯韦第一、第二、第三、第四个方程。

2. 高斯定律高斯定律用于描述电场或磁场的分布情况,指出电场或磁场通过一个闭合曲面的通量与该闭合曲面所围体积内的电荷或磁荷成正比。

3. 电磁场的传播电磁波是电磁场的一种传播形式,其传播速度等于光速。

电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

三、电磁学的实践应用1. 电力系统电磁学在电力系统中的应用非常广泛,例如输电线路、变压器、发电机等,都是基于电磁学原理设计和工作的。

2. 通信技术电磁学为现代通信技术的发展做出了重要贡献,如无线电通信、电视、手机和卫星通信等都离不开电磁学的理论基础。

3. 电子技术电子技术领域中的诸多设备和器件,如电子管、晶体管、集成电路等,都倚赖于电磁学原理的应用。

4. 医疗影像学医疗影像学中的诊断设备,例如核磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)等,都利用了电磁学的原理。

综上所述,电磁学作为物理学的重要分支,在现代社会中有着广泛而重要的应用。

物理电磁学的基本原理

物理电磁学的基本原理

物理电磁学的基本原理物理电磁学是自然科学中研究电荷以及电磁场的性质和相互作用的学科。

它是电磁现象的基本规律的研究和应用,为现代科学技术的发展提供了坚实的理论基础。

本文将探讨物理电磁学的基本原理,并深入讨论电荷、电场以及磁场等概念。

一、电荷的性质电荷是物质的一种基本属性,用来描述物质所具有的电性。

根据电荷的性质,可以分为正电荷和负电荷。

同性电荷之间相互排斥,异性电荷之间则相互吸引。

电荷的单位是库仑(Coulomb)。

二、电场的概念电场是指电荷周围的一种物理场。

当电荷存在时,它会在周围产生电场。

电荷产生的电场具有方向和大小,可以通过电场线来表示。

电场线可以用来描述电场的强弱以及方向。

三、叠加原理电场满足叠加原理,即多个电荷所产生的电场可以通过矢量相加的方式求和。

根据叠加原理,可以得到静电场的分布情况,进而计算出电场的强度和方向。

四、电场的强度电场的强度是指单位正电荷所受到的电场力的大小。

电场的强度与电荷的量以及距离的平方成反比。

电场的强度可以用公式E = k * Q / r²表示,其中E表示电场强度,k表示电场强度常量,Q表示电荷的量,r表示距离。

五、电势的概念电势是指电场对单位正电荷所做的功。

电势是标量量,单位是伏特(Volt)。

在电势概念中,选择一个点作为参考点,称为电势零点,其他点的电势与参考点的电势之差称为电势差。

六、电势差和电场强度的关系电势差与电场强度有着密切的关系。

在静电场中,电场强度的方向与电势降低的方向相同。

电场强度与电势差的关系可以用公式E = -ΔV / Δr表示,其中ΔV表示电势差,Δr表示距离。

七、磁场的概念磁场是指磁荷周围的一种物理场。

磁场由于磁荷的存在而产生,具有方向和大小。

磁场可以用磁力线来表示,磁力线是在磁场中任意一点上的磁感应强度的方向。

八、洛伦兹力洛伦兹力是指带电粒子在磁场和电场的共同作用下所受到的力。

洛伦兹力的大小与带电粒子的电荷量、电场强度以及磁场强度相关。

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0
4
R
3
q ( r r ) 3 4 0 r r
14
分布电荷产生的电场
由点电荷的电场强度的公式
E q 4 0 R
2
eR
q 4 0 R
3
R
q ( r r ) 3 4 0 r r
可以得到体分布电荷的电场强度的公式
dS '
dq ( r ' ) dl '
E (r ) 1 4

0 l
(r ')R R
3
dl '
16
17
三. 电位函数 1. 电位的定义(Electric Potential)
将试验电荷从A点移动到B点电场力所做的功
W

B A
F dl

0 为真空介电常数
1 4
0
eR
9 10
9
0 1 /( 4 9 10 ) 8 . 85 10
9
12
F /m
11
库仑定律 1785年,Coulomb用精心设计的扭秤实 验得到了著名的库仑定律. 表述:在真空中,两个静止的点电荷之 间的相互作用力的大小,与它们的电量 q1和q2的乘积成正比,与它们之间的距 离r的平方成反比;作用力的方向沿着 两点电荷的联线,同号电荷相斥,异号 电荷相吸.
q V
q

V
( r ) d V
如果电荷只分布在面或 线上,则定义电荷的面密度 和线密度分别为 q ( r ) lim
s 0
q
q
( r ) lim
s q

S
( r ) d S
( r ) d l
2-1 电场强度,电位
一. 电荷与电荷分布 二. 电场强度、库仑定律 三. 电位函数
5
源点、场点(直角坐标系)
源点——场源所在点, 点电荷、元电荷。
r ( x , y , z ) 源点矢量 r ( x , y , z ) 场点矢量
场点——要确定场量的点, 待求的点。
源点到场点的矢量R
由电位与电场强度的对应关系 E
参考点
可得


E dl
定积分
场点



E dl f (r ) C
不定积分
式中积分常数C由参考点确定。
25
参考点的选取
1) 当电荷分布在有限区域内时选无穷远为参 考点。 2) 当电荷分布在无限区域内时选有限区域内 的点为参考点。 原则: 尽量使电位计算公式简单 例如长直导线,线密度τ
O R ( x , y , z ) r ( x , y , z ) r ( x , y , z ) (坐标原点) ( x x ) e x ( y y ) e y ( z z ) e z ReR
( x x ) ( y y ) ( z z )
E 3 y e x ( 3 x 2 z ) e y ( cy z ) e z
ex E x Ex ey y Ey ez z Ez
ex x 3y
ey y (3 x 2 z )
ez z ( cy z )
物体带有电荷的多少称为电量,用 q表示。 *当初若作完全相反的规定,对今天的物理世界
不会有任何影响。
(2)电荷间相互作用的定性规律:
同种电荷相排斥,异种电荷相吸引。 3.电荷守恒定律 在一个与外界没有电荷交换的系统内,无论进行 怎样的物理过程,系统内正、负电荷量的代数和 总是保持不变。
3
4
第2章 静电场
1
电荷及其基本属性
1.电荷 人们对电的最早认识源于摩擦起电,一些经过摩擦的 物体可以吸引羽毛、头发、纸屑等轻小物体,具有这样
性质的物体称为带电体。带电体上具有电荷。
2.两种电荷
(1)正负电荷的定义:美国科学家富兰克林提出
2
用丝绸摩擦后的玻璃棒所带有的电荷称为正电荷; 用毛皮摩擦后的橡胶棒所带有的电荷称为负电荷。
r参考点 , 参考点 0
点电荷在空间任意一点的电位即为

q 4
0
R
22
体电荷、面电荷、线电荷的电位
对于体电荷、面电荷、线电荷的电位,可 用场源积分法,分别求得
体电荷

1 4
0

dV
V
R
面电荷

1 4
0

dS
S
R
线电荷

1 4
l
19
2.静电场的特性方程

E dl 0
l
静电场是守恒场 任意两点之间的电位差与路径无关
B RB q dl R RA A dR
由斯托克斯定理

E dl
l
E dS 0
S
E 0
静电场是无旋场
20
例 已知真空中一静电场的电场强度求系数c 。
8
l 0
l

l
9
二. 电场强度、库仑定律
设静止的源电荷周围的空间内某点处一个 静止的实验电荷q受到的静电力为F,则该点的 电场强度定义为 N(牛[顿])
V/m(伏/米)
F E lim q 0 q
C(库)
Electric Field Intrisity
场强E大的地方点电荷所受力也大,我们 说场比较强,反之,我们说场比较弱。 注意: E的大小与qt无关。
2 2 2

R
方向矢量
eR
R R

r r r r
例2.1
6
7
一. 电荷与电荷分布
如果电荷分布在体积 V内,则用电荷体密度 (即体积电荷密度)来描 述电荷在空间的分布。
( r )
V 0
要计算电荷总量,可 应用相应的积分运算求得。
lim

2
0
E

2 0 r
er

rQ
dr r


2
0
rP
(ln rQ ln r P )

当选rQ=1的柱面为参考点时

2
0
ln r
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
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库仑1736-1806
2012-12-13
库仑扭秤的构造及规格
库仑扭秤由悬丝、横杆、两个带电 金属小球:一个平衡小球,一个递 电小球、旋钮和电磁阻尼部分等组 成。两格带电金属小球中,一个固 定在绝缘竖直支杆上,另一个固定 在水平绝缘横杆的一端,横杆的另 一端固定一个平衡小球。横杆的中 心用悬丝吊起,和顶部的旋钮相 连,转动旋钮,可以扭转悬丝带动 绝缘横杆转动,停在某一适当的位 置。横杆上的金属小球(称为动球) 和竖直支杆上的固定小球都在以0 为圆心,半径长L为半径的圆周 上,动球相对于固定小球的位置, 可通过扭秤外壳上的刻线标出的圆 心角来读出。当两格金属小球带电 时,横杆在动球收到的库仑力力矩 作用下旋转,悬丝发生扭转形变, 悬丝的扭转力矩和库仑力力矩相平 衡时,横杆处于静止状态。
0

dl
l
R
23
4.电位与电场强度的对应关系
以体分布为例

1 4 0 V R 1 eR 与 之间的联系 2 R R
1 4
0

( r ) d V
E (r )
eR R
2
1 4

0 V
(r ' )eR R
2
dV
1 1 R R
( c 2 )e x (0 0 )e y (3 3)e z 0
c=2
21
3. 电位的计算

A

B

q 4
0
(
1 RA

1 RB
)
把B点做为参考点,即令
B c
A点相对于B点(参考点)的电位则为

A

q 4
0
c RA
当参考点为无穷远点时
( r ' ) R d V V 1
E (r )
1 1 ( r ' ) R d V 4 V
0
C

由于静电场是无旋场 E 0
E
24
如何利用电位求电场?
13
点电荷产生的电场
将电场强度的定义式与库仑定律对比
E lim F q
F 21 q1q 2 4
0 2
q 0
R
eR
q1q 2 4
0
R
3
R
即可得到点电荷在空间任意一点产生的电场强度 点电荷 的公式为
E (r ) q 4
0
R
2
eR
qR
力如何求?
10
库仑定律 Coulemb’s Law 库仑定律
库仑定律 两点电荷 :
库仑扭秤
q 1 和 q 2 相隔距离为
R 时,
q 2 受到 q 1的作用力为
F 21
q1q 2 4 R 0
2
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