【精品】PPT课件 电磁学电子教案25页PPT
电磁学PPT课件-2024鲜版
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麦克斯韦方程组的构成
四个基本方程，描述电场、磁场、电荷和电流之 间的关系。
物理意义
揭示了电磁场的基本规律，预测了电磁波的存在 ，为电磁学的发展奠定了基础。
方程组中各量的含义及相互关系
3
E（电场强度）、B（磁感应强度）、D（电位移 矢量）、H（磁场强度）、J（电流密度）、ρ（ 电荷密度）等。
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且电流大小和方向均不随时间变化。
欧姆定律的内容
02
介绍欧姆定律，即在同一电路中，通过导体的电流与导体两端
的电压成正比，与导体的电阻成反比。
欧姆定律的应用
03
列举欧姆定律在电路分析中的广泛应用，如计算电阻、电压和
电流等。
14
稳恒磁场产生条件及描述方法
稳恒磁场的定义和产生条件
阐述稳恒磁场的概念，即由恒定电流产生的磁场，其磁场强度和 方向均不随时间变化。
霍尔效应的原理
介绍霍尔效应的原理，即在通电的半导体薄片上施加一个与电流方 向垂直的磁场，会在半导体两侧产生电势差的现象。
霍尔效应的应用
列举霍尔效应在测量磁场、制作霍尔元件等方面的应用。
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磁路定理及其在工程中应用
磁路定理的内容
介绍磁路定理，即在磁路 中，磁通量总是沿着磁阻 最小的路径闭合。
配电网
将电能从变电站输送到用户端，包括架空线路、电缆、配 电变压器等设施。
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工业自动化领域传感器技术应用
位移传感器
利用电磁感应原理测量 物体位移或位置变化， 广泛应用于机床、自动 化生产线等领域。
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压力传感器
将压力转换为电信号输 出，用于测量气体或液 体的压力，常见于工业 控制、航空航天等领域 。
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
2024大学物理电磁学PPT课件
大学物理电磁学PPT课件•电磁学基本概念与定律•静电场与高斯定理•恒定电流与磁场目录•电磁感应与交流电路•电磁波辐射与传播•电磁学实验方法与技巧电磁学基本概念与定律电荷的基本性质电场的概念电场的描述电场强度与电势电流的形成磁场的概念磁场的描述磁场对电流的作用电磁感应现象楞次定律互感与自感法拉第电磁感应定律电磁感应定律电磁波及其传播电磁波的产生01电磁波的性质02电磁波的应用03静电场与高斯定理静电场基本概念静电场静止电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质，对放入其中的电荷有力的作用。
电场强度描述电场强弱的物理量，与试探电荷无关，反映电场本身的性质。
电势描述电场中某点电势能的物理量，与零电势点的选取有关。
电场线与电通量电场线电通量描述电场中穿过某一曲面的电场线条数的物理量，反映该曲面与电场的相对关系。
高斯定理及其应用高斯定理应用静电场中导体与绝缘体导体绝缘体导体与绝缘体的区别恒定电流与磁场电流的定义恒定电流电阻和电阻率030201恒定电流基本概念磁场线与磁通量磁场线磁通量磁感应强度安培环路定律和毕奥-萨伐尔定律安培环路定律毕奥-萨伐尔定律应用举例磁场对电流作用力和霍尔效应磁场对电流的作用力霍尔效应应用举例电磁感应与交流电路电磁感应定律和楞次定律电磁感应定律楞次定律动生和感生电动势动生电动势感生电动势自感和互感现象自感现象互感现象交流电路基本概念及分析方法交流电路基本概念交流电路是指电流、电压和电动势的大小和方向都随时间作周期性变化的电路。
与交流电相对应的是直流电，其电流、电压和电动势的大小和方向均不随时间变化。
交流电路分析方法交流电路的分析方法主要包括相量法、复数表示法、有效值法等。
其中，相量法是一种将正弦量表示为复数形式的方法，可以简化交流电路的计算和分析；复数表示法则是将正弦量表示为实部和虚部的形式，便于进行加减运算；有效值法则是将交流电的有效值与直流电进行等效替换，从而简化计算过程。
电磁波辐射与传播电磁波是由变化的电场和磁场相互激发而形成的，具有波动性和粒子性。
电磁学电子教案_图文
(1)对处于电场中的带电体有力的作用，这表明电场具有力的特性； (2)当带电体在电场中移动时，电场对其作功，这表明电场具有能的特性。
1.2.2 电场强度矢量
1.2.2 电场强度矢量 为了描述电场力的性质，则在电场中引入检验电场力的性质的试探电荷。
电荷和电场间的相互作用有两个方面，即电荷产生电场和电场对电荷施加作用力。 【例题】计算电偶极子在均匀电场中所受力矩。 【解】由于正负电荷在均匀电场中受力大小 相等方向相反，故其所受合力为零。但由于二 力的作用线不同，形成一个力偶。其力矩的大 小为
考虑其方向及电偶极矩写成矢量式为
（1.13）
作业 p42 2、 4、 6、 8、 9
电荷是基本粒子的一个性质，它不能脱离这些基本粒子而存在。 物体具有吸引轻小物体的性质叫做电性。带电的物体称为带电体。使物体带电叫做起电
， 正、负电荷互相完全抵消的状态叫做中和。
1.1.2电荷守恒定律
摩擦起电和静电感应等实验证明：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一 个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，也就是说，在任何 物理过程中，电荷的代数和是守恒的。
一对等量异号的点电荷组成的带电体系，它们之间的距离远比场点到它们的 距离小得多，这种带电体系叫做电偶极子。
1.2.3 电场强度叠加原理
故在上面的关系式中有
则有
上式表明：（1）电偶极子的场强与距离的三次方成反比；
（2）电偶极子的场强与 有关。其中
它是描述电偶极子
属性的物理量，称为电偶极矩。
1.2.4 电荷连续分布的带电体的场强计算
【例题1 】求点电荷 所产生的电场。 【解】如右图示，以点电荷 所在处为原点 ，另取一任意点 （叫做场点）。设想把一正试探电荷 放在 点，根据库仑定律， 受的力为
电磁学电子教案课件
如铝镍钴、铁氧体等，用于制造永磁体，利用其较强的剩磁 和矫顽力特性保持磁场。
05
电磁感应与麦克斯韦方程组
Chapter
电磁感应的基本概念
总结词
描述电磁感应现象及其产生条件。
详细描述
电磁感应是当磁场发生变化时，会在 导体中产生电动势的现象。其产生条 件包括磁场、导体和磁通量的变化。
法拉第电磁感应定律
麦克斯韦方程组的应用
总结词
列举麦克斯韦方程组在各个领域的应用实例。
详细描述
麦克斯韦方程组在通信工程、电子工程、光学等领域有广泛应用。例如，在通信领域， 该方程组可用于分析电磁波的传播特性，提高信号传输的稳定性和可靠性；在电子工程 领域，该方程组可用于研究电磁场对电子设备的干扰和影响，提高设备的性能和稳定性
电磁力
带电粒子或带电物体之间 通过电磁场相互作用产生 的力。
电磁学的发展历程
静电学
研究静止电荷产生的电场 及其与物质相互作用。
静磁学
研究静止磁场及其与物质 的相互作用。
电磁感应
研究变化的磁场如何产生 电场，以及变化的电场如 何产生磁场。
电磁学在生活中的应用
无线通信
医疗设备
利用电磁波传递信息，实现无线通信 。
电磁学电子教案课件
目录
• 电磁学概述 • 电磁场与电磁波 • 电场与电介质 • 磁场与磁介质 • 电磁感应与麦克斯韦方程组
01
电磁学概述
Chapter
电磁学的基本概念
01
02
03
电磁场
由电场和磁场组成，是物 质的一种形态，具有能量 和动量。
电磁波
在空间传播的电磁场，具 有振荡、振动和传播等特 性。
总结词
电和磁教ppt课件
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。洛伦兹力的方向垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，可以 用左手定则来判断。
洛伦兹力的应用
洛伦兹力在电磁学中有广泛的应用，如质谱仪、回旋加速器等。在质谱仪中，利用洛伦兹力使不同质量的带电粒 子发生偏转，从而实现质量分析；在回旋加速器中，利用洛伦兹力使带电粒子在磁场中做圆周运动，从而实现粒 子的加速。
根据自我评价结果， 制定未来的学习计划 ，包括继续深入学习 电磁学相关知识、拓 展应用领域等。
THANKS
感谢观看
磁场及其描述方式
磁场的产生
电流周围存在磁场，磁场是由运动电荷产生的。磁场的基本性质是对放入其中 的磁体有力的作用。
磁场的描述方式
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用B表示，单位是特斯拉（T）。 磁感应强度的方向定义为该点的磁场方向，可以用小磁针静止时N极的指向来 表示。
安培环路定律
安培环路定律的内容
麦克斯韦方程组简介
麦克斯韦方程组内容
描述了电场、磁场与电荷密度、电流密度之间的关系，揭示 了电磁波的存在及其传播规律。
麦克斯韦方程组的物理意义
奠定了现代物理学的基础，对无线通信、电子学等领域产生 深远影响。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
变化的电场和磁场相互激发，形 成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在真空中以光速传播，具 有波粒二象性。在介质中传播时 会发生折射、反射等现象。
在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面上，环绕电流为I的任意 形状的闭合曲线的线积分，等于穿过此曲线的磁通量与电流I的乘积，即 ∮B·dl=μ0I（∮为积分符号，dl为微小线段，μ0为真空中的磁导率）。
安培环路定律的应用
电磁学全套ppt课件
变压器工作原理和参数设置方法
工作原理
变压器利用电磁感应原理，通过变换交流电 压、电流和阻抗来实现电能传输。其核心部 件为铁芯和线圈，通过线圈匝数比的变化实 现电压的升降。
参数设置方法
变压器的参数设置主要包括额定电压、额定 电流、额定功率、变比等。在设置参数时， 需要根据实际需求选择合适的变压器型号和
2024/1/25
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02
静电场分析及应用
2024/1/25
8
电荷分布与电势计算
电荷分布基本概念
点电荷、电荷密度、体电荷密度、面电荷密 度、线电荷密度
电场强度定义及计算
矢量叠加原理、电场线描绘、电通量概念
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库仑定律及其适用条件
真空中的点电荷间相互作用力
电势定义及计算
电势差与电势关系、等势面描绘、电势叠加 原理
电磁学全套ppt课件
2024/1/25
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• 电磁学基本概念与原理 • 静电场分析及应用 • 恒定电流与电路基础知识 • 磁场性质与磁感应强度计算 • 电磁感应现象与规律探讨 • 交流电产生、传输和转换过程剖析
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01
电磁学基本概念与原理
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3
电场与磁场定义及性质
电场
用电器安全使用注意事项
如正确使用电器、避免超负荷用电、 防止触电等。
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04
磁场性质与磁感应强度计算
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磁场产生原因及描述方法
磁场产生原因
电流或磁体周围存在磁场，磁场是由运动电荷产生的。
磁场描述方法
用磁感线形象地描述磁场，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感 线的疏密程度表示磁场的强弱。
大学物理《电磁学》PPT课件
大学物理《电磁学》PPT课件•电磁学基本概念与原理•静电场中的导体和电介质•恒定电流及其应用•磁场性质与描述方法•电磁感应原理及技术应用•电磁波传播特性及技术应用目录CONTENTS01电磁学基本概念与原理电场强度描述电场强弱的物理量，其大小与试探电荷所受电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比。
静电场由静止电荷产生的电场，其电场线不随时间变化。
电势与电势差电势是描述电场中某点电势能的物理量，电势差则是两点间电势的差值，反映了电场在这两点间的做功能力。
欧姆定律描述导体中电流、电压和电阻之间关系的定律。
恒定电流电流大小和方向均不随时间变化的电流。
静电场与恒定电流磁场磁感应强度磁性材料磁路与磁路定律磁场与磁性材料由运动电荷或电流产生的场，其对放入其中的磁体或电流有力的作用。
能够被磁场磁化并保留磁性的材料，分为永磁材料和软磁材料。
描述磁场强弱的物理量，其大小与试探电流所受磁场力成正比，与试探电流的电流强度和长度成反比。
磁路是磁性材料构成的磁通路径，磁路定律描述了磁路中磁通、磁阻和磁动势之间的关系。
描述变化的磁场产生感应电动势的定律。
法拉第电磁感应定律描述感应电流方向与原磁场变化关系的定律。
楞次定律描述磁场与变化电场之间关系的定律。
麦克斯韦-安培环路定律由变化的电场和磁场相互激发而产生的在空间中传播的电磁振荡。
电磁波电磁感应与电磁波麦克斯韦方程组及物理意义麦克斯韦方程组由四个基本方程构成的描述电磁场基本规律的方程组，包括高斯定理、高斯磁定理、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦-安培环路定律。
物理意义麦克斯韦方程组揭示了电磁现象的统一性，预测了电磁波的存在，为电磁学的发展奠定了基础。
同时，该方程组在物理学、工程学等领域具有广泛的应用价值。
02静电场中的导体和电介质导体在静电场中的性质静电感应当导体置于外电场中时，导体内的自由电子受到电场力的作用，将重新分布，使得导体内部电场为零。
静电平衡当导体内部和表面的电荷分布不再随时间变化时，称导体达到了静电平衡状态。
2024版电磁学电子教案ppt课件
电子技术
电磁学在电子技术领域有 着广泛应用，如电子器件、 集成电路、电子计算机等。
能源技术
电磁感应原理在能源技术 领域有着重要应用，如发 电机、电动机、变压器等。
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课程目标与学习方法
课程目标
掌握电磁学的基本概念和原理，理解 电磁现象的本质和规律，培养分析和 解决电磁问题的能力。
学习方法
2024/1/29
8
电场强度与叠加原理
2024/1/29
电场强度的定义和物理意义
01
描述电场的力的性质，电场强度的矢量性
点电荷的电场强度
02
点电荷周围电场强度的分布和计算
叠加原理
03
多个点电荷产生的电场强度的叠加，电场强度的叠加满足矢量
叠加原理
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高斯定理及其应用
2024/1/29
高斯定理的内容和物理意义
2024/1/29
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电磁感应实验：法拉第圆盘发电机
3. 调整磁场发生装置，使磁场 方向垂直于圆盘表面。
4. 手动旋转圆盘或利用电机驱 动圆盘旋转，观察电流表的变化
41
磁场实验：霍尔效应测量
3. 调整磁场发生装置，使磁场 方向垂直于霍尔元件表面。
2024/1/29
4. 记录电压表的读数，并计算 磁场的强度。
5. 改变磁场方向或电流方向， 重复实验，观察霍尔电势的变 化规律。
42
电磁感应实验：法拉第圆盘发电机
实验目的
了解电磁感应原理，掌握法拉第圆盘发电机的使用方法。
3
电磁学定义与发展历程
2024/1/29
定义
电磁学是研究电和磁的相互作用以 及电磁场性质的科学分支。
发展历程
大学物理《电磁学》PPT课件
S
B
m BS
②均匀磁场，S 法线方向与磁场方向成 角
S
n
B
m BS cos B S
③磁场不均匀，S 为任意曲面 d m BdS cosθ B dS ④S 为任意闭合曲面
S
m B dS
S
m BdS cos θ B dS
一位专栏作家幽默地评论道：
正当全世界都在为人们成双成对庆贺 的时候，物理学家却为他们找到了孤独的 磁单极子而欢呼雀跃！
斯坦福大学的这个探测结果只是一个不能重现 的孤立事件，在没有其它实验室认同的情况下，是 不能作为对磁单极子的认定结论的。
所有磁现象可归结为
产
运动电荷 A
生
A的 磁场
作
用于
+
运动电荷 B
2 2 B Bx B y 0.1T
Bz tan 0.57 Bx
300
～1012T ～106T ～7×104T ～0.3T ～10-2T ～5×10-5T ～3×10-10T
资料
原子核表面 中子星表面 目前最强人工磁场 太阳黑子内部 太阳表面 地球表面 人体
2.电场与磁场的相对性
S1
m B dS 0
S2
磁感应线是闭 合的，因此它在任 意封闭曲面的一侧 穿入，必在另一侧 全部穿出。
《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。
电磁学电子教案课件
电磁波接收
在无线通信中，接收端需要能够有效地接收 和还原发送端的信号。接收端通过天线接收 空间中的电磁波信号，经过信号处理和放大 后进行解调，最终还原出原始信号。为了提 高信号接收质量，需要采用高性能的接收器 和信号处理技术。
THANKS
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电场强度
描述电场对电荷作用力强弱的物理量
电流与磁场
电流的单位：安培（ A）
洛伦兹力：磁场对运 动电荷的作用力
磁感应强度：描述磁 场强弱的物理量
麦克斯韦方程组
微分形式的麦克斯韦方程组
描述电场和磁场在空间某一点的变化趋势
积分形式的麦克斯韦方程组
描述电场和磁场在某个闭合曲面内的总量变化
电磁场的能量与动量
电磁波传播
电磁波在空间传播过程中，伴随着 能量的传输，其传播速度与介质有 关。
变压器原理
变压器通过磁场耦合实现电压和电 流的变换，从而实现电场能和磁场 能之间的转换。
05
CATALOGUE
电磁器件与技术应用
电感器与变压器
电感器
电感器是一种储存磁场能量的电子元件，主要通过线圈来实现。它具有阻止电流变化的特性，即当电 流变化时，会产生反向电动势阻止电流的变化。在电子线路中，电感器常用于滤波、振荡、延迟等电 路中。
楞次定律
感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场 的变化。
磁场能量守恒定律
磁场能量公式
磁场能量与磁感应强度、磁场储能密度和体积有关，其公式 为$W_{m} = frac{1}{2} int B^2 dV$。
磁场能量守恒
在无外力作用下，磁场能量在磁路中保持不变，即磁路中的 磁场能量守恒。
电场能量守恒定律
电场能量公式
电磁波的散射