物理学史3电磁学43页PPT
大学物理《电磁学》PPT课件
欧姆定律
描述导体中电流、电压和电阻之间关系的 定律。
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。
恒定电流
电流大小和方向均不随时间变化的电流。
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。
电介质的极化现象
1 2
电介质的定义 电介质是指在外电场作用下能发生极化的物质。 极化是指电介质内部正负电荷中心发生相对位移, 形成电偶极子的现象。
极化类型 电介质的极化类型包括电子极化、原子极化和取 向极化等。
3
极化强度
极化强度是描述电介质极化程度的物理量,用矢 量P表示。极化强度与电场强度成正比,比例系 数称为电介质的电极化率。
磁场对载流线圈的作用
对于载流线圈,其受力可分解为沿线圈平面的法向力和切线方 向的力,分别用公式Fn=μ0I²S/2πa和Ft=μ0I²a/2π计算。
05
电磁感应原理及技 术应用
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律的内容
01
变化的磁场会产生感应电动势,感应电动势的大小与磁通量的
变化率成正比。
法拉第电磁感应定律的数学表达式
安培环路定理及其推广形式
安培环路定理
磁场中B沿任何闭合路径L的线积分, 等于穿过这路径所围面积的电流代数 和的μ0倍,即∮B·dl=μ0∑I。
推广形式
对于非稳恒电流产生的磁场,安培环路 定理可推广为 ∮B·dl=μ0∑I+ε0μ0∂/∂t∮E·dl。
磁场对载流导线作用力计算
载流导线在磁场中受力
当载流导线与磁场方向不平行时,会受到安培力的作用,其大 小F=BILsinθ,方向用左手定则判断。
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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
大学物理《电磁学》PPT课件
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
S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。
↑载流螺线管的磁感应线 ←载流直导线的磁感应线 比较
1 e E dS
S
0
Q
dV
静电场中高斯定理反映静电场是有源场;
m B dS 0
安 培 演 示 电 流 相 互 作 用 的 装 置 ( 复 制 品 )
电流与电流之间的相互作用
I
F F
I
电流与电流之间的相互作用
I F
F
I
磁场对运动电荷的作用
电子束
+
磁场对运动电荷的作用
电子束
S N
+
我们得把问题引向一个更深的层次 思想深邃的科学家自问:磁铁究竟是什么?如 果磁场是由电荷运动激发的,那么来自一块磁铁的 磁场是否也可能是由于电流的的效果呢? 安培用通电螺线管很好地模拟了一个磁针:
①方向: 曲线上一点的切 线方向和该点的磁场 方向一致。 ②大小:
磁感应线的疏密反映磁场的强弱。
B
③性质: •磁感应线是无头无尾的闭合曲线,磁场中任 意两条磁感应线不相交。 •磁感应线与电流线铰链 通过无限小面元dS 的磁感应线数目dm与dS 的 比值称为磁感应线密度。我们规定磁场中某点的磁
2
电磁学Microsoft PowerPoint 幻灯片
F12 K
q1 q 2 r2
r 012
1 K 4π
0
0 8.85418781710
计算表明,库仑力远大于万有引力
12 C2/(N· m2 )
1813年的泊松方程 1828年的高斯定理 泊 松
电流领域 1800伏打研究 出啦电池—— 标志着电学将 进入一个飞速 发展时期研究 电流和电磁效 应
楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现——插入和抽出磁铁 时所做的功转变为回路中的电能。
二、麦克斯韦方程组的建立
麦克斯韦通过对前人的发现和成果加以总结和升华以 及结合位移电流概念的引入,创造性地提出了变化电场可在 周围激发磁场的假设,把物理与数学紧密结合, 利用类比方 法建立了描写电磁场运动规律的麦克斯韦方程组。 麦克斯韦方程组 (对学生不要求, 只是给学生看一下) :
在1826年发现了欧姆定律,由此与电流相关的物理量可以测定 和推出。
人们为纪念他,将电阻的单位定为“欧姆”。
奥斯特已发现了电能产生磁,所以法拉第坚信:磁一 定能产生电 经过近10年的努力,于1831年发现了电磁感应现象 由图示4种方法,可见关键点是:产生感应电流的回路 都是处在一个变化的磁场中,一旦磁场变化停止,感应 电流就消失。这种现象称为电磁感应。
盖里克的实验被 很多人重复 1720年的格雷— —发现导体和绝 缘体 1733年杜菲—— 区分出正负电荷 并总结出静电作 用的基本特性
——同性 相斥,异 性相吸
1745年,荷兰莱顿大学 的教授马森布洛克16921761发明了莱顿瓶。
利用风筝,把 天上的电引到 地上——证明 啦天电和地电 的同一性。 1747年由实验 提出电荷守恒 原理
类比万有引力,科学家 猜测电荷间作用力与距离平 方成反比。 罗比逊实验,发现
电磁学Electromagnetics教学课件
电磁学的发展历程
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,奠定了发 电机的理论基础。
1887年,德国物理学家海因里希·鲁 特通过实验证实了电磁波的存在,奠 定了无线通信的基础。
1860年代,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 提出了麦克斯韦方程组,统一了电场 和磁场,预言了电磁波的存在。
磁场强度是描述磁场中某点磁体所受作用力的物理量,与磁场 力和磁体磁矩成正比,与距离平方成反比。
静磁场是指静止磁体和恒定电流产生的磁场,其特点是磁体和 电流分布不随时间变化。
电荷与电流
电荷概念
电荷是物质的基本粒子,具 有正负两种电荷。同种电荷 相互排斥,异种电荷相互吸 引。
电流
电流是单位时间内通过导体 横截面的电荷量,其大小与 电压和电阻成正比。
电磁力与物质相互作用实验
总结词
探究电磁力与物质的相互作用规律
详细描述
通过实验了解电磁力与物质的相互作用规律 ,掌握电磁感应、电磁力的测量方法,了解 电磁力在生产和生活中的应用,如电动机、 发电机等。
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图像信息。
磁悬浮列车
总结词
磁悬浮列车是一种新型交通工具,利用电磁原理实现列车与轨道的无接触悬浮和导向。
详细描述
磁悬浮列车通过强大的电磁场产生吸引力或排斥力,使列车与轨道之间保持一定距离,实现列车的高 速运行。磁悬浮列车具有无摩擦、低噪音、低能耗等优点,是未来交通工具的发展方向之一。
07
CATALOGUE
电场强度
电场强度是描述电场中某点电荷所受作用力的物理量,与电场力和电 荷量成正比,与距离平方成反比。
高三物理学史《电磁学的发展历史》课件(共52张PPT)
现象正式定名为电磁感应。
32
法拉第根据大量实验事实总结出了如下定律:
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的磁 通变化率成正比。
感应电动势用 表示,即 (负号反映感应电动势的方向 与磁通量变化的关系)
这就是法拉第电磁感应定律。
直到70年代才逐渐被爱迪生发明的白炽灯所代替。此 外伏打电池也促进了电镀的发展,电镀是1839年由西 门子等人发明的。
23
3.2 电磁学的建立
电磁感应现象的发现,对科学技术的发展意义重大。
它揭示了电与磁相互联系和转变的又一重要性质,推 动了电磁学理论的的发展。
在应用方面,为大规模地利用电能开辟了广阔的道路
记载了电学方面的研究。
6
盖利克和起电机
盖利克 起电机
最早的静电起电机出现在17世纪,O.von.盖利克 利用摇柄使一个硫磺球(后改用玻璃球)迅速旋转 ,用人手(或皮革)与之摩擦起电。
到19世纪,这种摩擦起电机为感应起电机所取代。
7
18世纪电的研究——电流趣闻
斯蒂芬·格雷 (Stephen Gray)
闪电可以使罗盘的磁针旋转
24
奥斯特实验
在1820年4月发现电流的磁效应:当电流 通过导线时,引起导线近旁的磁针偏转。
丹麦物理学家奥斯特 (Hans Christian Oersted,
1777—1851)
通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场。 25
同年7月21日以《关于磁针上电冲突作用的实验》 为题发表了他的发现。
安培研究电流相互 作用的仪器 28
即两个电流元之间的作用力跟它们之间距离的平方成反比 ,这就是著名的安培定律。
电磁学PPT课件
目录
• 电磁学基本概念与原理 • 静电场分析与应用 • 恒定电流与稳恒磁场研究 • 电磁波传播与辐射特性探讨 • 电磁学在日常生活和工业生产中应用实例
01
电磁学基本概念与原理
Chapter
电场与磁场定义及性质
01
电场
由电荷产生的特殊物 理场,描述电荷间的 相互作用。
02
磁场
由运动电荷或电流产 生的特殊物理场,描 述磁极间的相互作用 。
3
方程组中各量的含义及相互关系
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。
电磁波产生、传播和接收过程
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
电磁波在真空或介质中传播,速度 取决于介质的性质。
电磁波的接收
通过天线等接收装置,将电磁波转 换为电信号进行处理。
描述稳恒磁场的方法
介绍描述稳恒磁场的物理量,如磁感应强度、磁通量等,并给出相 应的定义和计算公式。
稳恒磁场的性质
列举稳恒磁场的基本性质,如磁场的叠加性、磁场的无源性等。
洛伦兹力与霍尔效应原理
洛伦兹力的定义和公式
阐述洛伦兹力的概念,即运动电荷在磁场中所受到的力,并给出 相应的计算公式。
霍尔效应的原理
03
电场性质
对电荷有力的作用, 具有能量和动量。
04
磁场性质
对运动电荷或电流有 力的作用,也具有能 量和动量。
库仑定律与高斯定理
01
02
03
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。
电磁学全套ppt课件
由于磁场变化而产生的感应电动势。 其大小与磁通量变化的快慢有关,即 与磁通量对时间的导数成正比。
自感和互感现象在生活生产中应用
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发生变化,从而在线圈自身中 产生感应电动势。自感现象在电子线路中有着广泛的应用,如振荡电路、延时电路等。
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
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。
联系专业电工进行处理。
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特点介绍
正弦交流电具有周期性、连续性、可变性等 特点。其电压和电流的大小和方向都随时间 作周期性变化,且波形为正弦曲线。
三相交流电传输优势分析
传输效率高
三相交流电采用三根导线 同时传输电能,相比单相 交流电,其传输效率更高 ,线路损耗更小。
物理学史电磁ppt
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档消耗一个共享文档下载特权。
年VIP
月VIP
连续包月VIP
享受100次共享文档下载特权,一次 发放,全年内有效
赠每的送次VI的发P类共放型的享决特文定权档。有下效载期特为权1自个V月IP,生发效放起数每量月由发您放购一买次,赠 V不 我I送 清 的P生每 零 设效月 。 置起1自 随5每动 时次月续 取共发费 消享放, 。文一前档次往下,我载持的特续账权有号,效-自
在 1752 年 7 月的一个雷雨 天富兰克林做了著名的费城实验: 风筝上安上一根尖细的铁丝,用 来捕捉电,并用麻绳与这铁丝相 连,麻绳的末端拴一把铜钥匙, 钥匙塞在莱顿瓶中间。
费城实验
富 兰 克 林 ( Benjamin Franklin , 1706—1790年)是18世纪美国的实业家、 科学家、社会活动家、思想家和外交家, 美国《独立宣言》和美国宪法的起草人 之一。
大学物理电磁学ppt完整版
大学物理电磁学ppt完整版contents •电磁学基本概念与原理•静电场性质及描述方法•稳恒电流与电路基础知识•磁场性质及描述方法•电磁感应现象和规律•电磁波传播与辐射特性目录01电磁学基本概念与原理电场与磁场定义电场由电荷产生的特殊物理场,描述电荷间的相互作用。
磁场由运动电荷或电流产生的特殊物理场,描述磁极间的相互作用。
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。
毕奥-萨伐尔定律及应用毕奥-萨伐尔定律描述电流元在空间任意点P处所激发的磁场,与电流元的强度、电流元与P点的位矢以及电流元与P点之间的夹角有关。
应用计算载流导线、载流线圈等电流分布所产生的磁场。
洛伦兹力与安培力分析洛伦兹力描述运动电荷在磁场中所受到的力,与电荷量、电荷速度以及磁感应强度有关。
安培力描述载流导线在磁场中所受到的力,与导线中的电流、导线的长度以及磁感应强度有关。
02静电场性质及描述方法电荷分布与电势概念电荷分布描述电荷在空间中的分布情况,包括点电荷、线电荷、面电荷和体电荷等。
电势概念电势是描述电场中某点电势能的物理量,与电荷在该点的位置有关。
电势差则表示两点间电势的差值,与路径无关。
电势的计算根据库仑定律和电场强度的定义,可以推导出电势的计算公式。
对于点电荷,电势与距离成反比;对于连续分布的电荷,需要对电荷密度进行积分。
电场线电场线是描述电场分布情况的曲线,其切线方向表示电场强度的方向,疏密程度表示电场强度的大小。
等势面等势面是电势相等的点所构成的面,与电场线垂直。
等势面的形状和分布可以反映电场的性质。
绘制方法根据电场线和等势面的定义,可以采用矢量场可视化技术,如箭头图、流线图和色彩图等,来绘制电场线和等势面。
电场线及等势面绘制电偶极子与电多极子简介电偶极子由两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。
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磁场是电流周围存在的一种特殊物质,它 对放入其中的磁体或电流有力的作用。
磁场的描述
磁场对电流的作用
磁场可以用磁感线来描述,磁感线的疏密 表示磁场的强弱,磁感线的切线方向表示 磁场的方向。
磁场对放入其中的电流有力的作用,这个力 的大小与电流的大小、磁场的强弱以及电流 与磁场的夹角有关。
电磁感应定律
电磁感应现象
当闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中就会 产生感应电流,这种现象称为电磁感应现象。
楞次定律
感应电流的方向总是要阻碍引起感应电流的磁通 量的变化,即“增反减同”。
法拉第电磁感应定律
感应电动势与磁通量变化率的负值成正比,即E=n(ΔΦ)/(Δt),其中E为感应电动势,n为线圈匝数 ,ΔΦ为磁通量的变化量,Δt为时间的变化量。
在各向同性介质中传播特性
在各向同性介质中,平面电磁波的传播速度、传播方向和电场、磁场分量之间的关系遵 循一定的规律,如折射定律、反射定律等。
反射、折射和衍射现象
反射现象
当电磁波遇到介质界面时,一部分能量被反射回原介质,形成反 射波。
折射现象Βιβλιοθήκη 当电磁波从一种介质传播到另一种介质时,传播方向会发生改变, 形成折射波。
互感现象
当两个线圈靠近并存在磁耦合时,一个线圈中的电流变化会在另一个线圈中产 生感应电动势。互感系数与两个线圈的形状、大小、匝数以及它们之间的相对 位置有关。
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。
06
电磁学实验方法与技巧
常见电磁学实验仪器介绍
《电磁学》PPT课件
新型电磁材料与技术
超构材料、拓扑电磁学、量子电磁学等
电磁学与其它学科的交叉融合
电磁生物学、电磁化学、电磁信息学等
电磁学在高新技术领域的应用
5G/6G通信、太空探测、新能源技术等
未来电磁学技术发展趋势展望
高性能计算与仿真技术、智能电磁感知与 调控技术等
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THANKS
正弦交流电路基本概念
1
正弦交流电路是指电流和电压随时间按正弦规律 变化的电路。正弦交流电具有周期性、连续性和 可叠加性等特点。
2
正弦交流电的基本参数包括振幅、频率、相位和 初相位等,这些参数决定了正弦交流电的性质和 特征。
3
正弦交流电路的分析方法包括时域分析法和频域 分析法,其中频域分析法在复杂交流电路分析中 具有重要意义。
处于静电平衡状态的导体,其内部电场被屏蔽,使得外部电场无法对 导体内部产生影响。
电介质极化现象及机理
1 2 3
电介质极化
电介质在静电场作用下,其内部正负电荷中心发 生相对位移,形成电偶极子,这种现象称为电介 质极化。
极化机理
电介质极化的机理包括电子极化、原子极化和取 向极化等。不同电介质在静电场中的极化程度不 同,这与其内部结构有关。
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
02
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
大学物理《电磁学》课件
电磁场能量守恒定律表明,在电磁场的演化过程中,电磁场的能量不能被创造或消失,只能被转移或转化。这个 定律可以通过麦克斯韦方程组进行描述,并且在许多物理现象中都有应用,例如电磁波的传播、电磁能的转换等 。
电磁场动量守恒定律及其应用
总结词
电磁场动量守恒定律是电磁学中的另一个基本定律,它描述了电磁场动量在空间中的转移和转化,对 于理解电磁波的传播和散射等现象具有重要意义。
电磁学实验设计思路与方法论介绍
实验目的与背景
明确实验的意义和工程应用背 景,有助于学生更好地理解实
验的设计思路。
实验器材与设备
列出所需的实验器材和设备, 并简要介绍其功能和使用方法 。
实验原理与公式
详细阐述实验的基本原理和相 关的公式,为学生后续理解和 应用实验数据打下基础。
实验步骤与流程
清晰地列出实验的操作步骤和 流程,确保学生能够按照规定
的步骤进行实验。
电磁学实验操作技巧与注意事项分享
01
操作技巧
02
正确使用实验器材:熟悉各种实验器材的使用方法 和注意事项,如电源、电阻器、电感器等。
03
准确测量数据:在实验过程中,要按照规定的步骤 准确测量数据,避免误差的产生。
电磁学实验操作技巧与注意事项分享
• 保持实验安全:在实验过程中,要注意安全,避免触电、 烫伤等事故的发生。
大学物理《电磁学 》课件
汇报人: 202X-12-20
目录
• 电磁学概述 • 电场与电势 • 磁场与磁感应强度 • 电磁感应现象与麦克斯韦方程组 • 电磁场能量与动量守恒定律 • 电磁学实验设计与操作技巧
01
电磁学概述
电磁学定义与基本概念
电磁学定义
电磁学是研究电荷、电流、电场、磁 场以及它们之间相互作用相互影响的 学科。