第七章电磁现象概论
物理电磁现象知识点总结
物理电磁现象知识点总结一、电磁场电磁场是电荷和电流产生的空间中的电场和磁场的总和。
电磁场是具有特定大小和方向的物理量，在空间中具有分布和变化。
电磁场具有一些重要的性质，包括：1. 电磁场的数学描述：电场和磁场分别可以用电场强度和磁感应强度来描述。
电场强度E的单位是N/C，磁感应强度B的单位是T。
2. 驱动电磁场的电荷和电流：电荷和电流是产生电磁场的基本源。
静止的电荷会产生静电场，移动的电荷会产生磁场，而加速的电荷则会同时产生电场和磁场。
3. 电磁场的相互作用：电磁场可以与物质发生相互作用，产生力和能量的传递。
电磁场可以对物质施加电场力和磁场力，产生电能和磁能的转化。
4. 电磁场的传播：电磁场可以在空间中传播，形成电磁波。
电磁波是一种横波，具有电场和磁场振动的特点，具有特定的频率和波长。
二、电磁感应电磁感应是指由于磁通量的变化而引起的感应电动势的产生。
电磁感应是电磁学中一个重要的现象，包括以下内容：1. 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律指出，当磁场的磁通量发生变化时，会在闭合线圈内产生感应电流。
感应电流的方向会使磁场的变化趋于抑制，从而符合能量守恒定律。
2. 感应电动势和感应电流：在闭合线圈中产生的感应电动势会引起感应电流的产生，感应电流的大小和方向可以利用楞次定律来确定。
3. 自感和互感：自感又称为自感应，是指线圈内部感应电动势与线圈内部的电流强度相关的参数。
互感是指两个线圈之间由于磁场的相互作用而产生的感应电动势和感应电流。
4. 感应现象的应用：电磁感应的原理被广泛应用于变压器、感应电动机、发电机等电磁设备中，实现能量的转换和传输。
三、电磁波电磁波是电场和磁场以特定频率和波长的形式传播的一种波动现象。
电磁波具有以下特点：1. 电磁波的发现：电磁波是由麦克斯韦根据法拉第电磁感应定律和安培环路定律推导出来的。
麦克斯韦预言了电磁波的存在，并由赫兹在实验证实了电磁波的传播。
2. 电磁波的特性：电磁波是一种横波，包括电场振荡和磁场振荡。
解析物理中的电磁现象
解析物理中的电磁现象教案主题：解析物理中的电磁现象一、引言在物理学中，电磁现象是研究电的性质和磁的性质以及它们之间相互关系的重要内容。
电磁现象的研究对于我们深入了解自然界和应用于实践非常重要。
本教案将从电磁现象的基本概念入手，逐步展开论述电磁感应、电磁场等相关知识，帮助学生全面理解和掌握电磁现象。
二、电磁现象的基本概念1. 电荷和电场- 电荷的性质：带电粒子、电荷量与元电荷- 电场的定义：电荷周围的电场强度- 电荷在电场中的受力和运动规律2. 磁场和磁感线- 磁场的性质：由磁体产生的磁场- 磁感线的表示方法和磁感线的性质三、电磁感应现象1. 法拉第电磁感应定律- 电磁感应的基本规律- 电磁感应中的正负号问题- 电磁感应实例解析：发电机、电动机等2. 感应电流和自感现象- 感应电流的概念及其规律- 自感现象的基本概念和作用- 感应电流和自感现象实例解析：变压器、电磁炉等四、电磁场的基本概念1. 电场和磁场的相互作用- 洛伦兹力的概念及其作用规律- 电场和磁场的相互转换2. 麦克斯韦方程组- 麦克斯韦方程组的基本形式和含义- 麦克斯韦方程组的应用：电磁波等五、电磁波的基本特性1. 电磁波的概念和基本特性- 电磁波的定义和性质- 电磁波的分类和频率范围2. 电磁波的传播和干涉- 电磁波的传播特点和速度- 电磁波的干涉现象和应用六、电磁辐射与应用1. 电磁辐射的概念和特性- 电磁辐射的来源和传播规律- 电磁辐射对人体和环境的影响2. 电磁辐射的应用- 电磁辐射在通信、医学等方面的应用- 电磁辐射防护和减少的方法七、总结与展望通过本次教学，学生们已经初步了解了电磁现象的基本概念、电磁感应现象、电磁场和电磁波的基本特性以及电磁辐射的应用。
在日常生活和学习中，电磁现象都有着重要的应用，理解和掌握电磁现象对于提高学生的综合能力和应用能力有着重要的作用。
八、思考题1. 电磁场和电磁波有何区别和联系？2. 请举例说明电磁感应在现实生活中的应用。
《电磁现象》第一讲
《电磁现象》第一讲电流周围的磁场一、磁场基本性质1、磁场高斯定理：磁场中通过任一封闭曲面的磁通量一定为零。
说明磁场是无源场。
类比于静电场：静电场中通过任一封闭曲面的电通量不一定为零。
静电场是有源场。
2、安培环路定理：磁感应强度沿任意闭合回路的线积分等于穿过该闭合回路的全部电流的代数和的μ0倍。
说明磁场是有旋场。
类比于静电场：静电场中场强沿任意闭合回路的线积分一定等于零。
静电场是无旋场。
二、电流产生磁场的规律1、毕奥-萨伐尔定律（电流元“I△L”周围磁场的分布规律；类似于点电荷场强的关系式）对于电流强度为I 、长度为△L 的导体元段，设其在距离为r 的点激发的“元磁感应强度”为△B 。
则：△B=μ0I 4πr 2 △Lsin θ（式中θ为电流方向与r 之间的夹角，μ0=4π×10-7Tm/A 、真空磁导率）；△B 的方向由矢量积的右手螺旋关系确定。
应用毕萨定律再结合矢量叠加原理，理论上可以求解任意形状导线在任何位置激发的磁感强度。
2、典型的电流分布的磁场（了解即可，不要求推导）（1）无限长直线电流的磁场：B=μ0I 2πr （r 是场点P 到导线的垂直距离）若直导线的长度是有限的，则其周围磁场：B=μ0I4πr (cos θ1-cos θ2) ；显然，当L 趋于无限长时，θ1→0︒，θ2→180︒，B=μ0I2πr 。
(2)细长密绕通电螺线周围的磁场：管内：B=μ0nI （式中n 是螺旋管单位长度上线圈的匝数），由此可知，这是一个匀强磁场。
而管外的磁场为零。
（3）圆形电流中心的磁感应强度：B=μ0I2r（r 为圆形电流的半径）例题1：如图所示，M l M 2和 M 3 M 4都是由无限多根无限长的外表面绝缘的细直导线紧密排列成的导线排横截面，两导线排相交成120°，O O /为其角平分线。
每根细导线中都通有电流 I ，两导线排中电流的方向相反，其中M l M 2中电流的方向垂直纸面向里。
电磁现象及其应用PPT课件
互感电动势的方向，可用楞次定常广泛，如电源变压
器，电流互感器、电压互感器和中周变压器等都是根据互感原
理工作的。
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3、互感线圈的同名端
（1) 同名端
在电子电路中，对两个或两个以上的有电磁耦合的线圈，常 常需要知道互感电动势的极性。
如图所示，图中两个线圈 L1、L2 绕在同一个圆柱形铁棒上， L1 中通有电流 I 。
（2）电磁继电器的构造：电磁铁，衔铁，弹簧，触电，支架
低压控制电路
高压工作电路
电源
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电 源 电动机
2.3 电磁感应
一、电磁感应现象
在发现了电流的磁效应后，人们自然想到：既然电能够产生磁， 磁能否产生电呢？
由实验可知，当闭合回路中一部分导体在磁场中做切割磁感线 运动时，回路中就有电流产生。
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消失
（2）研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系
实验
改变电流
现象
增大电流电磁铁吸引 的大头针数目_增_多___.
结论 通过电磁铁的电流越____,电磁铁的磁性大_____.
越强
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(3)研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系
实验 改变线圈匝数
现象 匝数越______, 多 磁性越______.
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三、感应电动势
《电磁场 电磁波》 讲义
《电磁场电磁波》讲义一、什么是电磁场在我们的日常生活中，电和磁的现象无处不在。
当我们打开电灯，电流通过灯丝，产生光亮；当我们使用磁铁，能够吸附铁质物品。
然而，这些现象背后隐藏着一个更为神秘而又重要的概念——电磁场。
电磁场是由带电粒子的运动产生的一种物理场。
简单来说，电荷的存在会产生电场，而电流的流动会产生磁场。
当电荷和电流同时存在并且发生变化时，电场和磁场就会相互作用、相互影响，从而形成电磁场。
想象一下，一个静止的电荷周围存在着电场，这个电场就像是电荷的“势力范围”，能够对其他电荷产生力的作用。
而当电荷开始运动，比如在导线中形成电流时，就会产生磁场。
这个磁场的强度和方向会随着电流的大小和方向的变化而变化。
电磁场具有能量和动量，它可以在空间中传播，并且能够传递电磁相互作用。
例如，无线电通信就是依靠电磁场的传播来实现的。
二、电磁场的特性1、电场特性电场强度是描述电场的一个重要物理量。
它表示单位正电荷在电场中所受到的力。
电场线是用来形象地描绘电场分布的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，切线方向表示电场的方向。
2、磁场特性磁场强度和磁感应强度是描述磁场的关键物理量。
磁场线则用于直观地展示磁场的分布，其闭合特性反映了磁场的一些独特性质。
3、电磁波的产生变化的电场会产生变化的磁场，而变化的磁场又会产生变化的电场。
这种相互激发、交替产生的过程，使得电磁场能够以波的形式在空间中传播，这就是电磁波的产生原理。
三、电磁波电磁波是一种横波，它的电场强度和磁场强度相互垂直，并且都垂直于电磁波的传播方向。
电磁波在真空中的传播速度是一个恒定值，约为 3×10^8 米/秒。
电磁波具有广泛的频谱，从低频的无线电波到高频的伽马射线，涵盖了各种各样的波长和频率。
不同频率的电磁波具有不同的特性和应用。
1、无线电波无线电波的频率较低，波长较长。
它被广泛应用于广播、电视、通信等领域。
例如，我们通过收音机收听的广播节目就是通过无线电波传输的。
大学物理《电磁学》PPT课件
电场和磁场都由电荷产生，也都由电荷的受力 情况来检验。那么，这两种场之间到底有什么本质 的区别呢？
众所周知，电荷的静止与运动都是相对观察者 而言的，我们对运动与静止的描述依赖于所选择的 参照系，这样看来，电场和磁场的区别，也只有相 对意义了。
具体地说：给定一试验电荷，在不同的参照系 上，测定该试验电荷的受力情况从而辨认其周围空 间的电场和磁场，所得描述结果是不同的。
作用于
运动电荷 B
产生
三、磁感应强度(Magnetic Induction)
1. 磁感应强度 B 的定义：
对比静电场场强的定义 F q0 E
将一实验电荷射入磁场，运动电荷在磁场中 会受到磁力作用。
实验表明
① Fm v
② Fm q0v sin
2
时Fm达到最大值
Fm
q0
v
θ＝0 时Fm= 0，
①方向：
曲线上一点的切线
方向和该点的磁场方
B
向一致。②大小：ຫໍສະໝຸດ 磁感应线的疏密反映磁场的强弱。
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
感应强度的值等于该点的磁感应线密度。
i jk
F e 0 v y 0 e(v yBzi v yBxk )
Bx 0 Bz
Fz e v y Bx
Bx
Fz e vy
8.69 10-2 T
B
Bx2
B
2 y
0.1T
tan Bz 0.57
Bx
300
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
电磁感应现象 课件
二、电磁感应的产生条件 1.磁通量:穿过某一面积的磁感线条数叫作穿过该面积的磁通量. 2.磁通量公式:Φ=BS,其适用条件:①匀强磁场;②B 与 S 垂直. 3.磁通量单位:韦伯,简称韦,1 W b=1 T· m 2. 4.产生感应电流的条件:①闭合电路;②磁通量发生变化.
一、磁通量
活动与探究
引起磁通量变化的因素有哪些?
位置磁通量最大,若线框以 ab边为轴转动,则磁通量变小,故 C 对;若线框
以导线为轴转动,在任何情况下磁感线与线框所在平面均垂直,磁通量
不变,故 D 错.所以本题正确选项为 B 、C . 答案:B C
.
[思路点拨]本题关键是解决 Φ=BS 中的 S 和 B 必须垂直.
解析:线圈平面 abcd与磁感应强度 B方向不垂直,不能直接用 Φ=BS 计算,处理时可以用不同的方法.
方法一:把 S 投影到与 B 垂直的方向即水平方向,如图中 a'b'cd,S⊥=Scos θ,
故 Φ=BS⊥=BScosθ. 方法二:把 B 分解为平行于线圈平面的分量 B∥和垂直于线圈平面 的分量 B⊥,显然 B∥不穿过线圈,且 B⊥=Bcosθ,故 Φ=B⊥S=BScosθ. 答案:BScos θ
么没能探测到这种效应?
答案:安培在实验中利用多匝通电线圈来获得磁场,而线圈内悬挂
一闭合线圈,在多匝线圈通入恒定电流情况下,产生稳定的磁场,这样闭 合线圈内磁通量不变,所以根本没有产生感应电流,所以磁铁也就不能
使悬挂的可动线圈转动起来.
迁移与应用
例2
如图所示,竖直放置的长直导线通有图示方向的恒定电流 I,有一闭 合矩形金属线框 abcd 与导线在同一平面内,在下列情况中,能在线框中
二、产生感应电流的条件 活动与探究
电动力学课件1-1电磁现象的普遍规律
电荷守恒定律
在任何封闭系统中，总电荷量 保持不变，即电荷既不会被创 生也不会被消灭。
电容
描述电场储存电荷能力的物理 量，与电场的大小和极板间的
距离有关。
静磁现象
01
02
03
04
静磁场
由静止的磁铁或电流产生的磁 场，其磁力线是闭合的。
磁感应现象
当导体在磁场中运动时，导体 中会产生电动势或电流的现象
。
电磁现象的普遍规 律
目 录
• 电磁现象的起源 • 电磁场的基本性质 • 麦克斯韦方程组 • 电磁波的传播 • 电磁波的应用
01
CATALOGUE
电磁现象的起源
静电现象
静电现象
指静止的电荷在宏观上产生的 各种物理现象，如电荷的吸引
和排斥。
电场
静电现象的产生与电场有关， 电场是由电荷产生的特殊物质 形态，对处于其中的电荷施加 作用力。
电磁波的波长是指相邻两个波峰或波 谷之间的距离。单位是米（m）。
电磁波的频率
电磁波的频率是指单位时间内波动的 次数，单位是赫兹（Hz）。频率越高 ，波长越短。
电磁波的性质
电磁波的波动性
电磁波具有波动性，表现为振动、传播和干涉等 现象。
电磁波的粒子性
电磁波也具有粒子性，表现为能量、动量和质量 等特性。
例如，X射线、磁共振成像（MRI） 等影像诊断技术利用电磁波生成人体 内部结构的图像，有助于医生准确诊 断病情。
电磁波在医学中的应用对于提高医疗 水平和改善患者生活质量具有重要意 义。
THANKS
感谢观看
磁荷观点
与电荷类似，认为磁铁有北极 和南极两种磁荷，磁力线从北
极出发回到南极。
磁阻
总结电磁现象
总结电磁现象引言电磁现象是一种广泛存在于日常生活中的现象。
从电力传输到通信技术，从光的传播到磁铁吸引物体，电磁现象无处不在。
本文将对电磁现象进行总结，并探讨其在现代科技中的重要性。
电磁现象概述电磁现象是指电和磁的相互作用和相互转化的现象。
电是带电粒子所携带的一种基本物理量，而磁则与电有着密切联系。
电磁现象的基础是麦克斯韦方程组，它描述了电场和磁场的生成与变化规律。
电磁现象的一大特点是电场和磁场的相互影响和耦合。
当电流通过导体时，会在周围产生磁场；而当磁场的变化时，也会在附近产生电场。
这种相互作用使得电磁现象变得复杂且多样化。
电磁现象的应用电磁现象在现代科技中有着广泛的应用。
下面将介绍几个典型的应用案例。
1. 电力传输电磁现象在电力传输中起到了关键的作用。
通过交流电流和变压器的使用，电能可以高效地从发电厂传输到用户家庭。
电力传输的关键技术包括输电线路和变电站。
输电线路由导体和绝缘材料组成，能够将电能远距离传输。
变电站则通过变压器将高压电能转换为低压电能，以适应用户需求。
电磁感应和电磁波的理论在电力传输中发挥了重要作用。
2. 通信技术电磁现象在通信技术中也发挥着关键作用。
从无线电到微波通信，从卫星通信到光纤通信，电磁波是实现信息传输的基础。
通过调控电磁波的频率和振幅，我们可以实现音频、视频和数据的传输。
通信技术的发展离不开电磁现象的研究。
无线电技术的兴起推动了电磁波的研究，而电磁波的性质又为无线电通信提供了技术基础。
现如今，通信技术已经成为现代社会不可或缺的一部分。
3. 光的传播光是一种电磁波，其传播规律也遵循电磁现象的原理。
光的传播速度非常快，因此我们可以在几乎瞬间之间看到远处的物体。
光的传播还涉及到折射、反射和色散等现象。
光的传播也奠定了光学技术的基础。
例如激光技术、光通信和光学传感器等都是以光的传播和电磁现象为基础的。
光学技术的发展不仅应用于科学研究，还应用于医疗、工业和军事等领域。
4. 磁铁吸引物体磁铁吸引物体是一种常见的电磁现象。
电磁感应现象 课件
①条形磁铁插入螺线管的过程中，线圈 B 中磁通量增加，电流 表指针发生偏转； ②条形磁铁静止在螺线管中不动时，线圈 B 中磁通量不变，电 流表指针不发生偏转； ③条形磁铁从螺线管中拔出的过程中，线圈 B 中磁通量减少， 电流表指针发生偏转；
(3)利用通电螺线管的磁场 如图 3-1-3 所示，用导线把一个大螺线管 B 与电流表连接成闭 合电路，套在大螺线管 B 中的小螺线管 A 通过滑动变阻器、开 关与电源连接．
解析 电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈 在磁场中转动及受磁场力的作用，反映了磁场力的性质．所以 A、B、D 不是电磁感应现象，C 是电磁感应现象． 答案 C
感应电流有无的判断
【典例 2】 如图 3-1-5 所示，竖直放置的长直导线通有图示方
向的恒定电流 I，有一闭合矩形金属框 abcd 与导线在同一平面
内，在下列情况中，能在线框中产生感应电流的是( )．
A．线框向下平动
B．线框向右平动
C．线框以 ab 为轴转动 D．线框以直导线为轴转动
图3-1-5
解析 闭合线框 abcd 若平行于导线向下平动，穿过线框的磁通 量不变，不能产生感应电流，故 A 错；线框若垂直于导线向右 平动，远离导线，则线框中的磁感应强度减小，穿过线框的磁 通量减小，故 B 对；线框在图示位置磁通量最大，若线框以 ab 为轴转动，则磁通量变小，故 C 对；若线框以导线为轴转动， 在任何情况下磁感线与线框所在平面均垂直，磁通量不变，故 D 错；所以本题正确答案为 B、C. 答案 BC
结论 不论用什么方法，不论何种原因，只要使穿过闭合电路的磁通 量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．
产生感应电流的条件 (1)闭合电路；(2)磁通量发生变化．
电磁现象的观察与理解教案
电磁现象的观察与理解教案一、教学目标1.了解电磁现象的定义和基本原理；2.掌握电荷和电场之间的关系；3.理解电流和磁场之间的关系；4.学会应用欧姆定律；5.认识电磁波及其特性。
二、教学过程1.导入老师介绍电磁现象的概念，并通过实验、视频等方式向学生展示电磁现象的一些常见现象，引起学生的兴趣和好奇心。
2.讲解电荷、电场及其关系老师向学生介绍电荷的概念和单位，并解释电场的概念和本质。
学生根据老师的讲解，了解电荷与电场之间的相互作用关系，并通过实验验证这种关系，进行电磁现象的观察和理解。
3.学习电流和磁场之间的关系老师讲解电流和磁场之间的关系，包括洛仑兹力和法拉第电磁感应定律等，并引导学生进行相关的实验和观察，深入理解电流和磁场之间的相互作用关系。
4.应用欧姆定律学生通过实验，掌握欧姆定律的应用方法，并了解电阻的概念和测量方法，掌握电阻的计算方法和规律。
5.认识电磁波及其特性老师讲解电磁波的概念和性质，引导学生探究电磁波的特性和应用，让学生了解电磁波在通讯、雷达、电视、手机等方面的重要用途。
6.实验操作学生分组进行相关实验，如电荷电场实验、电流磁场实验、电阻实验等，并记录数据，进行数据处理和分析，掌握实验方法和数据处理技能。
7.总结老师带领学生对整堂课进行总结，让学生回顾课堂讲解和实验操作的重点内容，进行自我检测和评估。
8.课后作业学生自主完成相应的课后作业，巩固课堂所学知识和技能，并且探究电磁现象在实际中的应用场景，以提高学生的应用能力和研究能力。
三、教学方法1.讲授法：通过讲解、解释等方式向学生介绍电磁现象的基本概念和原理；2.展示法：通过实验、图片、视频等方式向学生展示电磁现象的特性和应用；3.实验法：通过实验操作，让学生亲身体验电磁现象的现实和规律，并进行数据记录和处理，以提高学生的动手能力和实验操作能力。
四、教学重点和难点1.理解电荷与电场之间的相互作用关系；2.掌握电流和磁场之间的关系及其应用；3.学会应用欧姆定律；4.认识电磁波及其特性。
高中物理电磁现象基础学习笔记
高中物理电磁现象基础学习笔记电磁现象是物理学中的重要内容，也是高中物理学习的重点之一。
在学习电磁现象时，学生需要建立起对电磁现象的基本概念和理论知识的掌握，并能够运用这些知识解决实际问题。
本文将从电磁现象的基本概念、学习方法和解题技巧等方面进行分析和阐述。
首先，我们要明确电磁现象的基本概念。
电磁现象是指电荷之间相互作用所表现出来的现象，包括电荷的分布、电场的产生和电荷受力等。
学生在学习电磁现象时，应该首先了解电荷的基本性质和电场的概念，进而学习电场的强度、电场线和电势等相关知识。
只有建立起对这些基本概念的理解，学生才能够深入学习和理解电磁现象的其他内容。
其次，我们需要掌握一些学习方法和解题技巧。
在学习电磁现象时，我们可以通过理论学习和实践操作相结合的方式进行。
理论学习主要包括课堂学习和自主学习两个方面。
课堂学习时，学生应认真听讲，做好笔记，以便于后期的复习和巩固。
自主学习时，学生应该通过自主阅读教材和参考书，加深对知识点的理解。
此外，学生还可以通过做一些相关的实验来加深对电磁现象的理解。
实践操作可以帮助学生将抽象的理论知识转化为具体的实践操作，提高学生的学习兴趣和动手能力。
在解题过程中，我们需要注意一些解题技巧。
首先，要仔细阅读题目，理解题目的意思和要求。
其次，要合理运用所学的电磁现象的知识，分析题目所给的条件和要求，确定解题的思路和方法。
在解题过程中，要注意将问题转化为数学模型，并进行数学运算。
最后，要对解题结果进行检查，确保结果的合理性和准确性。
除了对电磁现象的基本概念、学习方法和解题技巧等方面的掌握外，我们还需要关注一些与电磁现象相关的实际应用。
电磁现象在日常生活中有着广泛的应用，比如电磁感应、电磁波传播等。
学生可以通过了解这些应用，提高对电磁现象的兴趣和学习动力。
同时，学生还应了解一些前沿的电磁现象研究和应用，以拓宽自己的学习视野和科学素养。
综上所述，高中物理电磁现象的学习是一项重要且繁杂的任务。
《电磁场与电磁波》(第四版)习题集：第7章 导行电磁波
第7章 导行电磁波前面我们讨论了电磁波在无界空间的传播以及电磁波对平面分界面的反射与透射现象。
在这一章中我们将讨论电磁波在有界空间的传播，即导波系统中的电磁波。
所谓导波系统是指引导电磁波沿一定方向传播的装置，被引导的电磁波称为导行波。
常见的导波系统有规则金属波导（如矩形波导、圆波导）、传输线（如平行双线、同轴线）和表面波波导（如微带线），图7.0.1给出了一些常见的导波系统。
导波系统中电磁波的传输问题属于电磁场边值问题，即在给定边界条件下解电磁波动方程，这时我们可以得到导波系统中的电磁场分布和电磁波的传播特性。
在这一章中，将用该方法讨论矩形波导、圆波导和同轴线中的电磁波传播问题以及谐振腔中的场分布及相关参数。
然而，当边界比较复杂时，用这种方法得到解析解就很困难，这时如果是双导体（或多导体）导波系统且传播的电磁波频率不太高，就可以引入分布参数，用“电路”中的电压和电流等效前面波导中的电场和磁场，这种方法称为“等效传输线”法。
这一章我们还将用该方法讨论平行双线和同轴线中波的传播特性。
7.1导行电磁波概论任意截面的均匀导波系统如图7.1.1所示。
为讨论简单又不失一般性，可作如下假设： （1）波导的横截面沿z 方向是均匀的，即导波内的电场和磁场分布只与坐标x ,y 有关，与坐标z 无关。
（2）构成波导壁的导体是理想导体，即σ=∞。
（3）波导内填充的媒质为理想介质，即0σ=，且各向同性。
（4）所讨论的区域内没有源分布，即0ρ=0=J 。
a 矩形波导b 圆柱形波导c 同轴线传输线d 双线传输线e 微带线图7.0.1 常见的几种导波系统（5）波导内的电磁场是时谐场，角频率为ω。
设波导中电磁波沿+z 方向传播，对于角频率为ω的时谐场，由假设条件（1）和（2）可将其电磁场量表示为()()()(),,,,,,,z z x y z x y e x y z x y e γγ--==E E H H (7.1.1)式中γ称为传播常数，表征导波系统中电磁场的传播特性。
电磁场概论
电磁场是一种物理场，它由电荷和电流所产生的电场和磁场组成。
电场描述了电荷间
的相互作用，而磁场描述了电流所产生的效应。
电场是指存在于空间中的电荷周围的力场，可以用电场强度来描述。
电场强度指单位
电荷所受到的力。
在真空中，电场强度与电荷的距离成反比例关系。
电荷之间的相互
作用力可以通过库仑定律来计算，该定律表明，两个电荷之间的相互作用力与它们之
间的距离的平方成反比。
磁场是指存在于空间中的电流周围的力场，可以用磁感应强度来描述。
磁感应强度指
在磁场中，单位长度电流所受到的力。
磁感应强度的大小和方向与电流、距离和方向
有关。
在真空中，电流元产生的磁场可以通过安培环路定理来计算。
电磁场的行为可以通过麦克斯韦方程组来描述，这组方程是描述电磁现象的基本方程。
麦克斯韦方程组包括四个方程，分别描述了电场和磁场的产生、传播和相互作用的规律。
这些方程可以用来解释许多物理现象，例如电磁波、光、电磁感应等。
电磁场在许多领域都有广泛的应用，例如通讯、电力、电子技术、医学成像等。
对电
磁场的深入理解和掌握可以为这些领域的发展提供重要的支持和推动。
电磁现象和电学基础知识
电磁现象和电学基础知识一、电磁现象1.电荷：带正电的粒子称为正电荷，带负电的粒子称为负电荷。
2.库仑定律：两个静止点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
3.电场：电场是描述电荷在空间中产生的力的场。
4.电场强度：电场强度是描述电场在某一点对单位正电荷的作用力。
5.电势：电势是描述电场在某一点的势能状态。
6.电势差：电势差是描述两个点之间电势的差异。
7.电流：电流是电荷的流动，单位是安培（A）。
8.欧姆定律：电流与电压成正比，与电阻成反比。
9.磁现象：磁体具有磁性，磁极有南极和北极。
10.磁场：磁场是描述磁体在空间中产生的力的场。
11.磁场强度：磁场强度是描述磁场在某一点对单位磁荷的作用力。
12.磁通量：磁通量是磁场穿过某一面积的总量。
13.法拉第电磁感应定律：闭合回路中的电动势与磁通量的变化率成正比。
二、电学基础知识1.电阻：电阻是描述材料对电流阻碍作用的物理量，单位是欧姆（Ω）。
2.导体：容易导电的物体称为导体。
3.绝缘体：不容易导电的物体称为绝缘体。
4.半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物体。
5.二极管：具有单向导电性的半导体器件。
6.晶体管：用于放大和开关电子信号的半导体器件。
7.电压：电压是描述电势差的物理量，单位是伏特（V）。
8.电源：提供电压的装置，如电池、发电机等。
9.负载：消耗电能的装置，如灯泡、电动机等。
10.并联电路：多个电器并排连接，共享电压。
11.串联电路：多个电器依次连接，共享电流。
12.电功：电功是电流做功的量度，单位是焦耳（J）。
13.电功率：电功率是描述电流做功快慢的物理量，单位是瓦特（W）。
14.电路图：用符号表示电路元件和连接方式的图示。
15.电路元件：电路中的基本组成部分，如电源、开关、电阻等。
以上是关于电磁现象和电学基础知识的中学生知识点介绍，希望对您有所帮助。
习题及方法：1.习题：两个点电荷，一个带有+5μC的电荷，另一个带有-3μC的电荷，它们之间的距离为2m。
人教版八年级物理上册《电磁现象》知识点精编
人教版八年级物理上册《电磁现象》知识
点精编
一、电磁现象概述
- 电磁现象的定义：电和磁相互作用的物理现象。
- 电磁感应：电流导体在磁场作用下产生感应电动势的现象。
- 麦克斯韦方程组：电磁学的基本方程，描述了电场和磁场的
变化规律。
二、电磁感应和发电
- 法拉第电磁感应定律：导体中的磁通量变化会在导体两端产
生感应电动势。
- 感应电流的方向：由楞次定律确定，与磁场变化的方向相反。
- 发电机的工作原理：利用电磁感应产生电流的装置，将机械
能转换为电能。
三、电动机和电磁铁
- 电动机的作用原理：利用电磁感应和电流的相互作用，将电
能转换为机械能。
- 直流电动机和交流电动机：根据电流方向不同分为两种类型。
- 电磁铁的工作原理：利用电流通过线圈产生磁场，实现吸附和释放磁性物体的功能。
四、电磁波和光的传播
- 电磁波的产生和传播：电磁振荡产生的能量在空间中以波的形式传播。
- 光的本质：光是电磁波的一种，包含了可见光和不可见光。
- 光的反射和折射：光在界面上发生方向改变。
- 光的色散：不同波长的光在介质中传播速度不同，呈现出不同的颜色。
五、电磁现象的应用
- 电磁炉和感应炉：利用电磁感应加热食物。
- 电磁测量仪器：利用电磁感应原理检测电流、电压和磁场等物理量。
- 电磁传感器：利用电磁感应检测和测量物体的位置、速度等信息。
- 电磁波的通信：利用无线电波传播信息。
以上是《电磁现象》的知识点精编，希望对你有帮助！。
电磁基本知识 ppt课件
I
I
N
S
【例题】在图中标出磁场的方向 N
—
+
磁场与电磁感应
（三）、磁场的主要物理量
1.磁感应强度
定义：垂直通过单位面积的磁力线数目，叫磁感 应强度，又叫磁通密度。
大 小： B S
方 向：即为该点磁场的方向 单 位：特斯拉（T） 均匀磁场：感应强度大小、方向都相同
磁场与电磁感应
磁感应强度
在真空中，通电线圈磁感应强度的大小与线圈 的匝数、线圈长度及电流强度有关。
磁场与电磁感应
通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断 。
左手定则
伸开左手，磁
感线垂直穿过手心 ，四指指向电流方 向，则拇指所指方 向就是导体受力方 向。
磁场对电流的作用
电磁力F的大小
当导体垂直于磁场方向放置时，导体所受的 电磁力与导体电流I、导体的有效长度L及磁感应 强度B成正比。
B与L垂直时：
磁场对电流的作用
判断受力时，可以用右手螺旋法则判断每个电流 产生的磁场方向，再用左手定则判断另一个电流 在这个磁场中所受电磁力的方向。
发电厂或变电所的母线排就是这种互相平行的载 流直导体，为了使母线不致因短路时所产生的巨 大电磁力作用而受到破坏，所以每间隔一定间距 就安装一个绝缘支柱，以平衡电磁力。。 。
N 线圈匝数 Φ 磁通，单位韦伯（Wb） I 通过线圈的电流，单位安培（A） L 线圈的电感量，单位亨利（H） 有铁心的线圈,其电感要比空心线圈的电感大得多。
磁场与电磁感应
3.自感电动势的大小
自感现象是一种特殊的电磁感应现象,它必然也遵从法拉第电 磁感应定律。自感电动势大小的计算式为
自感电动势的大小与电流的变化率和自感系数之积成正比,电流变化率越大,
《电磁场与电磁波》课程教学大纲
《电磁场与电磁波》课程教学⼤纲《电磁场与电磁波》课程教学⼤纲Electromagnetic fields and waves课程编号：学分： 4学时： 64 （其中：讲课学时：56 实验学时2：上机学时：6 ）先修课程：⾼等数学、普通物理、数学物理⽅法后续课程：适⽤专业：光信息科学与技术、应⽤物理、电⼦信息、电⼦对抗开课部门：理学院⼀、课程教学⽬的和课程性质电磁场与电磁波是⾼等学校理⼯科电⼦类或信息类专业必修的⼀门专业基础理论课，其任务是介绍宏观电磁现象的基础理论和平⾯电磁波动的基本规律，使学⽣能完整地理解和掌握宏观电磁场的基本性质和基本规律，对电⼦信息⼯程中的电磁现象和电磁场问题能⽤场的观点进⾏分析和计算。
同时，电磁场理论⼜是⼀些交叉领域的学科⽣长点和新兴边缘学科发展的基础，它对于学⽣后续专业课程的学习和增强学⽣的适应能⼒与创造能⼒，具有重要的作⽤。
⼆、课程的主要内容及基本要求第⼀章⽮量分析（6学时）[知识点]⽮量代数、三种常⽤的正交坐标系、标量场的梯度、⽮量场的通量与散度、⽮量场的环流与旋度、⽆旋场与⽆散场、亥姆霍兹定理。
[重点]理解标量场与⽮量场的概念，了解标量场的等值⾯和⽮量场的⽮量线的概念。
⽮量场的散度和旋度、标量场的梯度是⽮量分析中最基本的概念，应深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的计算公式和⽅法。
[难点]⽮量场的散度和旋度、标量场的梯度是⽮量分析中最基本的概念，应深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的计算公式和⽅法；散度定理和斯托克斯定理是⽮量分析中的两个重要定理。
[基本要求]1、理解标量场与⽮量场的概念；2、掌握散度、旋度和梯度的计算公式和⽅法；3、⽮量场的散度和旋度、标量场的梯度是⽮量分析中最基本的概念。
[考核要求]1、理解标量场与⽮量场的概念；2、掌握散度、旋度和梯度的计算公式和⽅法；3、⽮量场的散度和旋度、标量场的梯度是⽮量分析中最基本的概念。
第⼆章电磁场的基本规律 (10学时)[知识点]电荷守恒定律、真空中静电场的基本规律、真空中恒定磁场的基本规律、媒质的电磁特性、电磁感应定律和位移电流。
电磁感应现象课件
广泛应用
电磁感应驱动技术可广泛应用于 电机、泵、阀门等设备的驱动和 控制，为工业生产提供强大的动
力支持。
06
电磁感应现象在其他领域的应 用
Chapter
电磁感应现象在军事领域的应用
电磁感应在武器制造中的应用
01
利用电磁感应原理制造的武器能够提高杀伤力和命中率，如电Fra bibliotek磁炮和电磁导弹。
电磁感应在军事通信中的应用
楞次定律
总结词：重要应用
详细描述：楞次定律是电磁感应现象的一个重要应用，它表述了感应电流的方向总是试图阻止产生它 的磁场变化。
电磁感应现象的微观解释
总结词：微观机制
详细描述：电磁感应现象的微观解释涉及到电子、光子等微观粒子的行为和相互作用，揭示了电磁感应的微观机制。
03
电磁感应现象的实验研究
Chapter
实验结果的分析与讨论
结果分析
根据实验数据，分析电磁感应现象的规律，如法拉第电磁感 应定律等。
结果讨论
对实验结果进行讨论，探讨电磁感应现象在生产和生活中的 应用，如发电机、变压器等。同时，也可以引导学生思考电 磁感应现象在其他领域的应用，如医学、军事等。
04
电磁感应现象在日常生活中的 应用
Chapter
19世纪初，英国物理学家迈克尔·法拉 第通过实验发现了电磁感应现象，为 电磁学的发展奠定了基础。
电磁感应现象的应用领域
无线电、电视、电脑等现代电子 设备中，电磁感应现象被广泛应 用于信号的传输和处理。
核磁共振成像技术利用电磁感应 原理检测人体内部结构，为医学 诊断提供重要手段。
电力工业 电子技术
磁悬浮技术 医疗领域
电磁感应现象的实验装置与操作方法
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S
dS en
θ
B
d B dS BdS cos
s B dS
或闭合曲面： B dS BdS cos
s
s
*单位：1Wb 1T 1m2
10
2.磁பைடு நூலகம்中的高斯定理
S B dS 0
*进入闭合曲面一侧的磁感应线条数必等于从闭 合曲面另一侧出来的总磁感应线条数。进入面 内的磁感应线与外法线成钝角而产生负通量， 从面内出来的磁感应线就与外法线成锐角而产 生正通量。 *通过闭合曲面的磁通量为零；说明：磁场是无 源场，磁感应线是闭合的曲线。
2
1820年奥斯特发现电流的磁效应后，人们才认 识到磁与电的密切联系。
1820年安培发现磁体对电流作用和电流之间 相互作用，提出一切磁现象都起源于电流，一切物 质的磁性都起源于构成物质的分子中存在的环形电 流。这种环形电流称为分子电流。
安培分子电流假说与近代关于原子和分子结 构的认识相吻合。原子是由原子核和核外电子组 成的，电子的绕核运动就形成了经典概念的电流。
3
7-1 电流的磁场 一、磁场和磁感应强度
1.磁场
①永久磁铁的磁场
NN
SS
②通电电流的磁场（奥斯特实验）
③磁现象的电本质：运动电 荷产生磁场；所有的磁性都 来自电流。
N S
4
2.磁场力
①磁场对载流导线有力的作用（安培力） ②磁场对运动电荷有力的作用（洛伦兹力）
*当 v // B 时 F 0
*当 v B 时 Fm q0vB
x
*两种特殊的情况：
P
x=0时圆电流环 B 0I
中心磁感强度
2R
R
x 轴上无穷远的磁感强度 I
B
0 IR 2
2x3
0
2π
IS x3
;
S π R2
20
①圆心处的磁场
B 0I
S
dB
dBx dB cos
dB
0I
4πr 2
dl；r 2
x2
R2
cos R R
r R2 x2
×P
dB
r
x
OR
Idl
I
B
dBx
0
4π
IR r3
2
0
πR
dl
0R2I
2( R2 x 2 )3/ 2
19
B的方向沿着轴线，与分量dBx 的方向一致。
圆电流环，在其轴上一点的磁场，磁场方向与
电流满足右手螺旋法则。
方向一致；
*穿过磁场中垂直于 B的单位面积上的磁感应
线数，与 B的大小相等。
磁场中某点磁场方向是确定的，磁感线 不会相交。载流导线周围磁感线都是围绕电 流的闭合曲线，没有起点，也没有终点。
8
磁感线和电流满足右手螺旋法则。
长直电流周围的磁感应线，在垂直
于电流的平面内磁感应线是一系列同
心圆，圆心在电流与平面的交点上。
方向成右手系： F q0v B
*当 v 与 B 成任意夹角时
Fm
B
θ
v
+q
F q0vB sin
5
3.磁感应强度的定义 B Fm q0v
①单位：特斯拉（T）； 实际使用的较小单位：高斯（G )
1G=110-4T
②常见磁场：永久磁铁0.4~0.7T ； 医学核磁共振设备0.2~2T ; 地磁0.5G ； 人体生物磁场10-8~10-6G
6
4.任一点P的磁感应强度的方向 当试探电荷q0以速度v沿某特定直线通过磁场
中的点P时，作用于它的洛伦兹力总等于零，与
试探电荷的电量和运动速率无关。这条特定直线
是点P的磁场自身的属性，称为零力线。 把这条直线规定为点P的磁感应强度的方向。
7
二、磁感应线和磁通量
1.磁感应线和磁通量：
①磁感应线
*磁感应线上任意一点的切线方向与该点的磁场
Idl sin r2
整个载流导线L在点P产生的磁感应强度，
等于各电流元在B点P产4π0生L的IdBlr3的 r矢 量和，即
先化为分量式后分别积分。
不能由实验直接证明，但结果都和实验相符合。
15
例1：在一直导线MN中通以电流I，求距此导
线为a的点P处的B。从导线两端M和N到点P的连
线与直导线之间的夹角分别为 1和 2 。
11
三、毕奥-萨伐尔定律 电流元在空间产生的磁场规律：
电流元 Idl 是电流与
导线元的乘积，导线 形状任意，导线元在 空间有各种取向，电 流元是矢量。
dB Idl
r
12
dB Idl
r
电流元产生磁场规律遵从毕 奥萨伐尔定律。电流元在空 间某点产生的磁感应强度大小 与电流元大小成正比，与电流 元和由电流元到点P的矢量间
夹角正弦成正比，与电流元 到
点P的距离的平方成反比；dB垂 直于 Idl 和 r 所组成的平面，
指向满足右手定则。
13
dB Idl
r
dB
0
4π
Idl sin
r2
dB
0
4π
Idl er r2
其中：er为单位位矢
真空磁导率 0 4π 107 N A2
14
点P 的磁感应强度的大小为
dB
0
4π
I
B
圆电流周围的磁感应线，在与圆面正交并过其 直 径的平面内，磁感应线是两簇环绕电流的曲线。
为描述磁场的强弱，规定磁场中某点处垂直于B
矢量的单位面积上通过的磁感线数目(磁感线密度)，
等于该点B 的数值。
9
②磁通量: *定义：通过给定曲面的磁感应线数称为穿过该 曲面的磁通量。
*表达式：（规定曲面法线 en的方向为dS的方向）
第 七 章 电磁现象
7-1 电流的磁场 7-2 磁场对运动电荷的作用 7-3 磁场对载流导体的作用 7-4 电磁感应定律
1
磁现象的发现比电现象早很多。东汉王充 “司南勺”，北宋沈括航海用指南针“四大发明”。
磁铁磁性最强区域称为磁极。磁铁指向北方的 磁极为磁北极或N极；指向南方的为磁南极或S极。
同号磁极互相排斥，异号磁极互相吸引。磁极周 围存在磁场，处于磁场中的其它磁极或运动电荷，都 要受到磁场的作用力，此作用力称为磁场力或磁力。 磁场力是通过磁场这种特殊物质传递的。
4πa
(cos1
cos2 )
N
Idl l
O
I 1
r
a
P
2
×P
M
无限长载流直导线，1=0，2=，距离导线
a处的磁感应强度为 B 0 I
2π a
17
I
无限长载流长直导线的磁场
B 0I
2πa
18
例2：求载流圆线圈在其轴上的磁场。
解：其磁场方向只有沿x轴的分量 而垂直于x 轴的分量求和为零。
x
dBx
N
解：在距点O为l处取电流元Idl，
Idl在点P产生B，方向垂直于纸面 Idl
向里
l O
dB
0Idl sin
4 r2
I 1
r
a
P
2
×P
I sindl
M
B dB
0
4πr 2
16
l =acot()= -a cot， r =acsc ，dl=acsc2d
B 0 I 2sind
4πa 1
0I