电磁学PPT课件
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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。
电磁学第7章-磁力课件PPT
磁力的性质
01
02
03
磁性相互作用
磁力具有相互作用的性质， 即磁体之间会通过磁场相 互作用，产生吸引或排斥 的力。
磁场方向
磁力的方向与磁场方向有 关，遵循左手定则或右手 定则。
Байду номын сангаас
磁性材料
某些材料具有明显的磁性， 称为磁性材料，如铁、钴、 镍等。
磁力在生活中的应用
磁悬浮列车
利用磁力排斥原理，使列 车悬浮于轨道之上，减少 摩擦力和阻力，提高运行 速度。
扬声器和耳机
利用磁力驱动线圈振动， 产生声音。
磁性材料的应用
磁性材料在电子、通信、 医疗等领域有广泛应用， 如磁盘、磁带、磁共振成 像等。
02 磁场与电流
磁场的基本概念
磁场
磁感应强度
是描述磁力作用的空间场，具有方向 和强度。
描述磁场强度的物理量，单位是特斯 拉（T）。
磁力线
磁场中磁力作用的路径，表示磁场的 方向和强度。
安培环路定律的证明
总结词
安培环路定律可以通过实验和数学推导进行证明。
详细描述
安培环路定律可以通过实验观察得到，例如通过观察通电导线周围的磁场分布， 可以发现磁场线总是沿着电流方向闭合。此外，通过使用微积分和矢量场理论， 也可以从数学上推导出安培环路定律。
安培环路定律的应用
总结词
安培环路定律在电磁学、电机工程和物理学中有广泛的应用。
详细描述
安培环路定律是电磁学和电机工程中的基本原理之一，用于分析和计算磁场和电流之间的关系。在发电机和变压 器等电气设备的设计和制造中，安培环路定律被用来计算磁场和磁通量，从而优化设备的性能。此外，在物理学 中，安培环路定律也被用于研究电磁场和电磁波的传播。
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Maxwell》课件
学的重要性。
5
安培定律
了解安培定律和它在Maxwell方程组中的 作用。
电磁波
1 什么是电磁波
学习电磁波的基本定义、特性，以及电磁波 的传播方式。
2 电磁波的传播规律
探索电磁波如何在空间中传播，以及传播速 度的特点。
3 电磁波的性质
研究电磁波的频率、波长和能量等性质。
4 电磁波的应用
了解电磁波在通信、医学和科学研究等领域 的广泛应用。
《电磁学Maxwell》PPT课 件
让我们一起探索电磁学！本课程将介绍电学基础、磁学基础、Maxwell方程组、 电磁波以及电磁学的实际应用。
电学基础
什么是电学
学习电的基本原理，电荷与 电场的关系，以及静电场的 特性。
电荷与电场
了解电荷的性质，并学习电 荷如何产生电场以及电场的 作用。
电场叠加原理
展望电磁学在未来的科学、技术和社会发展中的潜 力。
探索不同电荷在空间中产生 的电场如何相互叠加。
磁学基础
1 什么是磁学
揭示磁学的基本概念，包括磁场的定义、性 质和作用。
2 磁场
了解磁场是如何由磁物体产生并对其他物体 产生作用的。
3 静磁场
探索静止磁场的特性和行为，以及磁场与电 荷的相互作用。
4 磁场叠加原理
了解多个磁场如何叠加，并研究叠加后磁场 的性质。
应用实例
电动机的工作原理
研究电磁学在电动机中的应用， 以及电动机的工作原理和效率。
带电粒子在磁场中的 运动
探索带电粒子在磁场中的受力 情况和运动轨迹。
电磁辐射的防护技术
了解电磁辐射对人体健康的影 响及相关防护技术。
结束语
总结
总结本课的重点内容，并强调电磁学的重要性和应 用前景。
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 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
大学物理：电磁学PPT
N F4
O
F2 B
en
M,N F1
O,P B
F2
en
l1 l1 M F1 sin F2 sin Il2 B l1 sin ISB sin 2 2 M IS B m B 线圈有N匝时 m NIS
2 电流元的磁场
dB
P *
I
Idl
0 Idl dB er 2 4 r
——毕奥-萨伐尔定律
r
3
磁场的叠加原理
B Bi
i
B dB
例 1： 判断下列各点磁感强度的方向和大小.
1 8 2Βιβλιοθήκη dB 0 1、 5 点 ：
7
Idl
R
6 5 4
例 5：
一半径为R，均匀带电Q的薄球壳。 求球壳内外任意点的电场强 度。
0 r R 如图，过P点做球面S1 E dS E dS 0 E 0
S1 S1
r
P
+ + +
+
S +1
O
如图，过P点做球面S2 rR E dS E dS Q / 0
rB
(electric potential )
点电荷电场 中的电势:
V
Q 40 r
电势的叠加 原理:
V Vi
i
点电荷电场中常取 无穷远处为电势零点
点电荷的电场线和等势面：
两平行带电平板的电场线和等势面：
+ + + + + + + + + + + +
电磁学基本知识ppt课件
S B dS
在匀强磁场中，若磁感应强度B与横截面S垂直， 上式可写为： Ф=BS
穿过任一闭合面的磁通为零，用公式表示为：
S B dS 0
（3） 磁场强度 把用来表达磁场强弱的物理量，称为磁场强度，
用H来表示，单位为安/米（A/m）。磁场强度只与产 生磁场的宏观传导电流大小及导体的形状有关，而与
④ 验证：列出的总方程数应该等于所设的支路电 流的个数。
【例1.7】图1.16所示电路中，已知电源电动势E1=18V， E2=6V；电阻R1=6Ω,R2=R3=3Ω。试用基尔霍夫电流和 电压定律求图中的电流I1、I2、I3 【解】根据基尔霍夫电流定律，对节点A
I1+I2-I3=0
图1.16
I1R1-I2R2=E1-E2 I2R2+I3R3=E2
一个元件或一段电路上既有电压的参考方向， 也有电流的参考方向，如果这两个参考方向一致， 称之为关联参考方向，反之，称为非关联参考方向。 如图1.5所示。
图1.4
图1.5
（3） 电动势 电动势就是反映电源内部电源力（即非电场力）
做功能力的物理量，它的大小反映电源力做功能力 的大小，用E
图1.3
E W Q
（1） 磁感应强度是反映磁场中某一点磁场性质的基本
物理量。用大写字母B表示，它是一个矢量，它的方 向就是置于磁场中该点的小磁针的N极指向，它的大 小等于单位正电荷垂直于磁场方向以单位速度运动时
数学表达式为： B F qv
（2） 穿过某一横截面S的磁感应强度B的通量称为磁通
量，简称磁通，用Φ表示，单位为韦伯（Wb），磁通
是：“在任一瞬间，对电路的任一节点，流入该节
点的电流之和等于流出该节点的电流之和。”其数
在匀强磁场中，若磁感应强度B与横截面S垂直， 上式可写为： Ф=BS
穿过任一闭合面的磁通为零，用公式表示为：
S B dS 0
（3） 磁场强度 把用来表达磁场强弱的物理量，称为磁场强度，
用H来表示，单位为安/米（A/m）。磁场强度只与产 生磁场的宏观传导电流大小及导体的形状有关，而与
④ 验证：列出的总方程数应该等于所设的支路电 流的个数。
【例1.7】图1.16所示电路中，已知电源电动势E1=18V， E2=6V；电阻R1=6Ω,R2=R3=3Ω。试用基尔霍夫电流和 电压定律求图中的电流I1、I2、I3 【解】根据基尔霍夫电流定律，对节点A
I1+I2-I3=0
图1.16
I1R1-I2R2=E1-E2 I2R2+I3R3=E2
一个元件或一段电路上既有电压的参考方向， 也有电流的参考方向，如果这两个参考方向一致， 称之为关联参考方向，反之，称为非关联参考方向。 如图1.5所示。
图1.4
图1.5
（3） 电动势 电动势就是反映电源内部电源力（即非电场力）
做功能力的物理量，它的大小反映电源力做功能力 的大小，用E
图1.3
E W Q
（1） 磁感应强度是反映磁场中某一点磁场性质的基本
物理量。用大写字母B表示，它是一个矢量，它的方 向就是置于磁场中该点的小磁针的N极指向，它的大 小等于单位正电荷垂直于磁场方向以单位速度运动时
数学表达式为： B F qv
（2） 穿过某一横截面S的磁感应强度B的通量称为磁通
量，简称磁通，用Φ表示，单位为韦伯（Wb），磁通
是：“在任一瞬间，对电路的任一节点，流入该节
点的电流之和等于流出该节点的电流之和。”其数
大学物理电磁学PPT课件
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
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。
THANKS
感谢观看
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。
大学物理第二章电磁学PPT课件
大 学 物 理
第六章 稳恒磁场
（第一讲）
主讲：王建星
作业：6-1、6-2、6-3 本章重点： 1 .毕奥-萨伐尔定律 2 .安培环路定理 3 .求磁力的安培定律
预习：§6. 4
第六章 稳恒磁场 §6. 1 磁感(应)强度 一．基本磁现象
1．安培假说：(1822年)
1) 一切磁现象都是电流 (或运动电荷)产生的; 2) 组成磁铁的最小单元(“磁分子”)是环形电流。
B= —— 2R
O
(6-J1)
4) 若线圈是由N 匝细导线组成 可看成是N匝圆电流的磁场的迭加
O
x
x
B=N ————— 2(R2+ x2)3/2
0 IR2
(6-J2)
记住以上两类典型载流导线的B公式，解题时可直接引用！
① 任取一 I d l ，写出 d B 的大小、标明方向； ② 建立坐标，将d B 分解 d Bx d B y d Bz
③ 求各分量的积分和，Bx
④ 合成
B Bx i B y j Bz k
2 x 2 y 2 z
dB
L
x
By d By Bz d Bz
磁场
运动电荷②
2． 磁场对外表现 ① 磁场对引入其中的磁铁、运动电荷或载流导体有磁力作用；
② 载流导体在磁场中移动时，磁场力一般要作功。 与电场的规律非常相似 ——可借用电场的描述方法
三. 磁感(应)强度
洛仑兹力 磁场对运动电荷的作用力的规律： 当运动试探电荷以一定速率 v 、 磁 场 沿不同方向通过某点时,电荷所 y 受的磁力不同! 1. 存在一个特定的方向：电荷 沿该向运动不受磁力作用。 此方向与电荷种类无关. x 2.电荷沿不同于特定方向的 磁力 速度通过场中某点时， 的方向总是垂直于速度与该 特定方向组成的平面。
第六章 稳恒磁场
（第一讲）
主讲：王建星
作业：6-1、6-2、6-3 本章重点： 1 .毕奥-萨伐尔定律 2 .安培环路定理 3 .求磁力的安培定律
预习：§6. 4
第六章 稳恒磁场 §6. 1 磁感(应)强度 一．基本磁现象
1．安培假说：(1822年)
1) 一切磁现象都是电流 (或运动电荷)产生的; 2) 组成磁铁的最小单元(“磁分子”)是环形电流。
B= —— 2R
O
(6-J1)
4) 若线圈是由N 匝细导线组成 可看成是N匝圆电流的磁场的迭加
O
x
x
B=N ————— 2(R2+ x2)3/2
0 IR2
(6-J2)
记住以上两类典型载流导线的B公式，解题时可直接引用！
① 任取一 I d l ，写出 d B 的大小、标明方向； ② 建立坐标，将d B 分解 d Bx d B y d Bz
③ 求各分量的积分和，Bx
④ 合成
B Bx i B y j Bz k
2 x 2 y 2 z
dB
L
x
By d By Bz d Bz
磁场
运动电荷②
2． 磁场对外表现 ① 磁场对引入其中的磁铁、运动电荷或载流导体有磁力作用；
② 载流导体在磁场中移动时，磁场力一般要作功。 与电场的规律非常相似 ——可借用电场的描述方法
三. 磁感(应)强度
洛仑兹力 磁场对运动电荷的作用力的规律： 当运动试探电荷以一定速率 v 、 磁 场 沿不同方向通过某点时,电荷所 y 受的磁力不同! 1. 存在一个特定的方向：电荷 沿该向运动不受磁力作用。 此方向与电荷种类无关. x 2.电荷沿不同于特定方向的 磁力 速度通过场中某点时， 的方向总是垂直于速度与该 特定方向组成的平面。
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2.改变磁场 3.导体不动,磁场不变,改变磁介质
3
法拉第于1791年出生在英国伦敦附 近的一个小村里，父亲是铁匠，自幼家 境贫寒，无钱上学读书。13岁时到一家 书店里当报童，次年转为装订学徒工。
在学徒工期间，法拉第除工作外，利用书店的条件， 在业余时间贪婪地阅读了许多科学著作，例如《化学对 话》、《大英百科全书》的《电学》条目等，这些著作 开拓了他的视野，激发了他对科学的浓厚兴趣。
G
a
当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的磁通 量发生变化时（不论这种变化是由什么原因引起的），在 导体回路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象。
回路中所产生的电流称为感应电流。 相应的电动势则称为感应电动势。
2
一线圈,如果要有感应电流产生,通过它的磁场 要满足什么条件?
那就是:通过线圈的磁通要发生变化 其途径有三:1.部分导体作切割磁力线运动
+
(v
B)
－
dl
v
C
D
( v
B)
dl
C
1833年，法拉第发现了电解定律，1837年发现了电解 质对电容的影响，引入了电容率概念。1845年发现了磁光 效应，后又发现物质可分为顺磁质和抗磁质等。
1851年，曾被一致推选为英国皇家学会会长，但被他 坚决推辞掉了。1867年8月25日，他坐在书房的椅子上安 祥地离开了人世。遵照他的遗言，在他的墓碑上只刻了名 字和生死年月。
1812年，学徒期满，法拉第打算专门从事科学研究。 次年，经著名化学家戴维推荐，法拉第到皇家研究院实 验室当助理研究员。在戴维的支持和指导下作了许多化 学方面的研究工作。
4
1821年法拉第读到了奥斯特的描述他发现电流磁效应 的论文《关于磁针上的电碰撞的实验》。该文给了他很大 的启发，使他开始研究电磁现象。经过十年的实验研究， 在1831年，他终于发现了电磁感应现象。
法则。1833年楞次在总结了安培的
电动力学与法拉第的电磁感应现象
后，发现了确定感生电流方向的定
律─楞次定律。
楞次定律说明电磁现象也遵循能量守恒定律。
7
1. 电动势
I
εI
非静电力
静电力
––– 将单位正电荷从电源负极经由电源内部
移到正极，非静电力所作的功
电场中E
F
q
E非
F非 q
A非 q
F非 dl q
E非 dl
8
I
A非 q
F非 dl q
E非 dl
εI
内部
方向： 负极
正极
即使导体回路不闭合,甚至仅是一假想回路,只要 回路中磁通变化,就一定有感应电动势;但回路要 闭合,才有感应电流
dt
m
s
B
ds
17
一、动生电动势
D
+
洛仑兹力提供非静电力
f
e(v
B)
－
f
v
f
E非 e v B
C
E非 dl
D
C
(v
B) dl
18
D
第16章 电磁场
§16.1 法拉第电磁感应定律 §16.2 动生电动势 §16.3 感生电动势 §16.4 自感和互感 §16.5 磁场的能量 §16.6 位移电流 §16.7 麦克斯韦方程组 §16.8 电磁波
1
§1 法拉第电磁感应定律
NS
1. 电磁感应现象
B
b
Fm v
1 Blx 1 Blvt 1 klvt2
2
2
2
n
B
a
60
l v
b
dm klvt
dt
B= kt (k > 0)
楞次定律定方向：a b.
13
例2. 一长直电流 I，与之共面的 abcd 线框 v
以 向右匀速平动。
求：任意时刻 t，线框中感应电动势的表达式
解：
5
二 、 楞次定律
表述：闭合回路感应电流的方向，总是使感应 电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
N
S
N
S
6
楞次(1804～1865)俄国物理学家。
1831年法拉第发现了电磁感应现象
后，当时已有许多便于记忆的“左
手定则”、“右手定则”、“右手
楞次
螺旋法则”等经验性规则，但是并
没有给出确定感生电流方向的一般
dt
设闭合导体回路中的总电阻为R，由全电路欧姆定律
得回路中的感应电流为:
Ii
i
R
1 R
dΦ dt
11
例1 空间上均匀的磁场 B= kt (k > 0)，方向如图。
导线ab以v匀速右平动。
求：t 时刻回路中的感应电动势 。
n
B
a
60
l v
b
12
解：
m sB cos 60 ds 0xB cos60ldx
的电动势之和。令每匝的磁通量为 1、 2 、 3
d 1 d 2
dt dt
磁通链数（或全磁通）: Ψ 1 2 3
d d(1 2 3 )
dt
dt
若每匝磁通量相同 d N d
dt
9
3．法拉第电磁感应定律
叙述:导体回路中的感应电动势 的大小与穿过导体回路的
磁通量的变化率成正比。
dm
dt
负号是楞次定律的要求。
所以也可这样做：
（1）直接用 dm 算大小
dt
（2）楞次定律定方向
利用法拉第电磁感应定律 求的关键：求m
10
若有N 匝线圈，彼此串联，总电动势等于各匝线圈所产生
m
0Il 2
ln
x
x
a
15
例3. 若上题中 v = 0，I = 来自0sin t，则结果如何？
解：
b ac
m
0Il ln x a
2
x
I x
l v
dm
dt
a
d
0l ln x a
2
x
I0 cos t
方向：楞次定律
16
§2 动生电动势
dm
t时刻：B 0I 2x
I
×
b
B
a
c
x
l v
m
dm
xa
x
0I 2x
ldx
a dx d
0Il ln x a 2 x
14
dm
dt
0 Il 2
x
x
a
x
x x2
a
dx dt
0Il a v 2 x(x a)
方向：楞次定律
3
法拉第于1791年出生在英国伦敦附 近的一个小村里，父亲是铁匠，自幼家 境贫寒，无钱上学读书。13岁时到一家 书店里当报童，次年转为装订学徒工。
在学徒工期间，法拉第除工作外，利用书店的条件， 在业余时间贪婪地阅读了许多科学著作，例如《化学对 话》、《大英百科全书》的《电学》条目等，这些著作 开拓了他的视野，激发了他对科学的浓厚兴趣。
G
a
当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的磁通 量发生变化时（不论这种变化是由什么原因引起的），在 导体回路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象。
回路中所产生的电流称为感应电流。 相应的电动势则称为感应电动势。
2
一线圈,如果要有感应电流产生,通过它的磁场 要满足什么条件?
那就是:通过线圈的磁通要发生变化 其途径有三:1.部分导体作切割磁力线运动
+
(v
B)
－
dl
v
C
D
( v
B)
dl
C
1833年，法拉第发现了电解定律，1837年发现了电解 质对电容的影响，引入了电容率概念。1845年发现了磁光 效应，后又发现物质可分为顺磁质和抗磁质等。
1851年，曾被一致推选为英国皇家学会会长，但被他 坚决推辞掉了。1867年8月25日，他坐在书房的椅子上安 祥地离开了人世。遵照他的遗言，在他的墓碑上只刻了名 字和生死年月。
1812年，学徒期满，法拉第打算专门从事科学研究。 次年，经著名化学家戴维推荐，法拉第到皇家研究院实 验室当助理研究员。在戴维的支持和指导下作了许多化 学方面的研究工作。
4
1821年法拉第读到了奥斯特的描述他发现电流磁效应 的论文《关于磁针上的电碰撞的实验》。该文给了他很大 的启发，使他开始研究电磁现象。经过十年的实验研究， 在1831年，他终于发现了电磁感应现象。
法则。1833年楞次在总结了安培的
电动力学与法拉第的电磁感应现象
后，发现了确定感生电流方向的定
律─楞次定律。
楞次定律说明电磁现象也遵循能量守恒定律。
7
1. 电动势
I
εI
非静电力
静电力
––– 将单位正电荷从电源负极经由电源内部
移到正极，非静电力所作的功
电场中E
F
q
E非
F非 q
A非 q
F非 dl q
E非 dl
8
I
A非 q
F非 dl q
E非 dl
εI
内部
方向： 负极
正极
即使导体回路不闭合,甚至仅是一假想回路,只要 回路中磁通变化,就一定有感应电动势;但回路要 闭合,才有感应电流
dt
m
s
B
ds
17
一、动生电动势
D
+
洛仑兹力提供非静电力
f
e(v
B)
－
f
v
f
E非 e v B
C
E非 dl
D
C
(v
B) dl
18
D
第16章 电磁场
§16.1 法拉第电磁感应定律 §16.2 动生电动势 §16.3 感生电动势 §16.4 自感和互感 §16.5 磁场的能量 §16.6 位移电流 §16.7 麦克斯韦方程组 §16.8 电磁波
1
§1 法拉第电磁感应定律
NS
1. 电磁感应现象
B
b
Fm v
1 Blx 1 Blvt 1 klvt2
2
2
2
n
B
a
60
l v
b
dm klvt
dt
B= kt (k > 0)
楞次定律定方向：a b.
13
例2. 一长直电流 I，与之共面的 abcd 线框 v
以 向右匀速平动。
求：任意时刻 t，线框中感应电动势的表达式
解：
5
二 、 楞次定律
表述：闭合回路感应电流的方向，总是使感应 电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
N
S
N
S
6
楞次(1804～1865)俄国物理学家。
1831年法拉第发现了电磁感应现象
后，当时已有许多便于记忆的“左
手定则”、“右手定则”、“右手
楞次
螺旋法则”等经验性规则，但是并
没有给出确定感生电流方向的一般
dt
设闭合导体回路中的总电阻为R，由全电路欧姆定律
得回路中的感应电流为:
Ii
i
R
1 R
dΦ dt
11
例1 空间上均匀的磁场 B= kt (k > 0)，方向如图。
导线ab以v匀速右平动。
求：t 时刻回路中的感应电动势 。
n
B
a
60
l v
b
12
解：
m sB cos 60 ds 0xB cos60ldx
的电动势之和。令每匝的磁通量为 1、 2 、 3
d 1 d 2
dt dt
磁通链数（或全磁通）: Ψ 1 2 3
d d(1 2 3 )
dt
dt
若每匝磁通量相同 d N d
dt
9
3．法拉第电磁感应定律
叙述:导体回路中的感应电动势 的大小与穿过导体回路的
磁通量的变化率成正比。
dm
dt
负号是楞次定律的要求。
所以也可这样做：
（1）直接用 dm 算大小
dt
（2）楞次定律定方向
利用法拉第电磁感应定律 求的关键：求m
10
若有N 匝线圈，彼此串联，总电动势等于各匝线圈所产生
m
0Il 2
ln
x
x
a
15
例3. 若上题中 v = 0，I = 来自0sin t，则结果如何？
解：
b ac
m
0Il ln x a
2
x
I x
l v
dm
dt
a
d
0l ln x a
2
x
I0 cos t
方向：楞次定律
16
§2 动生电动势
dm
t时刻：B 0I 2x
I
×
b
B
a
c
x
l v
m
dm
xa
x
0I 2x
ldx
a dx d
0Il ln x a 2 x
14
dm
dt
0 Il 2
x
x
a
x
x x2
a
dx dt
0Il a v 2 x(x a)
方向：楞次定律