大学物理电磁场-PPT课件

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大学物理《电磁学》PPT课件

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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。

大学物理《电磁学》PPT课件

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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

《大学物理磁学》ppt课件

《大学物理磁学》ppt课件
《大学物理磁学》 ppt课件
目录
• 磁学基本概念与原理 • 静电场中的磁现象 • 恒定电流产生磁场及应用 • 电磁波与光波在磁学中的应用 • 铁磁物质及其性质研究 • 现代磁学发展前沿与挑战
01
磁学基本概念与原理
磁场与磁力线
01 磁场
由运动电荷或电流产生的特殊物理场,具有方向 和大小,可用磁感线描述。
通过分析带电粒子在静电场中的运动规律,可以 03 了解电场分布和粒子性质等信息。
静电场和恒定电流产生磁场比较
静电场和恒定电流都可以产生磁场,但它们产 生的磁场具有不同的特点。
静电场产生的磁场是瞬时的,随着静电场的消 失而消失;而恒定电流产生的磁场是持续的, 只要电流存在就会一直产生磁场。
此外,静电场和恒定电流产生的磁场在分布、 强度和方向等方面也存在差异。
02 磁力线
形象描述磁场分布的曲线,其切线方向表示磁场 方向,疏密程度表示磁场强度。
03 磁场的基本性质
对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
磁感应强度与磁通量
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物理量,用B表示, 单位为特斯拉(T)。
磁通量
描述穿过某一面积的磁感线条数的物理量,用Φ表 示,单位为韦伯(Wb)。
电磁铁
利用恒定电流产生的磁场来制作电磁 铁,用于吸附铁磁性物质或作为电磁
开关等。
电磁炉
利用恒定电流产生的交变磁场来加热 铁质锅具,从而实现对食物的加热和
烹饪。
电机与发电机
电机是将电能转换为机械能的装置, 而发电机则是将机械能转换为电能的 装置。它们的工作原理都涉及到恒定 电流产生的磁场。
磁悬浮列车
利用恒定电流产生的强磁场来实现列 车的悬浮和导向,具有高速、安全、 舒适等优点。

大学物理电磁感应电磁场和电磁波PPT课件

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③ 连接MN成一回路 常数ddt 0
NM MN NM MN2RvB
例4 已知如图 求 的大小和方向
解:
fg
① 用动生电动势公式
I
v
l2
设回路方向: e—f—g—h—e
x e l1 h
effggh he
fghe0
ef hg (v B )d l(v B )d l
作匀速转动. 求线
圈中的感应电动势.

N
enO
'
B

iR
O
已知 S, N,, 求 .
解 设 t 0 时,
en与
B同向
,

t
N
N NB co S ts
enO
'
B

dNBSsint
dt
ω
令 mNBS
则 msint
O
iR
msint
金属块
发接 生高 器频
抽真空 金 属 电 极

尼 摆N
S
涡电流加热金属电极
*12-3 自感和互感
自感现象
L
R
通过线圈的电流变化
时,线圈自身会产生感应 现象.
一 自感电动势 自感 穿过闭合电流回路的磁通量
ΦLI
(1)自感 LΦI
若线圈有 N 匝,
IB
磁通匝数 N Φ自感 L I
一 电磁感应现象 磁铁相对线圈运动
通电线圈相对线圈 运动
磁场中运动的导体所产生的感应现象
二 电磁感应定律
电流通断时所产生的
当穿过闭合回路所围 感应现象
面积的磁通量发生变化时,
回路中会产生感应电动势,

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17
电磁学复习
基尔霍夫第一方程组(节点的电流方程) C
(Ii ) = 0
i
规定: 流出+,流入―;
通过节点电流的代数和为零。
r1 1
R1
2
R2
I2
r2
基尔霍夫第二方程组(回路的电压方程) I1
R
I
(Ii Ri ) (i ) 0 例 C:I1 I I2 0
i
L Er d
B dS S t
--对导线所围面积积分
28
电磁学复习
自感系数 L I
互感系数 M 12 21
i2
i1
自感磁能
WL

1 2
LI 2
互感磁能 WM = M I1I2
L

L
dI dt
12


M
d i2 dt
普适式(L一定)
长直螺线管: B = nI L = n2V
电磁学复习
第12章 直流电和交流电
12-1 电流 恒定电流 12-2 欧姆定律 焦耳定律 12-3 电源 电动势 12-4 全电路欧姆定律 12-5 基尔霍夫方程组 12-6 电容器的充放电过程 12-7 交流电
知识点:
恒定电路中路段电压和回路中电流的计算
典型例题:基尔霍夫方程组应用举例
典型习题:P74 12-7, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16

充介质
0
C


rC0



0
' '
在⊥E的表面出现极化电荷
E0
Pcos P n Pn

大学物理:电磁学PPT

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:
+ + + + + + + + + + + +

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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

大学物理磁场ppt

大学物理磁场ppt
当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大.
q 沿此直线运动时
大小与 无关
磁感强度 的定义:当 正电荷垂直于 特定直线运动 时,受力 将 方 向定义为该点的 的方向.
2、磁感应线特点
(1) 无头无尾的闭合曲线.
(2)任何两条磁感线在空间不会相交;
(3)磁感线的方向与电流的流向遵守右手螺旋法则。
计算式
定义 通过磁场中某一曲面的磁感线数叫做通过此曲面的磁通量。
韦伯 Wb
单位 对闭合曲面,规定外法线方向为正
二、磁通量
三、磁场高斯定律
定律叙述:
通过磁场中任意闭合曲面的磁通量等于零。
I
B
B
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
I
稳定平衡
不稳定平衡
讨 论
1) 方向与 相同
第10章 稳恒磁场
*
*
1、17世纪,吉尔伯特、库仑曾认为:电与磁无关!
10.1 磁场 磁感应强度
一、磁力与磁现象
2、1820年奥斯特实验:实验表明,电流可以对磁铁施加作用力。
二、物质磁性的起源—安培分子电流假说
组成磁铁的最小单元(磁分子)就是环形电流。
电流 磁场 电流
运动电荷
*
*
2)选取回路
解 1)对称性分析
的方向与 成右螺旋
*
*
求:均匀密绕无限长直螺线管的磁场(已知 n 、I) 对称性分析螺旋管内为均匀场 , 方向沿轴向, 外部磁感强度趋于零 ,即 . 例题

大学物理电磁学ppt完整版

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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

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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。

大学物理讲义电磁场与电磁波PPT课件

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S
(
j0

D) t
d
S
(11.12)
12 首 页 上 页 下 页退 出
在一般情况下,电介质中的电流主要是位移电流, 传导电流可忽略不计;而在导体中主要是传导电流, 位移电流可忽略不计. 在超高频电流情况下,导体内的传导电流和位移电 流均起作用,不可忽略.
因为在电介质中D=ε0E+P,所以位移电流密度jD
s D d S q0
l E dl 0
(11.1)
(11.2)
3 首 页 上 页 下 页退 出
对于稳恒磁场,由毕奥—萨伐尔定律和场强叠加原 理,可以导出描述稳恒磁场性质的“高斯定理”和 安培环路定理
s BdS 0
l H dl I0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(11.3)
(11.4)
s BdS 0
4.磁场强度沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以 该曲线为边界的曲面的全电流。
l H dl


I0

s
D t

d
S
19 首 页 上 页 下 页退 出
归纳起来,麦克斯韦方程组的积分形式为
s D d S q0

B

l E dl S t d S
t
具有电流密度的性质,麦克斯韦把它称做位移电流
密度jD
11 首 页 上 页 下 页退 出

dD j D dt
(11.10)
而把
dD dt
称为位移电流ID
ID

dD dt

d dt
DdS
S
D dS S t
S jD dS

大学物理《电磁学》课件

大学物理《电磁学》课件
详细描述
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。
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