大学物理电磁学[优质ppt]
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
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
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。
大学物理电磁学ppt课件
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
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:
+ + + + + + + + + + + +
大学物理电磁学ppt
0I B= ——(cos1 cos2) 4a
(6-16')
注意:1 、2是场点至导线两端的连线与导线的夹角2>1 ! 特例:无限长载流直导线 B 0 2 r B 2.圆电流的磁场 dB 0 IR2 B= ————— 2(R2+ x2)3/2 y P 0I 特例: 圆心处(x=0) B0= —— 2R
0 vq sin 2 4 r
B 变化!
3. 适用条件:v << c
名词介绍: 磁偶极子
电流的流向与法向成右手螺旋关系。 I 磁矩(磁偶极矩):
R
n pm
pm NIS n
大小:
(6-15)
pm NIS
方向:与电流流向成右手螺旋关系 注: 磁偶极子并不局限于圆形电流。
B dx
l d2
I
x d1
解:先求 B , 再求d m , 后积分出m 。 0 I B B // d S 2 x 0 I l dx d Φm B dS 2 x
0 Il d2 dx m B dS S 2 d1 x
O x 4a a 2a
0 Il d 2 ln 2 d1
? 通过S1 、 S2 磁通量之比
Φm dΦm B d S
S S
I
(6-17)
I
a O C
(6-18) (6- 19)
1
3.一段圆弧电流 在圆心处的磁场
R
I x O P x
O
0 I B 4R
(6-J1)
记住以上两类典型载流导线的B公式,解题时可直接引用! 注意方向!
解: 可看成两个直线电流的组合。B BL BL
大学物理电磁学总结(精华)ppt课件(2024)
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创新实验设计思路分享
组合实验法
将多个相关实验进行组合设计,以提高实验 效率和准确性。
对比实验法
通过对比不同条件下的实验结果,探究物理 现象的本质和规律。
仿真模拟法
利用计算机仿真技术模拟实验过程,以降低 成本和提高安全性。
2024/1/28
改进测量方法
针对传统测量方法的不足之处进行改进和创 新,提高测量精度和效率。
2024/1/28
23
自感和互感现象分析
自感现象是指一个线圈中的电 流发生变化时,在线圈自身中 产生感应电动势的现象。
互感现象是指两个相邻的线圈 中,一个线圈中的电流发生变 化时,在另一个线圈中产生感 应电动势的现象。
2024/1/28
自感和互感现象的产生都与磁 场的变化有关,它们是电磁感
应现象的重要组成部分。
麦克斯韦方程组可以推导出电磁波的存在和传播,是无线通信的理论基础 。
18
电磁波产生条件与传播方式
01
02
03
电磁波产生的条件是变 化的电场或磁场,即振 荡电路中的电荷或电流
。
电磁波的传播方式是横 波,电场和磁场相互垂 直且与传播方向垂直。
电磁波在真空中的传播 速度等于光速,且在不 同介质中的传播速度不
7
02
静电场与恒定电流
2024/1/28
8
静电场中的导体和电介质
静电场中的导体特性
静电感应现象
静电平衡条件
2024/1/28
9
静电场中的导体和电介质
导体表面电荷分布
电介质极化现象
电偶极子概念
2024/1/28
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静电场中的导体和电介质
电介质极化机制
张三慧大学物理《电磁学》PPT课件
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
15.2 磁通量 磁场中的高斯定理
1. 磁感应线 用磁感应线描述磁场的方法是:在磁场中画一 簇曲线,曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方 向一致,这一簇曲线称为磁感应线。
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:
S
稳恒磁场的高斯定理反映稳恒磁场是无源场。
又称磁通密度 (magnetic flux density)
直线电流的磁感应线
I I
B
圆电流的磁感应线
B
I
I
通电螺线管的磁感应线
I
中子星的磁感应线
2. 磁通量(magnetic flux) 通过磁场中任一面积的磁感应线数称为通过 该面的磁通量,用m 表示。 ①均匀磁场,磁感应线垂直通过S
m B dS BdS cos
3.磁场中的高斯定理
高斯定理的微分形式
B 0
m B dS 0
S
─穿过任意闭合曲面的磁通量为零。 这是无磁单极的必然结果。
C 型、 U 型 永磁体的外部磁 感应线
m B dS 0
4、奥斯特实验
5、平行电流间的相互作用力
I F I F
二、磁力与电荷的运动的关系 在上述磁的基本现象中,平行电流的相互作用可 以说是运动电荷之间的相互作用,因为电流是电荷 的定向运动形成的,其他的都是永磁体。为什么说 他们也是运动电荷的相互作用呢?这是因为永磁体 也是由分子和原子组成的,在分子内部,电子和质 子等带电粒子的运动也形成微小的电流,叫做分子 电流。当成为磁体时,其内部的分子电流的方向按 一定的方式排列起来了。因此他们之间的相互作用 也是运动电荷之间的相互作用的表现。 结论:在所有情况下,磁力都是运动电荷之间 的相互作用的表现。
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】大学物理电磁学课件PPT
N•
俯视图
力偶矩
df
dM= —0—4I1—I2 cot(—2 )d
2Rsin(
)
=
—0—I1—I2
cos2—2
d
df
M
0I1I2R cos2 d
0
2
= —0—I21—I2R—
+ =/2 I S= pm
d•
l1 I
B
M=B pmsin 矢量式: M pm B (6-42)
fab
f
pm
BI l sin
(2) N 匝矩形线圈
pm
pm
f cd
INI fNf 但合力矩增为N倍
合Байду номын сангаас仍为0,
稳定 平衡
l1
I
非稳定平• 衡
适用于任意M形=MN状(B的IpS平msin面B线) =圈B在pm匀si强n磁场中的情况。fab
3
由对称性分析可知: f2=f3
I1
d l2
f1
I2 I2dl2 I2 dl1
l1
b
a
f3
c
f2
y
x
O
fy= f3y f2y =0
f= fx= 2f2xf1 =2f2cos60 f1 = < 0 方向指向I1 。
三.磁场对载流线圈 的作用
1.匀强磁场中的载流线圈 (1) 单匝矩形线圈
fad d B
df
Idl
d f 的大小:d f BI dlsin
方向: 由 I d l B 决定
B
一.安培定律
矢量式
d f Idl B
df
Idl
d f 的大小: d f BI dl sin
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
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。
2024年度电磁学全套ppt课件
VS
防止涡流的措施
为了减小涡流的影响,可以采取以下措施 :增加金属导体的电阻率、减小金属导体 的厚度、采用相互绝缘的薄片叠加而成的 导体等。这些措施可以有效地减小涡流的 大小,从而减小涡流对设备的影响。
2024/3/24
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06
交流电产生、传输和转换过程Fra bibliotek析2024/3/24
28
正弦交流电产生原理和特点介绍
感应电动势的大小与磁通量变化的快慢成正比,即与磁通量对时间的导数成正比。
2024/3/24
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 。
24
动生和感生两种类型分析比较
2024/3/24
动生电动势
由于导体在磁场中运动而产生的感应 电动势。其大小与导体在磁场中的有 效长度、导体在磁场中的运动速度以 及磁场的磁感应强度有关。
由电荷产生的特殊物理场,描 述电荷间相互作用。
2024/3/24
磁场
由运动电荷(电流)产生的特 殊物理场,描述磁极间相互作 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正负有 关。
磁场性质
对放入其中的运动电荷(电流 )有力的作用,且力的方向与 电荷的运动方向及磁场方向有
关。
4
库仑定律与高斯定理
安培环路定理
磁场中沿任何闭合回路L的线积分,等 于穿过这回路的所有电流强度的代数 和的μ0倍。
2024/3/24
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洛伦兹力与霍尔效应
洛伦兹力
运动于电磁场的带电粒子所受的力。根据洛伦兹力定律,洛伦兹力可以用方程 ,称为洛伦兹力方程。
霍尔效应
当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方 向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效 应。
大学物理电磁学ppt
局域守恒
电荷守恒定律是物理学中 普遍的基本定律
水滴皇冠 Nature 455, 1089-1092 (23 October 2008)
“天电”和“地电”一样
富兰克林
§2 库仑定律( Coulomb Law) 1785年,库仑通过扭称实验得到。
1.表述
在真空中, 两个静止点电荷之间的相互作 用力大小,与它们的电量的乘积成正比,与它 们之间距离的平方成反比;作用力的方向沿着 它们的联线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
更小范围倾向于反平方率仍成立
实验表明: 电子半径 <10-20m
5)电力叠加原理(独立作用原理)
& f
¦
& fi
i
qi
q r*i
§3 电场 电场强度 早期:超距作用 后来: 法拉第提出近距作用
并提出力线和场的概念
一.电场 (electric field) z 电荷在其周围产生电场。 z 电荷在电场中受力
哈密顿算子
+
Tangential component
闭合路径的环量
Vector
环量(Circulation) 平均切线分量环路径
第一章 静电场 Electrostatic field
§1 电荷 §2 库仑定律 §3 电场 电场强度 §4 点电荷电场及叠加原理 §5 高斯定理及其应用
§1 电荷
清晰、准确的数学形式表示 (2)1862年,在《论物理的力线》一文中,提出了场的“以太”模 型
并从对称性出发提出了“位移电流”假说 (3)1865年,Maxwell发表了重要论文《电磁场的动力理论》,建立
了电磁场方程,并从场方程出发推出了 E 和 B满足的波动方程
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。
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对各向同性均匀电介质 Pe0E
D0rE
相对介电常数 r e 1 介电常数 0 r
电极化率
有介质时先求D(只考虑q0), 再求 ED0r
5. 电场能量 W eVedV=V1 2E2dV
14
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
7
电磁学复习
几个常用的计算结果
1.点电荷的场强 点电荷的电势
q
E 4 0r 2 r0
U
2.无限长带电直线的电场
q
4 0r
E
2 0r
r0
3.无限大带电平面的电场 E 20 ⊥平面
4.带电圆环轴线上的电场和电势
E40(xq2xR2)32
方向: +x q
U40(x2 R2)12
q连续,取微元 dE
ri0 d
q
4 0
r
2
判方向,分解,同向积分
高斯法 ( E 球、轴、面对称时)
e E c o s S = q i 0
5
电磁学复习
电势的计算(代数和):
p0
定义 U a E d l
U P0 0
a
沿a→P0任意路径的积分
点电荷 U q E 是积分路径上的场强分布
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
15
电磁学复习Biblioteka •电源电动势
K dl
方向规定: +
-
in
放电
R
I: - → + I
,r
+–
充电
I: + →- I
+–
平行板电容器 C 0 S d
充电介质:
圆柱形电容器 C 20L
ln(R2 R1 )
C rC0
球形电容器电容
C
40
RARB RB - RA
电容器储能:
We 12CU2
Q2 1QU 2C 2
12
电磁学复习
3. 电介质极化: 在外场E0中
无极分子 --- 位移极化 有极分子 --- 取向极化
10
电磁学复习
第11章 导体和电介质的静电场
1. 导体的静电平衡条件
E内 0 U 常数, E附导 体 表 面
2. 静电平衡时导体上的电荷分布特点
有导体时计算场强(或q’)的一般方法 •电荷守恒 •导体静电平衡条件(E内=0,U=常数) •场强叠加(或电势叠加)
11
电磁学复习
电容器的电容 C Q U ab
按图示的电流方向 I 1 2
R1R2 r1r2
回路电压定理 I (R 1 R 2 r 1 r 2 )1 2 0
I > 0,电流实际方向与图示 I 一致;反之相反。
0 充介质 C rC0 0
' '
在⊥E的表面出现极化电荷
E0
PcosPnPn
P-电极化强度;n--介质外法向
介质内部总场 EE0E E 0
E 0 --外场
E' E
E --极化场
13
电磁学复习
4. 电介质中的高斯定理
DdS
S
q0
D --电位移矢量 D0EP
16
电磁学复习
闭合电路的欧姆定律(单回路)
I j
Rj
r ij
j 电动势正负取向规定:
R2 I
2 r2 I
先任意设定电路中的电流I方向,
方向与I一致,为正;反之
为负.
R 1 1 r1
方向: -→+
Rj
r ij
分别是电路总负载电阻和电源内阻之和.
, r
+ –, r
•路端电压 放电 UIr U 充电 UIr U
•电源内阻上的电势降 I r 放电 U I=II2r 电电负内源源载阻充功功功放率率率电II时I22 Rr的功率转充放换电电::充外电电电源路U 输I 输出 入功电率I源 U 功II2率rU I
4
点电荷系 Ua
连续带电体 U
0
r
n
i 1
qi
4
dq
0
ri
q 4 0 r
代数和
---对带电体分布区域积分
6
电磁学复习
•点电荷在电场中的电势能:EPa Uaq互能
•电场中任意两点间的电势差:
b
U abU aU b=aEdl
•电场力对电荷作功:
b
W a bq 0(U a U b)aq 0E d l
电磁学复习
gubing@ 2011年10月31日
1
电磁学复习
第10章 真空中的静电场
10-1 电荷 库仑定律 10-2 电场 电场强度 10-3 静电场的高斯定理 10-4 静电场的环路定理 电势
知识点:
带电体的电场强度和电势 高斯定理及其应用 电场强度和电势的叠加
典型例题: 例10.2; 例10.3; 例10.5; 例10.6; 例10.7;
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第11章 导体和电介质的静电场
11-1 导体的静电平衡 11-2 电容器及其电容 11-3 静电场中的电介质 11-4 有电介质时的高斯定理 11-5 静电场中的能量
电磁学复习
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电磁学复习
知识点:
静电平衡状态下导体上电荷分布、电场强度和电势 电容器的电容及其储能 电介质的极化:求D、E、P 电场能量 典型例题: 例11.1; 例11.3; 例11.5 典型习题: P50 11-1, 6, 8, 10, 14, 17, 19, 20, 21, 22
例10.8(需更正); 例10.10
典型习题: P24 10-2, 3, 6, 9, 10, 12, 14, 15, 17, 18 2
电磁学复习
第10章 静电场
F , E 矢量和 U 代数和
基本思想:场的叠加
库仑定律
F
q0q
4 0r 2
r0
点电荷间
电场场强 EF q0 正电荷受力方向
点电荷受力 F qE
连续带电体受电场力 F Edq
3
电磁学复习
重要定理:
高斯定理 eSE d S q i 0
静电场是有源场
环路定理 Edl 0 l 静电场是保守场
基本物理量:场强和电势
4
电磁学复习
场强的计算:矢量和
点电荷电场 E
叠加法 q分立
q
4 0r 2
E
r0
qi
40ri2