变化的电场和磁场
什么是电场和磁场它们之间的关系是什么
什么是电场和磁场它们之间的关系是什么电场和磁场是物理学中两个重要的概念,它们分别描述了电荷和磁荷所产生的力场。
本文将会详细介绍电场和磁场的基本概念,以及它们之间的关系。
一、电场的概念与性质电场是由电荷所产生的力场,描述了电荷对其他电荷或物质所施加的力。
电荷在空间中产生电场,电场的强度和方向受到电荷的大小和符号的影响。
假设有一个点电荷q位于空间中的某一位置P,那么在离该点电荷一定距离r处,点电荷所产生的电场强度E的大小与距离r的平方成反比,即E∝1/r^2。
根据库仑定律,电场强度的大小还与电荷的大小q成正比,即E∝q/r^2。
因此,电场强度的大小与点电荷的大小和距离的平方成反比。
二、磁场的概念与性质磁场是由磁荷所产生的力场,描述了磁荷对其他磁荷或物质所施加的力。
磁荷是一种基本的物理概念,但在目前的物理学中并没有发现单个的磁荷存在,我们所讨论的磁场主要是由电流所产生的。
磁场的强度和方向由电流的大小和方向决定。
根据安培定律,电流元产生的磁场强度dH对距离r的矢量短元dL的影响与电流元的大小和方向有关,可以表示为dH=kI(dL×r)/r^3,其中I为电流的大小,dL×r为矢量叉乘,k为比例常数。
根据电流元对磁场的贡献是矢量叠加的原理,可以得到磁场强度H的大小和方向。
三、电场和磁场的关系电场和磁场在物理学中经常会相互作用,它们之间有着密切的关系。
根据麦克斯韦方程组,电场和磁场之间的相互作用可以用法拉第电磁感应定律和安培定律来描述。
法拉第电磁感应定律指出,磁场的变化可以产生感应电压,即电磁感应现象。
而安培定律则表明,电流元所产生的磁场可以影响到电荷的运动,进而改变电荷所受的力。
另外,从电场和磁场的数学表示可以看出它们之间的相互关系。
电场可以用电势表示,而磁场则可以用矢量磁势表示。
根据麦克斯韦方程组的推导可以发现,电场的旋度为零,而磁场的散度为零,这意味着电场是保守场,而磁场是无源场。
因此,在稳恒情况下,电场可以通过势函数来描述,而磁场则需要通过磁通量来描述。
变化电场产生变化磁场的实验
取 一 些 蕃 茄计 在 白纸 上 写字或作
,
,
因此 极 板 上 电 荷 的 变化 也 不 是 均
,
这 样就 制成
画
,
然 后 将此 纸 在 火 上稍 稍烘一 很 快 白纸 上 出现 焦黄 色的字
。
匀的
则 在 极板 周 围的 电场 变 化
,
了 一 个音 频 隔 离 器
下
也 是 不 均匀 的
这 个不 均 匀 变 化
。
方 法 是把 买 来 的音 频 线 在 中 间 剪
气)
这 说 明 蕃茄 汁 显 示 酸性 2 ) 测 有机 酸 (
。
号 时 为 一 水 平 亮线 电
然 后 开 始起
,
断
,
再 用 一 段 话 筒 线 接 一 同芯 插
.
用毛 笔 馥
由于 手摇 速 度不 是 均 匀 的
头 ( 型 号视 录 音 机 耳 机 插 孔 而 定) 按 下 图连 接
起甩
,
就停 止
,
给 录 像带配 音 时 孔 孔
,
ห้องสมุดไป่ตู้
将一 个 输
有 有机 酸
,
还 可 再作 一个 实验
3
,
:
极 板 带 了 一 定 量 的 电荷
入 端 插 入 放像 机 的单 频 输 出 插 另 一 个插 入录 音 机 的 耳 机插
在 试 管中 加 入 加入
2
毫 升蕃 茄 汁 再
,
在 它周 围空 间存在 一 定强 度的 电
,
并将 原 带 放 入放 像机 里 放入 录 像机 里 待放音 状 态
, ,
空白带
将 你要 配 曲的磁
做变速运动的电荷会在空间产生电磁波吗?
电荷产生电场。
运动电荷产生磁场。
匀速运动电荷产生均匀变化的电场,继而产生恒定磁场。
变速运动电荷产生不均匀变化的电场,继而产生变化的磁场。
变化的磁场产生电场,然后相互转换,就有电磁波了。
变速运动的电荷本身就说明了电荷所处的电场在变化,变化的电场产生磁场,而且电荷速度变化,也可以说等效电流发生变化,故产生的磁场也会发生变化,进而变化的磁场又会产生电场,这样循环往复,就产生了电磁波了
变化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场),变化的磁场则会产生电场,变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。
匀变速也是变化的电场同样会产生电磁波。
电场与磁场的相互作用
电场与磁场的相互作用电场和磁场是物理学中最基本的两种力场形式,它们在自然界中起着重要的作用。
当它们相互作用时,将会产生一系列有趣而复杂的现象。
本文将探讨电场和磁场之间的相互作用,以及在不同情况下的表现和应用。
一、电场与磁场的基本概念电场指的是周围存在电荷时所形成的力场。
电荷之间的相互作用通过电场来传递。
磁场则是由电流产生的力场,由磁荷(即磁单极子)所携带。
电场的单位为牛顿/库仑(N/C),磁场的单位为特斯拉(T)。
二、电场和磁场的相互作用电场和磁场在相互作用时,会产生一系列的力和现象。
首先,当电荷在磁场中运动时,将会受到洛伦兹力的作用。
洛伦兹力的方向与电荷的运动方向、磁场的方向都有关系。
洛伦兹力的大小与电荷的电量、速度以及磁场的强度有关。
此外,当电流通过一个导线时,将会在周围产生磁场。
这个磁场的大小与电流的强度成正比,方向由右手定则确定。
如果存在另一个导线,则两个导线之间将会产生相互作用的力,称为安培力。
三、电场和磁场的应用由于电场和磁场能够相互作用,因此它们在许多应用中起着重要的作用。
以下是几个常见的应用:1. 电动机:电动机是利用电场和磁场之间的相互作用来实现能量转换的装置。
当电流通过电动机中的线圈时,产生的磁场与固定磁场相互作用,从而产生力矩使电动机运转。
2. 发电机:发电机的工作原理正好与电动机相反。
通过机械转动产生的磁场与线圈中的电流相互作用,从而将机械能转化为电能。
3. 电磁感应:根据法拉第电磁感应定律,当磁场的强度或方向变化时,会在导线中产生感应电动势。
该原理广泛应用于变压器、发电机和感应炉等设备中。
4. 磁共振成像:磁共振成像(MRI)利用磁场和电场的相互作用原理,通过对人体组织内核自旋的磁共振现象进行检测,得到人体内部结构的影像。
总结:电场和磁场是物理学中两种常见的力场形式,它们在相互作用时引发了许多有趣的现象和应用。
本文介绍了电场和磁场的基本概念,以及它们相互作用时产生的力和现象,并且列举了几个常见的应用领域。
变化的电场产生磁场
要点二
详细描述
变化的电场可以产生磁场是因为电场的存在会导致电荷的 运动,而电荷的运动轨迹形成电流,电流的周围会产生磁 场。同样地,变化的磁场可以产生电场是因为磁场的存在 会导致磁体内部电荷的运动,从而产生电流,电流的周围 又会产生电场。这种相互影响和转换形成了电磁波,电磁 波的传播不需要介质,是一种客观存在的物质形态。
变化的电场产生磁场
contents
目录
• 电场和磁场的基本概念 • 变化的电场产生磁场 • 电场和磁场的变化规律 • 变化的电场产生磁场在科技中的应用 • 总结
01
电场和磁场的基本概念
电场的定义
总结词
电场是由电荷产生的场,对放入其中的电荷产生力的作用。
详细描述
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电 场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成, 但它是客观存在的,电场具有通常物质所具有的力和能量等 客观属性。
电磁感应
当电场或磁场发生变化时, 会在导体中产生感应电流。
电场和磁场的变化对能量转换的影响
电磁波传播
变化的电场和磁场可以形 成电磁波,如无线电波、 可见光等,实现能量的传 递和转换。
电磁能转换
利用电磁感应原理,可以 将机械能转换为电能,如 发电机;也可以将电能转 换为机械能,如电动机。
电磁辐射
电磁波的传播过程中会对 周围物质产生电磁辐射, 可能对生物体造成影响。
04
变化的电场产生磁场在科技中 的应用
电磁感应的应用
变压器
01
利用电磁感应原理,变压器可将一种电压的电能转换为另一种
电压的电能。
感应加热
02
通过电磁感应,可以在金属内产生涡流,从而达到加热或熔化
变化的磁场与变化的电场-精品文档
式中: B(t) (t)
S(t)
5
二. 楞次定律(P442,自己看)
§10.2 感应电动势
两种不同机制
• 相对于实验室参照系,若磁场不变,而导体回路运动 •
化—感生电动势
(切割磁场线)— 动生电动势 相对于实验室参照系,若导体回路静止,磁场随时间变
一. 动生电动势
L
l v
b ei
B 运动,切割 线, ab 向右以 v 选回路 L 的正方向:顺时
第10章 变化的磁场和变化的电场
电磁感应现象是电磁学中最伟大的发现之一
在很长的一段历史时期内,电、磁的研究彼此独立的 向前发展; 1820年,奥斯特(丹麦)首先发现了电流的磁效应,此 后,许多人从事它的逆效应的研究; 1822年,安培(法)发现磁铁附近载流导线会受到磁 力的作用,一个新的研究领域被发现了。
r
d r
a
d v B d r r B d r i a 1 2 e d e BR i i o 2 o负极,低电势 a正极,高电势
e
1 因为并联,所以圆盘电动势:ei BR2 圆心为负极 2 边缘为正极 10
解(二):用法拉第定律 角到 o, oa 转过 a
电可以产生磁效应,磁是否可以产生电?
1
1831年,法拉第(英)发现了电流变化时产生的电磁感应规 律;同年,楞次(俄)独立的完成类似的实验。 电磁感应定律的发现,揭示了电和磁的内在联系及转化的 规律,它的发现在科学和技术上都具有划时代的意义,不仅 完善了电磁学理论,而且为以后大规模开发电能开辟了道路, 引起一系列重大技术革命,推动社会向前发展。
m 2
dqi dt
1 1 q d q d ( )与 t 无 关 i i m m 1 m 2 m 1 R R
电和磁的相互转换
电和磁的相互转换电和磁是两种基本的物理现象,它们之间存在着密切的相互关系。
当电流通过导线时,会在周围产生磁场;而当磁场发生变化时,也会在导线中产生电流。
这种相互转换的现象被称为电和磁的相互转换。
本文将从电场和磁场的基本概念入手,探讨电和磁的相互转换原理及其应用。
一、电场和磁场的基本概念在介绍电和磁的相互转换之前,我们首先需要了解电场和磁场的基本概念。
电场是指带电物体周围的一种物理场,它与电荷的属性和位置有关。
在电场中,电荷会受到力的作用,从而发生运动或者变形。
电场可以用电场线描述,电场强度的大小与电荷的性质和距离有关。
磁场是指磁物质或者电流产生的一种物理场,它具有磁性物质之间相互作用的特征。
磁场可以用磁力线描述,磁力线的方向表示磁场的方向,磁力线的密度表示磁场的强弱。
二、电场与磁场的相互作用根据电和磁的相互转换原理,当电流通过导线时,会在周围产生磁场,这一现象被称为安培环路定理。
安培环路定理规定了电流与磁场的相互关系,即磁场的强度与电流的大小成正比。
另一方面,当磁场发生变化时,也会在导线中产生电流,这一现象被称为法拉第电磁感应定律。
法拉第电磁感应定律规定了电磁感应现象的规律,即磁场的变化与感应电动势的产生有关。
三、电和磁的相互转换原理根据安培环路定理和法拉第电磁感应定律,可以得出电和磁的相互转换原理。
1. 电流产生磁场当电流通过导线时,会产生磁场。
磁场的强度与电流的大小成正比,与导线的形状和材料有关。
磁场可以用磁力线表示,其方向由安培右手定则确定。
2. 磁场产生电流当磁场发生变化时,会在导线中产生感应电流。
磁场的变化可以是磁场强度的改变、磁场方向的改变或者磁场区域的改变。
感应电流的大小与磁场变化的速率成正比,与导线的形状和材料有关。
四、电和磁的相互转换应用电和磁的相互转换原理在生活中得到了广泛的应用,如电动机、发电机、变压器等。
1. 电动机电动机是将电能转换为机械能的装置。
在电动机中,电流通过线圈时产生磁场,磁场与永磁体之间相互作用,从而使线圈受力旋转,将电能转换为机械能。
高中物理磁场和电场的知识点
高中物理磁场和电场的知识点1.磁场1磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.2磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.3磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷或电流之间通过磁场而发生的相互作用.4安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.5磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向或者小磁针静止时N极的指向就是那一点的磁场方向.2.磁感线1在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.2磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.3几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度1定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/A?m.2磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向.3磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比.4磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:1地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近.2地磁场B的水平分量Bx总是从地球南极指向北极,而竖直分量By则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.3在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北.5.安培力1安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直,L是有效长度.若载流导体是弯曲导线,且导线所在平面与磁感强度方向垂直,则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.2安培力的方向由左手定则判定.3安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.6.洛伦兹力1洛伦兹力的大小f=qvB,条件:v⊥B.当v∥B时,f=0.2洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功.3洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.4在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计,1若带电粒子的速度方向与磁场方向平行相同或相反,带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.2若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式:r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动1带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时,做匀速直线运动,处理这类问题,应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定,且与初速度在一条直线上,粒子将作匀变速直线运动,处理这类问题,根据洛伦兹力不做功的特点,选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.2带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题,往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力,与初速度方向不在同一直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,一般处理这类问题,选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中“最大”、“最高”“至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.1.两种电荷1自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.2电荷守恒定律2.库仑定律1内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线1电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场具有力的特性和能的特性.2电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.3电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷或无穷远处,终止于负电荷或无穷远处;②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.4匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.5电场强度的叠加:电场强度是矢量,当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=-UBA,一般常取绝对值,写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.1电势是个相对的量,某点的电势与零电势点的选取有关通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势.因此电势有正、负,电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.2沿着电场线的方向,电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电势为零处电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.1等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功.2等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.3画等势面线时,一般相邻两等势面或线间的电势差相等.这样,在等势面线密处场强大,等势面线疏处场强小.8.电场中的功能关系1电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算此公式只适合于匀强电场中,或由动能定理计算.2只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变.3只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽.10.带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.2带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后,做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动3是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力但不能忽略质量.②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.4带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪,偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压,同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压,其周期与扫描电压的周期相同,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量,由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
变化的磁场和变化的电场
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大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
• 电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与 磁通量变化状况的关系, 是楞次定律的数学表示.
Φ 0
Φ 0 符号法则:
1. 对回路L任取一绕行方向.
i
N S
N S
2.
i
当回路中的磁感线方向 与回路的绕行方向成右
a
b
May 6, 2019
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
电磁感应实验的结论
不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积内的
磁通量发生变化(增加或减少), 回路中都会出现电流, 这 一现象称为电磁感应现象, 电磁感应现象中产生的电流 称为感应电流.
2
i 0 为顺时针转向
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
11-2 动生电动势和感生电动势
根据法拉第电磁感应定律: 只要穿过回路的磁通量 发生了变化, 在回路中就会有感应电动势产生.
B 变 感生电动势
Φm
B cosdS
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大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
Michael Faraday
( 1791– 1867 )
法拉第 伟大的英国 物理学家和化学家, 于1831 年发现了电磁感应现象. 他 创造性的提出场的思想, 磁 场这一名称就是法拉第最 早引入的, 他是电磁理论的 创始法人拉之第一用. 过的螺绕环
电磁学讲——变化的电场产生磁场电磁场与电磁波
cos (t
x) u
1)电 磁波是横波 E
u
E0 ,H
cos(t
u ;
kx)
E
k 2π
u
2) E 和 H 同相位 ;
H
3) E 和 H 数值成比例 H E ;
4)电磁波传播速度 u 1 , 真空中波速
等于光速 u c 1 00 2.998108 m/s.
例1 有一圆形平行平板电容器, R 3.0cm.现对
其充电,使电路上的传导电流 Ic dQ dt 2.5A,
若略去边缘效应, 求(1)两极板间的位移电流;(2)两
极板间离开轴线的距离为 r 2.0cm 的点 P 处的磁
感强度 .
解 如图作一半径
Q Q
为 r平行于极板的圆形
回路,通过此圆面积的 电位移通量为
B
0r
2π R2
dQ dt
代入数据计算得 Id 1.1A B 1.11105T
二、电磁场 麦克斯韦电磁场方程组
静电场高斯定理
D
ds
dV
q
S
V
静电场环流定理
l E dl 0
磁场高斯定理
SB
ds
0
安培环路定理
H dl
电能
We
Q2 2C
,
磁能 W m
1 2
LI 2 ,
LC回路总能量 1 Q2 1 LI 2 常量 2C 2
Q dQ LI dI 0 I dQ
C dt dt
dt
磁场与电场的相互作用
磁场与电场的相互作用磁场与电场是两种基本的物理场,它们在自然界和人类生活中都起着重要的作用。
而当它们相互作用时,会引发一系列有趣的现象和应用。
本文将介绍磁场与电场的相互作用原理、相关理论和实际应用。
一、电场与磁场的概念及作用电场是指带电粒子周围的力场,由电荷所产生。
电场的作用是使带电粒子产生电力和受力。
而磁场则是指由电流产生的力场,它是电荷运动产生的结果。
磁场的作用是对带电粒子施加磁力以及改变电流的方向和大小。
二、洛伦兹力与电磁感应当电荷在磁场中运动时,会受到磁力的作用,这就是洛伦兹力。
洛伦兹力的大小与电荷的电量、速度以及磁场的强度和方向有关。
洛伦兹力的作用可以实现电磁感应现象,即磁场通过导线时,导线中会产生感应电流。
三、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场和电磁波的基本方程。
它由亥姆霍兹方程、安培环路定律、法拉第电磁感应定律以及库仑定律组成。
通过麦克斯韦方程组,我们可以推导出电磁场的传播速度等重要性质,深入理解电磁学的基本原理。
四、电磁辐射与电磁波当电场和磁场随时间变化时,它们会相互耦合并产生电磁辐射。
电磁辐射是一种能量以电磁波的形式传播的现象。
电磁波在广播通信、雷达、无线电、微波炉等领域有着广泛的应用。
通过改变电场和磁场的频率和振幅,我们可以实现对电磁波的调制和传输。
五、实际应用1. 电动机和发电机:电动机和发电机是利用磁场与电场相互作用产生机械能和电能转换的重要设备。
例如,交流电动机通过交变的电磁场作用于铜线产生旋转力,实现了电能转化为机械能。
2. 磁共振成像技术:磁共振成像技术利用磁场和电场的相互作用,通过对人体组织和器官的磁场响应进行检测和分析,可以生成高质量的影像,用于医学诊断和疾病治疗。
3. 电磁波通信:电磁波是无线通信的基础,通过电场和磁场的相互作用,我们可以实现无线电、手机、蓝牙等通信设备的正常工作,实现人与人之间的信息传递。
4. 磁悬浮列车:磁悬浮列车是一种利用磁场与电场相互作用实现悬浮、推进和制动的交通工具。
电磁波电场和磁场方向关系
电磁波电场和磁场方向关系
电磁波是由电场和磁场相互垂直且交替变化而形成的波动现象。
电场和磁场的方向关系由麦克斯韦方程组中的法拉第电磁感应定律和安培环路定律决定。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场变化时,会产生感应电场。
而根据安培环路定律,当电流通过导线时,会产生磁场。
因此,电场和磁场的变化彼此关联,互相影响。
电磁波中的电场与磁场垂直于彼此,并呈现正弦波形。
具体而言,当电场强度达到最大值时,磁场强度为零;当磁场强度达到最大值时,电场强度为零。
电场和磁场的变化是同步的,它们的方向关系是相互垂直的。
综上所述,电磁波的电场和磁场方向关系是相互垂直的。
变化的磁场和变化的电场
变化的磁场和变化的电场在物理现象中的应用
电磁感应:变化 的磁场产生电场, 变化的电场产生 磁场
无线电波:变化的 电场产生磁场,变 化的磁场产生电场, 形成电磁波
磁流体发电机: 利用磁场和电场 的相互作用产生 电流
电磁炮:利用磁 场和电场的相互 作用加速带电粒 子
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汇报人:XX
变化的电场的应用
无线电波:利 用变化的电场 产生磁场,进 而产生电磁波
电子显微镜: 利用变化的电 场控制电子束 的聚焦和扫描
电子束曝光机: 利用变化的电 场控制电子束 的路径和能量
离子束刻蚀机: 利用变化的电 场将离子束聚 焦和扫描,实 现微米级加工
03
变化的磁场和变化的电 场的相互关系
磁场和电场的相互影响
变化的磁场产生电场
法拉第电磁感应定律: 当一个变化的磁场穿过 一个闭合电路时,会在 电路中产生电动势,从 而产生电场。
麦克斯韦方程组:变化 的磁场可以产生电场, 这是麦克斯韦方程组的 一个重要结论。
实验验证:通过实验可 以观察到,当磁场变化 时,附近的导体中会产 生电流,这是由于变化 的磁场产生了电场。
应用实例:发电机的工 作原理就是利用了变化 的磁场产生电场,从而 将机械能转化为电能。
磁场的变化对电场的影响
变化的磁场可以产生电场
磁场的变化对电场的影响与方向有 关
添加标题
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磁场的变化会影响电场的分布
添加标题
添加标题
磁场的变化对电场的影响与强度有 关
变化的磁场的应用
变压器:利用磁场变化实现电 压的变换
变化的磁场可以产生电场
变化的电场可以产生磁场
磁场和电场相互依存,形成统 一的电磁场
变化的磁场和变化的电场
Ψ LI
L 自感系数
如果回路周围不存在铁磁质,自感L是一个与电流I无关 ,仅由回路的匝数、几何形状和大小以及周围介质的磁 导率决定的物理量
解 通过面积元的磁通量
dΦ BdS 0I bdx
2π x
Φ dΦ la 0I bdx
l 2π x
0 Ib
2π
ln
l
l
a
I
v
a
l
b x
dx
(方向顺时针方向)
dΦ dt
0 Ib
2π
dl / l
dt a
dl
/ l
dt
电路中感应电动势提供的电 能是由外力做功所消耗的机
Pext Fextv IBlv P 械能转换而来的
(4) 感应电动势做功,洛伦兹力不做功?
F
V
(
f
f'
)
(v
v' )
f
v'
f'v
evBv'ev' Bv 0
洛伦兹力做功为零
F
f'
dt
(3)确定电动势的方向的方法
I 规定绕行方向 L,电动势与该方向一致时为正,否则为负
II 确定 m 的正负
III 根据法拉第定律确定电动势的方向
B
n
N
L S
Φ 0 dΦ 0 dt
如35
dΦm
dt
0
B
N
L n
S
Φ0 dΦ 0 dt
如 -3 -5 dΦm
变化的磁场产生电场
变化的磁场产生电场?这个电场是悬赏分:150 - 解决时间:2009-4-7 16:42一如果说均匀变化的磁场产生稳定的电场,那一根闭合导线,穿过它的磁通量均匀变化,就会产生稳定的电场,导线在这个稳定电场中产生恒定电流可是既然导线中的恒定电流是在稳定电场下产生的,那为什么这个“稳定电场”又可以产生稳定磁场呢(一根通电导线旁边的确有磁场)?这样不是与均匀变化的电场产生磁场相互矛盾了吗?二在中学课本的那个LC电磁振荡(一个电容器与一个自感线圈串联)中,为什么电荷不会发生中和?如果说是由于自感线圈的原因,那我用一根导线代替它之后呢?如果说这样会电荷中和,电能转换为内能,那如果我用超导导线来代替呢(就是一个电容和超导体做成的导线)?三都说在电磁振荡中,电容越小,自感越小,那发出的电磁波能量就越大当LC回路变成一根导线时候,电容和自感都很小了问题:一根电线,自感很小,电容也很小(这里谁和谁构成电容啊),那为什么它发出的能量很小呢?问题补充:哎,等等!我是在问一本来稳定电场是不能产生磁场的。
但如果把一根导线放在这个电场中,电流产生,就能产生磁场了回答所说的引入导线改变了大前提,所以才使得这个稳定电场产生了磁场?我还是不明白,按理说要产生磁场必须要变化的电场啊,也就是说引入了一根导线,这个稳定电场使得导线产生电流,导线又产生变化电场?关键:稳定电场作用于导线产生变化电场,然后产生稳定磁场是这样么二我的意思是如果用一条普通导线连接充好电的电容两端,这时是不是发生了中和。
但问题是,导线也是有一定的自感系数的!!这样,你还能说它发生了中和吗?它和LC振荡回路没有质的区别。
另外,如果这跟普通导线换成超导,电荷中和,按照能量守恒定律,原来的电场能去了哪里?三这个解决了,原来它的要求是不闭合的导线,且里面的电流由自己产生如果可以,修改回答内容吧,我不会考虑时间顺序来选择最佳的提问者:252182842 - 四级最佳答案一楼,楼主爱转牛角尖是因为牛角尖的确存在。
高二物理麦克思韦电磁场理论
1-75
6
第四节 麦克斯韦电磁场理论的建立 二.电磁场也是物质 电磁场物质性的表现:
1.电磁场可以给处于场中的电荷以力的作用; 2.电磁场可以对外做功,说明电磁场具有能; 3.电磁感应等现象说明电磁场有与其他物质相互作用的
属性。
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4
;宁波象山出海捕鱼 宁波象山出海捕鱼 ;
不影响其存在和意义。 地址是死的,地点是活的。地址仅仅被用以指示与寻找,地点则用来生活和体验。 安东尼·奥罗姆是美国社会学家,他有个重大发现:现代城市太偏爱“空间”却漠视“地点”。在他看来,地点是个正在消失的概念,但它担负着“定义我们生存状态”的使命。 “地点是人类活动最重要、最基本的发生地。没有地点,人类就不存在。” 其实,“故乡”的全部含义,都将落实在“地点”和它养育的内容上。简言之,“故乡”的文化任务,即演示“一方水土一方人”之逻辑,即探究一个人的身世和成长,即追溯他那些重要的生命特征和精神基因 之来源、之出处。若抛开此任务,“故乡”将虚脱成一记空词、一朵谎花。 当一位长辈说自个儿是人时,脑海里浮动的一定是由老胡同、四合院、五月槐花、前门吆喝、六必居酱菜、月盛斋羊肉、小肠陈卤煮、王致和臭豆腐组合成的整套记忆。或者说,是京城喂养出的那套热气腾腾的 生活体系和价值观。而今天,当一个青年自称人时,他指的一定是户籍和身份,联想的也不外乎“房屋”“产权”“住址”等信息。 前者在深情地表白故乡和生壤,把身世和生涯融化在了“”这一地点里。后者声称的乃制度身份、法定资格和书持有权,不含感情元素和精神成分。 3 让 奥罗姆生气的是他的祖国,其实,“注重空间、漠视地点”的生存路线,在当下中国演绎得更赤裸露骨、如火如荼。 “空间”的本能是膨胀和扩张,它有喜新厌旧的倾向;“地点”的秉性是沉静和忠诚,无形中它支持保守与稳定。二者的遭遇折现在城市变迁中,即城区以大为能、建筑 以新为尚,而熟悉的地点和传统街区,正承受垃圾的命运。其实,任何更新太快和丧失边界的事物,都是可怕的,都有失去本位的危险,都是对“地点”的伤害。像今天的、、,一个人再把它唤作“故乡”,恐怕已有启齿之羞 一方面,大城欲望制造的无边无际,使得任何人都只能消费 其极小一部,没人能再从整体上把握和介入它,没人再能如数家珍地描叙和盘点它,没人再能成为名副其实的“老人”。 另一方面,由于它极不稳定,容颜时时变幻,布局任意涂改,无相对牢固和永久的元素供人体味,一切皆暂时、偶然,沉淀不下故事于是你记不住它,产生不了依赖 和深厚情怀。总之,它不再承载光阴的纪念性,不再对你的成长记忆负责,不再有记录你身世的 功能。 面对无限放大和变奏、一刻也不消停的城市,谁还敢自称其主? 所有人皆为过客,皆为陌生人,你的印象跟不上它的整容。而它的“旧主”们,更成了易迷路的“新人”,在,许多 生于斯、长于斯的长者,如今很少远离自己的那条街,为什么?怕回不了家!如此无常的城市里,人和地点间已失去了最基本的约定,同一位置,每年、每月、每周看到的事物都闪烁不定,偶尔,你甚至不如一个刚进入它的人了解某一部位的现状,有一回,我说广内大街有家馆子不错, 那个在京开会的朋友摇摇头,甭去了,拆了。我说怎么会呢?上月我还去过啊。朋友笑道,昨天刚好从那儿过,整条街都拆了。我叹息,那可是条古意十足的老街啊。 吹灯拔蜡的扫荡芟除,无边无际的大城宏图,千篇一律的整容模板 无数“地点”在失守,被更弦易帜。 无数“故乡” 在沦陷,被连根拔起。 何止城池,中国的乡村也在沦陷,且以更惊人 的速度坠落。因为它更弱,更没有重心和屏障,更乏自持力和防护性。我甚至怀疑:中国还有真正的乡村和乡村精神吗? 央视所谓“魅力小镇”的评选,不过是一台走秀,是在给遗墟颁奖。那些古村名镇,只是没来 得及脱旗袍马褂,里头早已是现代内衣或空空荡荡。在它们身上,我似乎没觉出“小镇”该有的灵魂、脚步和炊烟那种与城市截然不同的生活美学和心灵秩序。 天下小镇,都在演出,都在伪装。 真正的乡村精神 那种骨子里的安详和宁静,是装不出来的。 4 “我回到故乡即胜利。” 自然之子叶赛宁如是说。 沈从文也说:“一个士兵要么战死沙场,要么回到故乡。” 他们算是幸运,那个时代,故乡是不死的。至少尚无征兆和迹象,让游子担心故乡会死。 是的,丧钟响了。是告别的时候了。 每个人都应赶紧回故乡看看,赶在它整容、毁容或下葬之前。 当然还有 个选择:永远不回故乡,不去目睹它的死。 我后悔了。我去晚了。我不该去。 由于没在祖籍生活过,多年来,我一直把70年代随父母流落的小村子视为故乡。那天梳理旧物,竟翻出一本自己的初中作文,开篇为《回忆我的童年》。 “我的童年是在乡下度过的。那是一个群山环抱、山 清水秀的村庄,有哗哗的小溪、神秘的山洞、漫山遍野的金银花傍晚时分,往芦苇荡里扔一块石头,扑棱棱,会惊起几百只大雁和野鸭盛夏降临,那是我最快乐的季节。踩着火辣辣的沙地,顶着荷叶跑向水的乐园。村北有一道宽宽的水坡,像一张床,长满了碧绿的青苔,坡下是一汪深潭, 水中趴着圆圆巨石,滑滑的,像一只只大乌龟露出的背,是天然的游泳池 ” 坦率说,这些描写一点没掺假。多年后,我遇到一位美术系教授,他告诉我,30年前,他多次带学生去胶东半岛和沂蒙山区写生,还路过这个村子。真的美啊,他一口咬定。其实不仅它,按美学标准,那个年代 的村子皆可入画,皆配得上陶渊明的那首“暧暧远人村,依依墟里烟。狗吠深巷中,鸡鸣桑树颠”。 几年前,金银花开的仲夏,我带夫人去看它,亦是我30年来首次踏上它。 一路上,我不停地描绘她将要看到的一切,讲得她目眩神迷,我也沉浸在“儿童相见不相识,笑问客从何处来” 的想象与感动中。可随着刹车声,我大惊失色,全不见了,全不见了,找不到那条河、那片苇塘,找不到虾戏鱼溅的水坡,找不到那一群群龟背代之的是采石场,是冒烟的砖窑,还有路边歪斜的广告:欢迎来到大理石之乡。 和于坚一样,我成了说谎者、吹嘘者、幻觉症病人。 5 没有故 乡,没有身世,人何以确认自己是谁、属于谁? 没有地点,没有路标,人如何称从哪里来、到哪里去? 这个时代,不变的东西太少了,慢的东西太少了,我们头也不回地疾行,而身后的脚印、村庄、影子,早已无踪。 我们唱了一路的歌,却发现无词无曲。 我们走了很远很远,却忘了 为何出发。 古典之殇 1 “今人不见古时月,今月曾照古时人。” 然而,多少古人有过的,今天的视野中却杳无了。 比如古诗词中的盛大雪况:“隔牖风惊竹,开门雪满山”“夜深知雪重,时闻折竹声” 吾等之辈,虽未历沧海桑田,但一夜忽至的“千树万树梨花开”,还是亲历过的。 满嘴冰激凌的现代孩子,谁堆过雪人?谁滚过雪球?令之捧着课本吟诵“燕山雪花大如席”,会不会牙疼呢? 没有雪的冬天,还配得上叫“冬”吗? 流逝者又何止雪?在新辈人眼里,不知所云的“古典”比比皆是 立于黄河枯床上,除了唇干舌燥,除了满目的干涸与皴裂,你纵有天才 想象,又如何模拟出“黄河之水天上来”的磅礴?谁还能托起李太白心中的汪洋与豪迈?除了疑心古人夸饰矫伪、信口开河,还会作何想呢? 今天的少年真够不幸的。父辈把祖先的文学遗产交其手上,却没法把诞生那些佳句的空间和现场一并予之,当孩子动情地吟哦时,还能找到多少 相配的物境和诗意?如果说,今日中年人,还能使出吃奶的劲去想象一把“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”(毕竟其孩提时,大自然尚存一点原汁,他还有残剩的经验可依),那其儿女们,连这点怀旧的资本都没了,连遐想的云梯都搭不起,连残羮都讨不上了。 或许不久后,这般 猜测古文课的尴尬亦不为过 一边是秃山童岭、雀兽绝迹,一边是“两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天”的书声朗朗;一边是泉涸池干、枯禾赤野,一边是“西塞山前白鹭飞,桃花流水鳜鱼肥”的遍遍抄写;一边是霾尘浊日、黄沙漫天,一边是“山光悦鸟性,潭影空人心”的诗情画意这 是何等遥远之追想、何等费力之翘望啊。明明“现场”荡然无存,现实空间中全无对应物,却要少年人硬硬地抒情和陶醉,这岂非无中生有、画饼充饥?这不荒唐、不悲怆么? 古典场景的缺席,不仅意味着风物之夭折,更意味着众多美学信息与精神资源的流逝。不久,对原版大自然丧 失想象力的孩子,将对古籍中那些伟大的美学华章和人文体验彻底不明就里,如坠雾中。 2 温习一下这随手撷来的句子吧:“水光潋滟晴方好,山色空蒙雨亦奇”“谢公宿处今尚在,渌水荡漾清猿啼” 那样的户外,那样的四季若荷尔德林之“诗意栖息”成立的话,至少这天地洁净乃必 需罢。可它们今天在哪儿呢?那“人行明镜中,鸟度屏风里”的天光明澈、那“长安一片月,万户捣衣声”的皎夜寂静今安在? 从审美资源上讲,古代要比当今富饶得多、朴素而优雅得多。地球自35亿年前诞现生命以来,约有5亿种生物栖居过,今多已绝迹。在地质时代,物种的自然消 亡极缓鸟类平均300年一种,兽类平均8000年一种。如今呢?联合国环境规划署推测说:上世纪末,每分钟至少一种植物灭绝,每天至少一种动物灭绝。这是高于自然速率上千倍的“工业速度”,屠杀速度! 多少珍贵的动植物永远地沦为了标本?多少生态活页从视野中被硬硬撕掉?多少 诗词风光如《广陵散》般成了遥远的绝唱? “蒹葭苍苍,白露为霜”“呦呦鹿鸣,食野之苹”“关关雎鸠,在河之洲”“河水清且涟漪” 每每抚摸这些《诗经》句子,除了对美的隐隐动容,内心总有一股冰凉的颤栗和疼痛。因为这份荡人心魄的上古风情,已无法再走出纸张永远!人类 生活史上最纯真的童年风景、人与自然最相爱的蜜月时光,已挥兹远去。或者说,她已遇难。 由于丧失“现场”,人类正在丧失经典,丧失重温和体验她的能力。我们只能像眺望“月桂娥影”一样待之,却不再真的拥有。 阅读竟成了挽歌,竟成了永诀和追悼,难道不该放声痛哭吗? 3 语文课本中的诸多游记,无论赏三峡、登黄山,还是临赤壁、游褒禅及徐霞客的足迹除了传递水墨画般的自然意绪,更有着“遗址”的凭吊含义,更有“黄鹤杳去”的祭奠意味。我们在对之阐释时,难 道只会停留在汉语字解上?(比如“蒹葭”“雎鸠”,除了“某植物”“某水鸟”, 再也领略不出别的了?)除了挖掘莫须有的政治伦理,就不为大自然的鬼斧神工而油生敬畏和感激?除了匆匆草草的娱情悦性,就涤荡不出“挥别”的忧愤来? 我想建议老师:为何不问问孩子,那些美丽的“雎鸠”“鹿鸣”哪儿去了?何以再不见它们的身影?甚至促之去想:假若诗人 来到当代,他又会有何遇?作何感?发何吟?难道,这不会在孩子
变化的磁场和电场
发射机与接收机工作原理分析
发射机工作原理
发射机将待传输的信息进行编码、调制等处理,转换为适 合在信道中传输的信号形式,并通过天线辐射出去。
接收机工作原理
接收机通过天线接收信号,经过放大、滤波等处理,再通 过解调、解码等过程还原出原始信息。
磁感线与电场线描述
磁感线是描述磁场分布的一系列 闭合曲线,其疏密程度表示磁场 的强弱,切线方向表示磁场的方
向。
电场线是为形象地描述场强的分 布,在电场中人为地画出一些有 方向的曲线,曲线上一点的切线
方向表示该点场强的方向。
磁感线和电场线都是用来形象地 描述场的分布的物理模型,实际
中并不存在。
02 磁场与电场相互作用
数字调制与解调技术
将数字信号转换为适合在信道中传输的模拟信号形式,如振幅键控(ASK)、频移键控 (FSK)、相移键控(PSK)等。解调时通过判决电路还原出原始数字信号。
调制与解调技术的应用
调制技术可以提高信号的抗干扰能力和传输效率;解调技术是信号接收的关键环节,直接 影响通信质量。在实际应用中,需要根据具体需求和场景选择合适的调制与解调技术。
实验误差来源分析和改进措施
• 环境干扰:实验环境中可能存在其他电磁干扰源,对实验 结果产生影响。
实验误差来源分析和改进措施
优化线圈设计
采用更精确的线圈设计方法,提高线圈的均匀性和稳定性。
使用高精度测量设备
采用更高精度的测量设备,减小测量误差。
控制实验环境
在实验过程中尽量排除其他电磁干扰源,保持实验环境的稳定性。
变化的磁场和电场
目录Βιβλιοθήκη • 磁场与电场基本概念 • 磁场与电场相互作用 • 时变磁场与时变电场特性分析 • 实际应用举例:无线通信原理简介
狭义相对论电场激发磁场,磁场激发电场
狭义相对论电场激发磁场,磁场激发电场
特殊相对论中,电场激发磁场和磁场激发电场是一种相互作用的现象,也是特殊相对论中最重要的概念之一。
电场激发磁场是指当电场发生变化时,会引起磁场的变化,而磁场激发电场是指当磁场发生变化时,会引起电场的变化。
电场激发磁场的原理是:当电场发生变化时,会引起磁场的变化,这是由于电场变化会引起电荷的运动,而电荷的运动会产生磁场。
电场激发磁场的过程可以用电磁感应定律来描述,即当电场发生变化时,会产生磁感应力,从而引起磁场的变化。
磁场激发电场的原理是:当磁场发生变化时,会引起电场的变化,这是由于磁场变化会引起电荷的运动,而电荷的运动会产生电场。
磁场激发电场的过程可以用电磁感应定律来描述,即当磁场发生变化时,会产生电感应力,从而引起电场的变化。
电场激发磁场和磁场激发电场是特殊相对论中最重要的概念之一,它们是特殊相对论中电磁场的基本现象。
它们的存在使得电磁场可以在空间中传播,从而使得电磁波的存在成为可能。
变化的磁场与电场习题答案[1]
竖直长导线旁与竖直导线共面,并从静止由图示位置自由下落,则t秒
末导线两端的电势差 U M U N
0 Ig
al t ln 2 a
.
I a
M l
N
12、 写出麦克斯韦方程组的积分形式:
_________________ ; B d S 0 _________________ ;
答:涡旋电场:随时间变化的磁场所产生的电场,其电场强度线为闭合 曲线; 位移电流密度:位移电流是变化电场产生的,其定义为:电场中某 点位移电流密度等于该点电位移矢量的时间变化率.
(A) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行;
(B) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直;
(C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移; (D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移.
3、如图所示,导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿 磁场方向的轴OO‘ 转动(角速度 与 B 同方向),BC的长度为棒 长的 1 ,则 [ A ]
磁场对电流作用所致.
N S
铜盘内产生感生电流,
9、在竖直放置的一根无限长载流直导线右侧有一与其共面的任意形状的平面线 圈.直导线中的电流由下向上,当线圈平行于导线向下运动时,线圈中的感应电 动势 <0
=0
;当线圈以垂直于导线的速度靠近导线时,线圈中的感应电动势
.(填>0,<0或=0)
(设顺时针方向的感应电动势为正).
3 2
1
15、如图所示,有一根长直导线,载有直流电流 I ,近旁有一个两条对边与它 平行并与它共面的矩形线圈,以匀速度 v 沿垂直于导线的方向离开导线.设t =0时,线圈位于图示位置,求
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2018/11/13
变化的电场和磁场
例:长直导线载恒流I,线框N匝,左边 与导线相距c。设线框以v垂直导线向右 运动。求线框中感应电动势。
c vt a 0 I 解: d B dS bdr S 2r c vt
几点说明:
d d i B dS dt dt S
法 拉 第 电 磁 感 应 定 律
(3)负号“-”的意义,与 楞次定律的关系。
“—”号反映感应电动势的方向与磁通量变化 之间的关系。
楞次定律(1833年): 感应电动势产生的感 应电流的方向,总是使感应电流的磁场通 过回路的磁通量阻碍原磁通量的变化。
变化的电场和磁场
二、 动生电动势的机理
由电动势的定义: i E K dl , i E K dl
v E
Fm
“ i 法 L L ” K 律 产生动生电动势的非静电力是洛伦兹力 与 Fm e(v B ) 动 生 Fm EK (v B ) 电 e 动 b b 势 i E K dl (v B) dl 的 a a 关 导体元 d:d i (v B) dl 系
二、电磁感应定律
法 拉 第 电 磁 感 应 定 律
d d i dt dt
几点说明:
S
B dS
d (1) i 与 有关,与 无关,与回路的材料无 关。 dt
(2) i的存在与回路是否闭合 无关,而 I i的存在与回 路是否闭合有关。
2018/11/13
变化的电场和磁场
解: (1)环内, B 0nI A中: 0nIS ,
d dI N 0 nNS dt dt 4 10 7 5 103 2 10 3 20 1.26 10 3 (V )
由楞次定律得感应电动势的方向为:顺时针
1.26 103 Ii 6.3 10 4 ( A) R 2 t
2
i
( 2)2秒 内 : qi I i dt 1.26 10 3 (C )
t1
2018/11/13
变化的电场和磁场
例8.2:均匀磁场中刚性线圈绕固定轴OO’转动,匝数N,面 积S,两端与外电路连接,当外力使线圈以ω转动,求其中的 感应电动势。 解:设 t时 刻 , B与 n 夹 角 为 0 t ,
2018/11/13
变化的电场和磁场
几点说明:
d d i B dS dt dt S
法 拉 第 电 磁 感 应 定 律
(4)一般先计算 i的大小(绝对值),然 后根据楞次定律 判断感应电动势的方向 。
(5)串联线圈的全磁通的定 义:= i 每个线圈的磁通量皆为 时,=N称为磁通链
0 Ib c a vt 0 Ib a In In(1 ) 2 c vt 2 c vt t N0 Iabv d i N dt 2 (c vt )(c a vt )
t i
由楞次定律得感应电动势的方向为:顺时针
2018/11/13
i
在t1 t 2的时间内通过回路截面 的感应电量为 :
1 q i I i dt t1 R
t2
2
1
1 d 2 1 R
感应电量与回路中磁通量的变化量有关,而与磁 通量变化的快慢无关。
2018/11/13
变化的电场和磁场
n 5000 / m,截面积S 2 10 3 m 2。 例8.1 : 空心螺绕环: 线圈A:N 5,R 2。调R 电流变化20 A / s 。 求: (1) A中的 i、I i ( 2) 2秒内通过A的感应电量。
先求总的磁通量,再对时间求导。
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变化的电场和磁场
几点说明:
d d i B dS dt dt S
1 d Ii R R dt
法 拉 第 电 磁 感 应 定 律
(7)感应电流、感应电量和 磁通量
如果闭合回路中电阻为R, 则回路中的Байду номын сангаас应电流为:
d d i N dt dt
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变化的电场和磁场
几点说明:
d d i B dS dt dt S
法 拉 第 电 磁 感 应 定 律
(6)一般情况, 为时间和空间的函数 ( r , t ), d 公式 i 中的d是总磁通量 对时间的变化元, dt 而不是磁通量的微元 d B dS
其 中 0为t 0时 的 夹 角 , 则 穿 过 线 圈 平 面 的 磁量 通 N NBScos , d d 所以: i [ NBS cos( 0 t )] NBSsi n( 0 t ) dt dt 令 m NBS是 的 峰 值 , 它 是 线 圈 面 平平 行 于 磁 场 方 向 时 的 瞬 时 感 应 电 动 势则 。有 : i m si n( 0 t )
变化的电场和磁场
“法”律与动生电动势的关系
一、 电源电动势的定义
电源中电荷 q受非静电场力 FK
FK 单位正电荷受非静电力 场E K= q
Ak 电 源 电 动势 ε E K dl q
闭合回路电动势ε E K dl
非常类似于水泵抽水!
2018/11/13
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