浅谈对大学物理电磁学的认识
- 格式:doc
- 大小:19.64 KB
- 文档页数:2
大学物理电磁学引言电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷之间相互作用的原理和电磁波的特性。
在大学物理学中,电磁学是必学的一门课程,它涵盖了电荷、电场、电势、电流、电磁感应、电磁波等基本概念和原理。
本文将介绍大学物理电磁学的基本原理和相关内容。
一、电荷和电场电荷是电磁学的基本物理量之一,分为正电荷和负电荷。
正电荷和负电荷相互吸引,相同电荷相互排斥。
电场是电荷在周围产生的一种力场,用于描述电荷对其他电荷的作用力。
电场强度是衡量电场强弱的物理量,它的定义是单位正电荷所受的力。
二、电场的产生和性质电荷在空间中形成的电场是由电荷成对产生的。
当有多个电荷时,它们各自产生的电场可以叠加。
电场的性质包括电场的线性性质、电场的无旋性和电场的势能。
三、电势和电势能电势是描述电场对单位正电荷做的功的物理量。
电势是标量,它对应于电场的能量分布。
电势能是电荷在电场中具有的能量,它是由电势引起的。
四、电容和电容器电容是描述电场在电荷分布上的储存能力的物理量。
电容器是用来储存电荷和能量的装置,由两个导体之间的介质隔开,形成电场。
常见的电容器包括电容器、平行板电容器和球形电容器。
五、电流和电阻电流是电荷随时间变化的物理量,是单位时间内流过某个横截面的电荷量。
电阻是导体对电流流动的阻碍,它符合欧姆定律。
电流在电路中的运动受到欧姆定律和基尔霍夫定律的约束。
六、磁场和磁感应磁场是由带电粒子的运动产生的物理现象,描述了磁力的作用。
磁感应是描述磁场强度的物理量。
电流在导线中产生磁场,被称为安培环路定律。
七、电磁感应和法拉第定律电磁感应是通过磁场的变化产生电场的现象。
法拉第定律描述了导体中感应电动势与磁通量变化的关系。
法拉第定律是电磁感应定律的基础,它是电磁感应现象的定量描述。
八、电磁波和光学电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。
电磁波具有电磁场的传播性质,包括光学、无线电波等各种波动现象。
结论大学物理电磁学是电磁学的基本课程,涵盖了电荷、电场、电势、电流、电磁感应、电磁波等内容。
大学物理电磁学《大学物理》是一门综合学科,其中电磁学是其中重要的一部分。
从宏观上讲,电磁学研究了电磁场和电磁力,以及它们作用于电荷的现象。
从微观上来看,电磁学通过研究电磁场和电磁力的构成,以及电磁场和电磁力交互作用的机理,以及它们对电荷的作用,来对它们进行研究。
电磁学的历史电磁学是一门极具挑战性的科学,自古以来,人们一直在探索这门科学的奥秘,从中研究探索有关电磁现象的机理。
19世纪末,美国物理学家迈克尔福特(Michael Faraday)发现了电磁感应,标志着电磁学研究迈出了重大的一步,自此,伽利略、穆勒、萨维尔等物理学家为电磁学的研究作出了重要的贡献。
定义和概念电磁学是物理学的一门分支,它用来研究电磁场、电磁力和电磁场的构成以及交互作用,以及它们对电荷的作用。
电磁场是一种独立于物体的抽象物理量,在空间中以向量的形式表示;电磁力是由电磁场产生的作用在电荷上的力;电荷是保存电磁力的物理现象。
定律电磁学研究中最重要的定律是磁电现象定律,有三种形式,分别是:(1)伽利略定律;(2)穆勒-安培定律;(3)萨维尔定律。
伽利略定律伽利略定律(Gauss Law)(也称有关电荷分布的伽利略定律)又称为“电荷守恒定律”,即“物体的外壳表面上的电荷总量不变”,这是自然界中电荷守恒的定律。
伽利略定律用来计算外壳上的电荷总量,也可以用来计算电位场、流动电流和电容量。
穆勒-安培定律穆勒-安培定律是德国物理学家穆勒(Heinrich Hertz)和英国物理学家安培(James Clerk Maxwell)在研究电磁学的基础上推出的一种定律。
该定律于1873年提出,主要描述了电磁场中电荷运动和磁场产生之间的相互关系。
具体而言,它认为电磁场是由交叉的电流和磁场相互作用而产生的,也就是说,电荷的运动会产生磁场,磁场的变化也会产生电场。
萨维尔定律萨维尔定律(Maxwell Equations)是英国物理学家詹姆斯克拉克麦克斯韦所提出的电磁场的最基本方程式。
浅谈对大学物理电磁学的认识浅谈对大学物理电磁学的认识电磁学是物理学的一个分支,是物理学中非常重要的内容。
电学与磁学领域有著紧密关系,广义的电磁学可以说是包含电学和磁学,但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。
主要研究电磁波,电磁场以及有关电荷,带电物体的动力学等等。
电磁学的基本理论由19世纪的许多物理学家发展起来,电磁理论已经渗透到物理学的各个领域,是近代物理的重要来源及物理研究必不可少的基础理论之一;电磁规律和理论有着广泛的应用,是研究化学生物等学科必不可少的基础;电磁理论的发展促进了现代科技的发展,如电力工程、信息技术、通讯、传感技术、机电一体化、计算机技术等。
在对电磁学的学习过程中,我深刻体会到它与力学等其他内容的研究和学习方式的不同,而电学和磁学又具有相似之处。
下面,我将从几个方面来谈谈我对电磁学学习的认识。
首先我们会接触到“场”这个概念,场的概念具有抽象性,其处理方式也相对较复杂。
电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场,是物质存在的一种形态,是具有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。
处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。
电磁场与带电物体之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。
电可以生成磁,磁也能带来电,法拉第提出的电磁感应定律表明,磁场的变化要产生电场。
之后,麦克斯韦又提出了著名的麦克斯韦方程组,描述了电磁场的分布变化规律。
表明了不仅磁场的变化要产生电场,而且电场的变化也要产生磁场。
时变场在这种相互作用下,产生电磁辐射,即为电磁波。
由此,电与磁在自然界中便有了能量的表现形式。
人们对电磁现象的认识范围,是从静电、静磁、稳恒电流等特殊方面逐步扩大,直到一般的运动变化的过程。
《大学物理》的电磁学包括静电场和稳恒磁场以及电与磁的联系三部分的内容.而对于静电场和稳恒磁场的研究方式,运用了类比的方法:一、知识结构类比例如: 静电场的基本实验定律——库仑定律;描述静电场的基本物理量——电场强度;反应电场性质的基本定理——电场的高斯定理和环路定理;以及电介质等。
电磁场与电磁波学习心得范文电磁场与电磁波是物理学中非常重要的概念和理论,在我大学的物理学习中,我也深入学习了这一方面的知识。
在学习过程中,我体会到电磁场和电磁波的基本原理和应用,并能够将其运用到实际问题中。
在此,我将分享我的学习心得。
首先,电磁场是电荷体系所产生的一种物理场。
在学习电磁场的过程中,我深入理解了电场和磁场的定义及其相互作用的基本原理。
电场产生于电荷体系周围的空间中,具有电势能和方向的特性,而磁场则是由电流体系所产生的,对磁性物质有施加力和能量的作用。
在电磁场的理论中,我也学习到了高斯定律、电磁感应定律等重要原理。
其次,学习电磁场还涉及到电磁波的知识。
电磁波是由电场和磁场相互耦合而产生的一种波动现象。
通过学习麦克斯韦方程组,我深入理解了电磁波的性质和传播规律。
电磁波具有传播速度恒定、能量传递等特点,广泛应用于通信、雷达、医学等领域。
在学习电磁波的过程中,我也了解了不同频率和波长的电磁波的特性,并学会了使用波动方程和辐射强度的计算方法。
在学习电磁场和电磁波的过程中,我收获颇多。
首先,我深刻体会到了电磁场与电磁波在物理学中的重要性。
电磁场是解释物质相互作用和变化的重要工具,而电磁波是一种重要的能量和信息传递的方式。
这两个概念对我理解物理现象和解决实际问题都起到了重要的作用。
其次,我通过学习电磁场和电磁波的理论知识,提高了我的分析和解决问题的能力。
电磁场和电磁波的理论是由数学和物理相结合的,需要运用向量、微分方程等数学工具进行推导和计算。
在学习过程中,我也积累了一定的数学解题经验,并能够运用这些知识解决实际问题。
最后,我也通过实验研究电磁场和电磁波的特性和应用。
在实验室中,我亲自操作仪器,观察电磁波的传播,测量电磁场的强度等。
通过实验的方式,我深入理解了电磁场和电磁波的特性,并能够将理论知识与实际应用相结合。
总体来说,学习电磁场与电磁波是一项不容忽视的物理学内容。
通过学习电磁场和电磁波的基本原理和应用,我不仅提高了自己的物理学知识水平,还培养了分析和解决问题的能力。
电磁学学习心得
通过对本学期电磁学课程的学习,使我认识到电磁学是经典物理学的重要组成部分。
它主要研究电荷、电流产生电场、磁场的规律,电场和磁场的相互联系,电磁场对电荷、电流的作用,以及电磁场对物质的各种效应等。
电磁现象是自然界存在的一种极其普遍的现象,它涉及领域非常广泛,电磁的研究和应用在认识客观世界中展现了巨大的活力,因此,通过学习我发现电磁学课程是学好物理学科的一门基础课程。
经过一学期关于电磁学背景知识和专业理论的学习,了解了物理学前辈对于提出、分析、解决问题和建立概念、规律、理论的物理思维方式,既学到了专业知识又领略了研究方法、物理思想、科学精神,经过老师的课上引导,使我从原来的被动接受变为主动欣赏,逐渐的学会了物理学家的思维方法,提高了解决问题的能力,培养了自我创新的意识,同时也特别感谢电磁学授课教师对我的关心与指导。
大学物理电磁学总结电磁学是物理学中重要的一个分支,研究电荷和电荷之间的相互作用以及电磁场的性质。
它是现代科技和工程学的基础,包括电子学、通信技术、电力工程等领域。
本文将对大学物理电磁学的基本概念、原理和应用进行总结。
大学物理电磁学主要包括电场和磁场。
首先,电场是一种由电荷产生的力场。
电荷可以是正电荷或负电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电场强度的大小与电荷密度成正比,与距离的平方成反比。
电场强度的方向与正电荷相反。
电场的性质可以通过库仑定律来描述,该定律规定了两个电荷之间的力与它们之间的距离和大小有关。
接下来,磁场是一种由磁荷(电流)产生的力场。
电流是电荷的流动,它可以是直流电流或交流电流。
磁场的强度和方向由安培定律来描述,该定律规定了磁场的大小和电流强度、导线形状以及距离的关系。
根据安培定律,电流在空间中会形成闭合回路,这就是电磁感应的基础。
电场和磁场有很多相互关联的性质。
其中一个最重要的是法拉第定律,该定律描述了磁场变化时所产生的感应电动势。
法拉第定律是电磁感应的基础,也是发电机和变压器等电磁设备的基础原理。
此外,电磁波也是电场和磁场相互作用的结果。
电磁波可以通过振荡的电荷或电流来产生,它既有电场分量也有磁场分量,其传播速度为光速。
电磁学在物理学和工程学中有广泛的应用。
例如,电磁学解释了原子和分子中电子的结构,电磁辐射是元素谱线和光谱的基础。
此外,电磁学也是电动机、发电机、变压器等电力设备的基础原理。
电磁学还包括电子学,研究电路中电流、电压和电阻之间的关系。
电子学是现代通信、计算机和控制工程的基础。
此外,电磁学还研究了天体物理学中的电磁现象,例如太阳风、星际磁场等。
总而言之,大学物理电磁学是研究电荷、电场和磁场的性质、相互作用以及电磁波的传播性质的学科。
电磁学是现代科技和工程学的基础,广泛应用于电力工程、通信技术、电子学和天体物理学等领域。
深入理解电磁学的基本概念和原理对于理解现代科技和工程学的发展具有重要意义。
电磁学物理学习的个人总结
电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷和电流之间相互作用产生的电磁现象。
以下是我个人对电磁学学习的总结:
1. 静电学:静电学研究电荷的性质以及电荷之间的相互作用。
其中包括库仑定律,描述了两个电荷之间的作用力与其距离和电荷大小的关系;电场的概念,描述了空间中的电场强度与电荷分布的关系;高斯定理,描述了电场通过一个闭合曲面的通量与该曲面内的电荷量的关系。
2. 电磁场的描述:电磁场是电荷和电流产生的物理现象,通过场的概念可以描述电磁场的性质。
麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程,其中包括了法拉第电磁感应定律、安培环路定理、电荷守恒定律和高斯定律。
3. 电磁波:电磁波是电场和磁场在空间中传播的波动现象。
根据波长和频率的不同,电磁波可以分为不同的类型,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
电磁波的传播速度是恒定的,也就是光速。
4. 电磁感应:电磁感应是指通过磁场的变化产生电流或者通过电场的变化产生电场的过程。
法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势;电磁感应也是电磁感应定律和楞次定律的应用领域。
5. 电磁波的传播:电磁波的传播是指电磁波在空间中的传播过程。
电磁波既可以在真空中传播,也可以在介质中传播。
电磁波的传播是横波,电场和磁场垂直于传播方向的振动,且振动方向相互垂直。
总的来说,电磁学是一门重要的物理学科,涵盖了静电学、电磁场的描述、电磁波和电磁感应等内容。
通过学习电磁学,可以深入理解电荷和电流之间的相互作用,了解电磁现象的本质,并应用于各个领域,如电子技术、通信和天文学等。
大学物理电磁学心得体会物理学作为一门基础学科,对于理工类学生来说是一个必修的课程。
大学物理电磁学作为物理学的一个重要分支,涉及到电磁场的理论与应用,为我们打开了一扇探索自然界的窗户。
在学习这门课程的过程中,我深刻感受到了电磁学的重要性并获得了一些心得体会。
首先,我认识到电磁学在现代科技中的广泛应用。
从电灯的发明到移动通信的普及,电磁学的应用渗透到了我们日常生活的每个角落。
通过学习电磁学,我们了解到了电磁波的传播原理和调制方式,这对于我们理解和使用无线通信技术具有重要意义。
此外,电磁学还与电磁场和电磁波的产生、传播和相互作用有关,这是我们理解电器、磁器等设备原理的基础。
因此,学习电磁学不仅可以增加我们的物理知识,还可以帮助我们理解并应用现代科技。
其次,电磁学的学习对于培养我们的数学分析能力非常有帮助。
电磁学中的电场和磁场常常需要通过数学工具来描述和计算。
例如,高斯定律和法拉第电磁感应定律等理论需要进行矢量和微分方程运算,这对于我们的数学能力提出了一定的要求。
因此,在学习电磁学的过程中,我们不仅要掌握物理概念,还需要掌握数学方法,这对于我们培养逻辑思维和解决实际问题的能力非常重要。
另外,学习电磁学需要我们具备良好的实验能力。
电磁学实验具有很强的操作性,通过实验我们可以更加直观地观察到电磁现象,并验证理论模型的准确性。
比如,在电场力线实验中,我们可以通过观察电荷粉末在电场中的分布情况,来理解电场的分布规律。
而在电磁感应实验中,我们可以通过改变磁感应强度和导线长度等因素,观察到电压的变化,验证法拉第电磁感应定律。
通过实验,我们可以将书本知识与实际现象相结合,加深对电磁学的理解,并提升我们的实践能力。
总结来说,大学物理电磁学是一门既重要又有挑战的课程。
通过学习电磁学,我们了解到了电磁学的广泛应用、数学分析方法和实验技巧。
这对于我们理解现代科技、提高数学能力和培养实验技能都具有重要意义。
我相信,通过系统学习和实践探索,我们能够更好地掌握电磁学知识,为今后的学习和科研打下坚实的基础。
大学物理电磁学大学物理电磁学是物理学的一个重要分支,主要研究电磁现象的规律和本质。
电磁学在科学技术、工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。
本文将从电磁学的基本概念、基本定律和电磁波的传播等方面对大学物理电磁学进行介绍。
一、基本概念1.电荷:电荷是物质的一种属性,分为正电荷和负电荷。
电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.电场:电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质,它对放入其中的电荷有作用力。
电场的强度用电场强度E表示,单位是牛/库仑。
3.磁场:磁场是磁体周围空间里存在的一种特殊物质,它对放入其中的磁体有作用力。
磁场的强度用磁感应强度B表示,单位是特斯拉。
4.电磁波:电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量。
电磁波在真空传播速度与光速一样,速度为30万千米/秒。
二、基本定律1.库仑定律:库仑定律是描述电荷之间相互作用的定律,其内容为:真空中两点电荷间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力在它们的连线上。
2.安培定律:安培定律是描述电流和电流激发磁场的定律,其内容为:电流I1通过一条无限长直导线时,在距离导线r处产生的磁场强度H1与I1成正比,与r成反比,即H1与I1r成反比。
磁场方向垂直于电流方向和通过点的平面。
3.法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律是描述磁场变化引起电场变化的定律,其内容为:穿过电路的磁通量发生变化时,产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通量变化率成正比,与电路的匝数成正比。
4.麦克斯韦方程组:麦克斯韦方程组是描述电磁场分布和电磁波传播的四个偏微分方程,包括库仑定律、法拉第电磁感应定律、安培定律和位移电流定律。
三、电磁波的传播1.电磁波的发射:电磁波的产生通常是通过振荡电路实现的。
当振荡电路中的电场和磁场相互垂直且同相振荡时,电磁波便会产生并向外传播。
电磁学心得体会电磁学是物理学的重要分支,研究电荷与磁荷之间相互作用的规律和现象。
在学习电磁学的过程中,我的收获和体会有以下几点。
首先,电磁学揭示了电磁场对物质的影响。
通过学习麦克斯韦方程组,我了解到电磁场的存在以及其对电荷和磁荷的作用力。
电磁场不仅包括静电场和恒定磁场,还包括变化的电场和磁场,学习电磁学为我们理解电荷在空间中的行为提供了一个完整的框架。
这也是我们理解电磁波传播和电磁辐射的基础。
其次,电磁学的学习帮助我理解电磁感应现象。
电磁感应现象是电磁学的核心内容之一,通过学习法拉第电磁感应定律和楞次定律,我了解到磁场的变化可以导致感应电动势,从而产生电流。
这是电磁感应现象的基础,也是电力工程和电子技术中电动机、发电机、变压器等电磁设备的工作原理。
第三,电磁学的学习拓宽了我的物理视野。
电磁学不仅包括电磁场的产生和作用,还涉及电磁波和光的传播。
通过学习电磁波的性质和特点,我了解到光是一种特殊的电磁波,同时光也是一种粒子性和波动性都表现出来的特殊粒子。
这不仅提高了我对光学的认识,还使我对光的产生和传播过程有了更深刻的理解。
第四,电磁学的学习培养了我的问题分析和解决能力。
电磁学是一个较为复杂的学科,需要熟练掌握数学工具和物理概念。
在电磁学的学习中,我经常遇到一些难题和复杂的场景,需要进行问题分析和数学建模。
通过不断的练习和思考,我逐渐提升了自己的问题分析和解决能力,培养了一种不畏困难的勇气和耐心。
第五,电磁学的学习激发了我对科学研究的兴趣。
电磁学是物理学的基础,也是许多其他学科(如电子工程、光学、天文学等)的基础。
通过学习电磁学,我对物质世界的运动和变化有了更深刻的理解,也对科学研究产生了浓厚的兴趣。
电磁学的学习不仅是为了应试和取得好成绩,更重要的是培养了我对科学的热爱和追求。
总之,电磁学的学习给我的收获和体会是丰富多样的。
通过学习电磁学,我了解到电荷和磁荷之间的相互作用规律、电磁感应现象和电磁波的特性,培养了我的问题分析和解决能力,同时也激发了我对科学研究的兴趣。
浅谈对大学物理电磁学的认识
电磁学是物理学的一个分支,是物理学中非常重要的内容。
电学与磁学领域有著紧密关系,广义的电磁学可以说是包含电学和磁学,但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。
主要研究电磁波,电磁场以及有关电荷,带电物体的动力学等等。
电磁学的基本理论由19世纪的许多物理学家发展起来,电磁理论已经渗透到物理学的各个领域,是近代物理的重要来源及物理研究必不可少的基础理论之一;电磁规律和理论有着广泛的应用,是研究化学生物等学科必不可少的基础;电磁理论的发展促进了现代科技的发展,如电力工程、信息技术、通讯、传感技术、机电一体化、计算机技术等。
在对电磁学的学习过程中,我深刻体会到它与力学等其他内容的研究和学习方式的不同,而电学和磁学又具有相似之处。
下面,我将从几个方面来谈谈我对电磁学学习的认识。
首先我们会接触到“场”这个概念,场的概念具有抽象性,其处理方式也相对较复杂。
电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场,是物质存在的一种形态,是具有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。
处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。
电磁场与带电物体之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。
电可以生成磁,磁也能带来电,法拉第提出的电磁感应定律表明,磁场的变化要产生电场。
之后,麦克斯韦又提出了著名的麦克斯韦方程组,描述了电磁场的分布变化规律。
表明了不仅磁场的变化要产生电场,而且电场的变化也要产生磁场。
时变场在这种相互作用下,产生电磁辐射,即为电磁波。
由此,电与磁在自然界中便有了能量的表现形式。
人们对电磁现象的认识范围,是从静电、静磁、稳恒电流等特殊方面逐步扩大,直到一般的运动变化的过程。
《大学物理》的电磁学包括静电场和稳恒磁场以及电与磁的联系三部分的内容.而对于静电场和稳恒磁场的研究方式,运用了类比的方法:
一、知识结构类比
例如: 静电场的基本实验定律——库仑定律;描述静电场的基本物理量——电场强度;反应电场性质的基本定理——电场的高斯定理和环路定理;以及电介质等。
静磁场的基本实验定律——毕奥-萨伐尔定律;描述稳恒磁场的基本物理量——磁场强度;反应磁场性质的基本定理——磁场的高斯定理和环路定理;以及磁介质等。
二、概念理解类比
例如:电场和磁场都是矢量场, 电和磁本身是统一的。
先了解静电场, 后学习稳恒磁场。
在讲解稳恒磁场时就可以类比静电场引入新物理量:从电场线到磁场
线, 从电场强度到磁感应强度, 从电通量到磁通量, 从电偶极矩到分子磁矩, 从电介质到磁介质, 从电极化强度到磁化强度, 从电位移到磁场强度, 从电场能量密度到磁场能量密度等。
在概念类比的同时应指出其不同点, 不同点往往是两者根本性质的区别所在。
例如: 在进行电场与磁场教学时, 可将电场线与磁感应线进行类比。
三、定理推导类比
因为磁场和电场都属矢量场, 所以研究手段是相同的。
而对于矢量场主要把握两个方面: 一是场矢量对任意闭合面的通量( 高斯定理) ;另一个是场矢量对任意闭合回路的环流( 环路定理) 。
在讲解静电场中的高斯定理时, 先形象地引入电力线和电通量概念,得出闭合曲面的电通量,再结合熟知的静止点电荷电场强度公式的导出电通量与激发电场的场源电荷的特殊关系( 静电场高斯定理) ,然后利用电场的叠加原理将这一关系推广到对于静电场的还路定理, 是从静电力做功的特点出发, 表明静电力是保守力: 保守力做功与路径无关, 即有 ( 静电场的环路定理) , 其中定义为电场强度的环流。
通过类比,可推导出稳恒磁场中的高斯定理和环路定理。
从高斯定理和环路定理可以看出静电场和稳恒磁场性质不同: 静电场是保守场( 有源场) , 磁场是非保守场( 涡旋场) ,两者性质的不同。
四、解题方法类比
求解静电场和稳恒磁场的方法是相通的。
求静电场的方法: ( 1) 点电荷的电场强度公式+ 叠加原理, 求当已知电荷和场分布具有对称性时, 可直接利用高斯定理; ( 2) 当场分布具有对称性时, 可直接利用环路定理。
这些都是类比法在电场和磁场中的运用,而从以上也不难发现,研究电磁场,对称性原则的运用也是十分经典的。
利用对称性可以使许多复杂的电磁学问题简化。
例如,已知长度和线密度,要求一段带电细棒在中心轴线处所产生的场强;计算无限大平面所产生的磁场等,利用对称性原理在不知道库仑定律的情况下,可以判断出均匀带电圆环主线上任意点电场的方向;在不知道比奥--萨法尔定律的情况下可以判断出无限长载流导线外任一点的磁感应强度方向;还可以利用对称性判断一些受力或转动等问题。
结合高斯定理求电场分布,安培环路定理求磁场分布都体现了运用对称性原则的精妙之处。
虽然电场和磁场是两种完全不同的场,但是自从奥斯特发现电流的磁效应后,人们对电与磁有了全新的认识,知道了电场与磁场有着密切的联系。
随着人们对电与磁的认识不断加深,相关电磁理论也逐渐应用到现实生活的方方面面。
我们学习了电与磁之间联系的方式与本质,如电磁感应现象、感生电场和位移电流等。
电流的磁效应和变化磁场的电效应,以及麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。