电磁场及反重力研究35页PPT

Ii

i
R


1 R
dΦ dt
ppt课件
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
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12
解：
m sB cos 60ds 0xB cos60ldx
1 Blx 1 Blvt 1 klvt2
x
x
a
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15
例3. 若上题中 v = 0，I = I0sin t，则结果如何？
解：
m

0Il ln x a
2
x
dm
dt
b I
x
a

0l ln 2
xa x
I0 cos t
ac
l v
d
方向：楞次定律
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16
§2 动生电动势
dm
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。
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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?
a
c
x
l v
m

dm

x
x
a
0I 2x
ldx
a dx d
0Il ln x dm
dt

0 Il 2

感生电动势
由于磁场变化而产生的感应电动势。 其大小与磁通量变化的快慢有关，即 与磁通量对时间的导数成正比。
自感和互感现象在生活生产中应用
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发生变化，从而在线圈自身中 产生感应电动势。自感现象在电子线路中有着广泛的应用，如振荡电路、延时电路等。
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
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。
联系专业电工进行处理。
THANKS
感谢观看
特点介绍
正弦交流电具有周期性、连续性、可变性等 特点。其电压和电流的大小和方向都随时间 作周期性变化，且波形为正弦曲线。
三相交流电传输优势分析
传输效率高
三相交流电采用三根导线 同时传输电能，相比单相 交流电，其传输效率更高 ，线路损耗更小。

第一章 矢量分析
❖ 场：物理量数值的无穷集合表示一种场。例 温度场 T r,t 与空间 r 、时间 t 有关。
场重要属性：占有空间。
• 静态场：与时间无关.
• 动态场或时变场：与空间和时间有关。
• 标量场：只需用标量函数描绘的场。例：T、t、、。
• 矢量场：需要物理矢量描绘的场。例：力场 F ，流速场 v 。
无线电远距离传播。 1894年 无线电报 1906年 无线电广播 1911年 导航 1916年 无线电话
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前言
1921年 短波通信 1923年 传真 1929年 电视 1933年 微波通信 1935年 雷达 近代：无线电遥测、遥控、卫星通信、光纤通信、移动 通信等。
❖ 学习时抓概念，掌握公式、定理，灵活运用，独立完成习 题；注意总结与归纳。做课堂笔记。
四、参考书
•电磁场理论基础 牛中奇著 电子工业出版社
•电磁场理论基础 陈 重著 北京理工大学
•电磁场与波
冯恩信著 西安交通大学
•电磁场与电磁波 郭辉萍著 西安电子科技大学
•电磁学专题研究 陈秉乾著 高教出版社
•电磁场与电磁波教学指导书 赵家升等著 高教出版社
(直角坐标系)
矢量场强处场线稠密；弱处场线稀疏。 场线上的切线方向代表该处矢量场的方向。
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第一章 矢量分析
1.2 矢量与矢量场的不变特性 （指与坐标系关系）
(1)空间点的曲线坐标与坐标系
空间中任一点与有序数 的曲线坐标。
一一对应，则称
坐标曲线相互正交，且符合右手定则，即
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第一章 矢量分析

数值计算
数值计算是通过计算机进行数值计算的方法，可以解决各种复杂的电磁场问题，如电磁 散射、电磁感应等。
矩量法与高频近似方法
矩量法
矩量法是一种将连续的电磁场问题离散化为 一系列矩量项的方法，通过矩量项之间的相 互作用得到电磁场的解。
高频近似方法
高频近似方法是一种在高频情况下对电磁场 问题进行近似求解的方法，如RayleighSommerfeld方法等。
03
电磁场与纳米技术的 结合
纳米技术与电磁场的结合可以实现纳 米级的信息传输和能量转换，有望在 能源、医疗等领域实现创新。
电磁场在环保和可持续发展中的作用
电磁场在污染治理中的应 用
电磁场可以用于处理环境污染问题，如废水 、废气等，通过电磁场的作用，可以实现废 物的有效处理和资源的回收利用。
电磁场在节能减排中的应 用
电磁场可以用于生物组织工程，通过调节电磁场的分布和 强度，可以实现对生物组织的刺激和引导，有望在组织修 复和再生方面发挥重要作用。
CHAPTER 06
附录：电磁场实验及案例分析
电磁场实验操作指南
实验1：电磁感应实验
通过观察电磁感应现象，理解法拉第电磁感应定律和楞次定律。
学生需要使用实验器材，如电源、线圈、磁铁等，进行实验操作，并观察实验结果。通过改变实验条件 ，如改变磁铁的极性或电源的电压，学生可以深入理解法拉第电磁感应定律和楞次定律。
03
学生需要了解电磁场对生物体可能产生的影响，包括热效应和非热效应。通过 研究相关文献和实验数据，学生可以讨论电磁场对生物体的影响及其安全阈值 ，并提出可行的防护措施。
THANKS
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CHAPTER 02
电磁场的基本原理
库伦定律与高斯定理

实验 闭合和断开开关
现象
通电时电磁铁
_吸__引__大__头__针__ 断电时电磁铁 不__吸__引__大__头__针__
结论
电磁铁通电时_产___生_磁性，断电时磁性___消__失.
第二十三页，共49页。
（2）研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系 实验 改变电流
现象 增大电流电磁铁吸引 的大头针数目_增__多__. 结论 通过电磁铁的电流越__大__,电磁铁的磁性_越__强__.
HB
B H 0 rH
磁场强度 H 也是矢量，其方向与磁感应强度 B 同向，国际单位制单
位是A/m (安培/米 )。
必须注意：磁场中各点的磁场强度H的大小只与产生磁场的电流I
的大小和导体的形状有关，与磁介质的性质无关。
第十六页，共49页。
五、铁磁材料
1．磁化 本来不具备磁性的物质，由于受磁场的作用而具有了磁性的现象 称为该物质被磁化。只有铁磁性物质才能被磁化。
第二十四页，共49页。
(3)研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系
实验 改变线圈匝数
现象 匝数越___多___, 磁性越__强____.
结论 当电流一定时，电磁铁线圈的匝数__越__多__, 磁性_越__强___.
第二十五页，共49页。
结论: 电磁铁的特性
(1) 电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性.
(2) 通入电磁铁的电流越大,它的磁性越强.
t
LI2 LI1 t
L I t
，将
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比。当线圈中的电流在 1s 内变化 1A 时，引起的自感电动势是 1V，则这个线圈的自感系数就是 1H 。
第四十一页，共49页。
五、互感
1、互感现象

06
电磁波的传播与散射
电磁波的传播特性
电磁波在真空中传播
电磁波可以在真空中传播，不受介质的影响 。
电磁波的传播速度
电磁波的传播速度等于光速，不受频率和波 长的影响。
电磁波的偏振
电磁波具有偏振现象，即电场和磁场的方向 在传播过程中会发生改变。
大气层对电磁波的影响
大气层对可见光的影响
大气层对可见光的透射性较好，因此我们可以直接看到太阳和星星。
详细描述
塞贝克效应是由于两种材料的热膨胀系数不同，使得回路中的热电势发生变化，从而产生了塞贝克电 流。利用塞贝克效应可以制造出一些具有温度控制功能的电子器件，如塞贝克发电机和塞贝克热电机 等。
磁致伸缩效应
总结词
磁致伸缩效应是指铁磁性材料在磁场作用下发生长度或体积的变化现象。
详细描述
磁致伸缩效应是由于铁磁性材料内部的磁畴结构发生变化而引起的。利用磁致伸缩效应可以制造出一些具有特殊 性能的电子器件，如磁致伸缩换能器和磁致伸缩传感器等。
性质 时变电磁场具有周期性变化的性 质，并且满足法拉第电磁感应定 律和麦克斯韦方程组。
应用 时变电磁场在日常生活中有广泛 应用，如交流电、电磁波等。
02
电磁场基本性质
麦克斯韦方程组
01
02
03
静电场方程
描述电荷在空间中产生的 电场强度和电势分布。
恒定磁场方程
描述电流在空间中产生的 磁场强度和磁势分布。
光子与原子相互作用
光子与原子相互作用时，会使原子发 生能级跃迁，放出或吸收能量。
04
电磁场的应用
无线通信
无线电广播与电视
卫星通信
利用电磁波传输声音和图像信号，实 现无线广播和电视通信。

表示；一个叫北极，用N表示。
第30页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
吸引。
磁体之间会产生相互作用的磁力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互
磁体在自己周围的空间里产生磁场，磁场对处在它里面的磁体有力的作用。 磁体之间的相互作用力叫磁场力。
第31页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
通过实验我们发现，同一块磁体放在磁场的不同位置，所受的作用力大小不 同，说明磁场有强有弱。
磁体在其周围空间的不同位置产生的磁场强弱不同。如条形磁铁两极附近磁 场较强，中间较弱；蹄形磁铁两极之间磁场较强，外部离磁极越远磁场越弱。
第32页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
• 实验：把小磁针放在条形磁铁的周围，可以看 到，不同位置的小磁针，北极所指的方向是不同 的，这说明磁场是有方向的。 • 物理学规定，在磁场中的任一点，小磁针北极 受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向， 就是那一点的磁场方向。 • 例如，地球本身就是一个大的磁体，地球周围 的空间产生的磁场叫做地磁场。地球的南端是地 磁场的北极N，地球的北端是地磁场的南极S，
上式表明，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电 势差，场强的单位还可以用V/m表示。
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三、匀强电场中电势差和电场强度的关 系
【例题5-2】 如图5-9所示，两块平行的金属板A、B相距3.0cm，用60V的 直流电源使两板分别带电，问：两板之间的匀强电场的电场强度为多大？方向如何？
第33页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
2.磁感应线
为了形象的描绘磁场，在磁场中也引入了 假想的曲线——磁感应线，即在磁场中画出一 系列曲线，曲线上任意一点的切线方向就是该点 的磁场方向，如图5-10所示。

17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。下午6时32分1秒下午6时32分18:32:0121.8.26
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
二、电流的磁效应
奥斯特，1777年8月14日生于丹麦朗 格兰德岛一个药剂师家庭．12岁开 始帮助父亲在药房里干活，同时坚 持学习化学．由于刻苦攻读，17岁 以优异的成绩考取了哥本哈根大学 的免费生．他一边当家庭教师，一 边在学校学习药物学、天文、数学、 物理、化学等．1806年任哥本哈根 大学物理学教授，1820年4月发现了 电流的磁效应.1821年被选为英国皇 家学会会员，1823年被选为法国科 学院院士，后来任丹麦皇家科学协 会会长．
11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。21.8.2618:32:0118:32Aug-2126-Aug-21
12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。18:32:0118:32:0118:32Thursday, August 26, 2021
二、电流的磁效应
注意事项:导线应 沿南北方向水平放 置。小磁针要平行 的放置在导线的上 方或者下方。
奥斯特实验
实验现象：当给导 线通电时,与导线 平行放置的小磁针 发生转动
实验结论:通电导体对磁体有力的 作用。
问题：磁体和通电导体之间的相互作用是通过什么发 生的呢?
电流
磁场
磁体
问题：电流与电流之间有相互作用吗？ 通电导线之间通过磁场发生作用(极性相同)
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。 （磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导 体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）