当前位置：文档之家 › 电磁学1-7

电磁学1-7

  • 格式：pdf
  • 大小：331.00 KB
  • 文档页数：17

下载文档原格式

  / 17

合集下载

电磁学第7章-磁力课件PPT

电磁学第7章-磁力课件PPT

磁力的性质
01
02
03
磁性相互作用
磁力具有相互作用的性质， 即磁体之间会通过磁场相 互作用，产生吸引或排斥 的力。
磁场方向
磁力的方向与磁场方向有 关，遵循左手定则或右手 定则。
Байду номын сангаас
磁性材料
某些材料具有明显的磁性， 称为磁性材料，如铁、钴、 镍等。
磁力在生活中的应用
磁悬浮列车
利用磁力排斥原理，使列 车悬浮于轨道之上，减少 摩擦力和阻力，提高运行 速度。
扬声器和耳机
利用磁力驱动线圈振动， 产生声音。
磁性材料的应用
磁性材料在电子、通信、 医疗等领域有广泛应用， 如磁盘、磁带、磁共振成 像等。
02 磁场与电流
磁场的基本概念
磁场
磁感应强度
是描述磁力作用的空间场，具有方向 和强度。
描述磁场强度的物理量，单位是特斯 拉（T）。
磁力线
磁场中磁力作用的路径，表示磁场的 方向和强度。
安培环路定律的证明
总结词
安培环路定律可以通过实验和数学推导进行证明。
详细描述
安培环路定律可以通过实验观察得到，例如通过观察通电导线周围的磁场分布， 可以发现磁场线总是沿着电流方向闭合。此外，通过使用微积分和矢量场理论， 也可以从数学上推导出安培环路定律。
安培环路定律的应用
总结词
安培环路定律在电磁学、电机工程和物理学中有广泛的应用。
详细描述
安培环路定律是电磁学和电机工程中的基本原理之一，用于分析和计算磁场和电流之间的关系。在发电机和变压 器等电气设备的设计和制造中，安培环路定律被用来计算磁场和磁通量，从而优化设备的性能。此外，在物理学 中，安培环路定律也被用于研究电磁场和电磁波的传播。

电磁学第四版课后答案详解

电磁学第四版课后答案详解

1.9 分别画出等值同号与等值异号的两无限大均匀带电平面的电场线图。
答案：
1.10 电场线是不
是
电电荷在电场中的运动轨迹？（设此
点电荷除电场外不受其他力）
答案：一般不是。 F = qE ； F = M a ； a = v ；只有在匀强电场中，静止点电荷运动的轨 t
迹才的电力线。
1.11 下列说法是否正确？如不正确，请举一反例加以论述。
+
r
2
)
1 2
=
0
∴ a2 = 2r2
所以该圆的半径为： r = ± 2 a 2
所得到曲线方程为：
y2
+
z2
=
⎛ ⎜⎝
a ⎞2 2 ⎟⎠
……….球面方程
1.3.1 在长为 50cm，相距为 1cm 的两个带电平行板间的电场是均匀电场（场强方向竖直向上）， 将一电子从 P 点（与上下板等距离）一初速度 v0=107m/s 水平射入电场（见附图）。若电子恰在下板 由侧离开电场，求该均匀电场的大小。（忽略边缘效应，认为板外场强为零，且略去重力对电子运
（2）式代入（1）式中得：最大高度
y
=
v0
sin
300
×
v0
sin a
300
−
1 2
⎛ a⎜
⎝
v0
sin a
300
⎞2 ⎟ ⎠
=
v02
sin 2
300
(
1 a
−
1 2a
)
=
v02
sin
2
300
(
1 2a
)
=
v02
sin 2
300
1

电磁学第七章习题答案

电磁学第七章习题答案

r r M = χmH
r r B = µ0 (1+ χm)H
令 r =1+ χm µ
潍坊学院
r r r B = µ0µr H = µH
7.1.4 磁介质存在时静磁场的基本规律
v v ∫ H ⋅ dl = I
L
S
v v ∫∫ B ⋅ dS = 0
v H= v B v −M
µ0
v v B = µH
潍坊学院
r L
进动
e r ∆pm
r B0
可以证明： r 可以证明：不论电子原来的磁矩与磁场方向之间的夹角 r 是何值， 是何值，在外磁场 B 中，电子角动量 L 进动的转向总是和 磁 0 r 的方向构成右手螺旋关系。 力矩 M的方向构成右手螺旋关系。这种等效圆电流的磁矩的 r 的方向相反。 方向永远与 B 的方向相反。 0 附加磁矩：因进动而产生的等效磁矩称为附加磁矩， 附加磁矩：因进动而产生的等效磁矩称为附加磁矩，用 r 表示。 符号 ∆pm 表示。 潍坊学院
∫(µ
r 定义 H =
潍坊学院
r B
0
r B
r r − M) ⋅ d = ∑I l
r r 则 ∫ H ⋅ dl = ∑I
µ0
r − M 为磁场强度
有磁介质时的 安培环路定理
磁介质中的安培环路定理： 磁介质中的安培环路定理 ： 磁场强度沿任意闭合路径的 线积分等于穿过该路径的所有传导电流的代数和。 线积分等于穿过该路径的所有传导电流的代数和。
v 2、磁化强度 M 与磁化电流 I ′ 的关系
l
磁介质体内
n
之外不套链
v dl
一进一出 穿过曲面的总磁化电流为
面矢（分子电流所围） 面矢（分子电流所围）

EM72

EM72
The non-electrostatic force of the motional EMF originates in Lorentz force.
Fm = ( e) v × B
Fe = eEk
Fm = Fe
Fm Ek = = v× B e
εi =
+ + +P + + ++ + + F+ + +
dΦ dB 1 ε AB = = SAB = 2 hlABK dt dt
×
×
O
×
B ↑ t
F
h = R 2 ( 1 l AB ) 2
ε BC
2
A
r h × Ek
θ
B
C
dΦ dB = = S ∩ BOF = 1 R 2θK 2 dt dt
ε AC = ε AB + ε BC
G L Pollack and D R Stump 15
= v Bd l
+ + P + + + +
εi =
=
∫
∫
L 0
L
vB d l
o
+ +
v ω+ + + +
+ + + +
0
ω lB d l
+ + +
1 ε i = B ω L2 2
ε i direction O
G L Pollack and D R Stump
P
6
Sec7-2 Motional and induced EMF Example 2 Given initial velocity v0 of a metal rod , find the velocity v (t ) at arbitrary time. Solution:

电磁场与电磁波公式总结

电磁场与电磁波公式总结

电磁场与电磁波公式总结电磁场与电磁波是电磁学中的两个重要概念。

电磁场是描述电荷体系在空间中产生的电磁现象的物理场，而电磁波是由电磁场振荡而产生的能量传播过程。

在电磁学中，有一些重要的公式用来描述电磁场和电磁波的性质和行为。

本文将对这些公式进行总结。

1.库仑定律：库仑定律描述了两个电荷之间的相互作用力。

对于两个电荷之间的相互作用力F，它与两个电荷之间的距离r的平方成反比，与两个电荷的电量的乘积成正比。

库仑定律的公式如下：F=k*，q1*q2，/r^2其中F为两个电荷之间的相互作用力，k为库仑常数，q1和q2为两个电荷的电量大小，r为两个电荷之间的距离。

2.电场强度公式：电场是描述电荷体系对电荷施加的力的物理量。

电场强度E可以通过电荷q对其施加的力F来定义。

电场强度的公式如下：E=F/q其中F为电荷所受的力，q为电荷的大小。

3.高斯定律：高斯定律描述了电场的产生和分布与电荷的关系。

高斯定律可以用来计算电荷在闭合曲面上的总电通量。

高斯定律的公式如下：Φ=∮E·dA=Q/ε0其中Φ为电场在曲面上的电通量，E为电场强度矢量，dA为曲面的面积矢量，Q为曲面内的总电荷，ε0为真空介电常数。

4.法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势。

法拉第电磁感应定律的公式如下：ε = -dΦ / dt其中ε为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间。

5.毕奥—萨伐尔定律：毕奥—萨伐尔定律描述了电流元产生的磁场。

根据毕奥—萨伐尔定律，磁场强度B可以通过电流元i对其产生的磁场来定义。

毕奥—萨伐尔定律的公式如下：B = μ0 / 4π * ∮(i * dl × r) / r^3其中B为磁场强度，μ0为真空磁导率，i为电流强度，l为电流元的长度，r为电流元到观察点的距离。

6.安培环路定理：安培环路定理描述了围绕导线路径的磁场和沿路径的电流之间的关系。

安培环路定理的公式如下：∮B·dl = μ0 * I其中B为磁场强度矢量，dl为路径元素矢量，I为路径中的总电流，μ0为真空磁导率。

用思维导图学习高中物理电磁学

用思维导图学习高中物理电磁学

用思维导图学习高中物理电磁学思维导图是一种将信息以图形化的方式展现出来的工具，可以帮助我们更好地理解和记忆知识。

在学习高中物理的电磁学时，使用思维导图可以帮助我们将知识整理得更加清晰有序。

1. 电磁学概念- 电磁学的定义和基本概念- 电磁学的发展历史- 电磁学的研究对象和内容2. 静电场- 静电荷和电场的概念- 静电场的基本性质和特点- 高斯定律的应用- 电场强度和电势的关系3. 电场力和电势能- 电荷间的相互作用力- 电势能的定义和计算方法- 电场中带电粒子的运动4. 电流和电路- 电流的概念和性质- 电流的方向和单位- 电路中的基本元件和符号- 电阻、电容和电感的概念和特点5. 磁场和磁感线- 磁场的概念和性质- 磁场中带电粒子的受力和运动 - 磁感线的定义和性质- 磁场的产生和检测6. 电磁感应- 电磁感应的基本概念和原理- 法拉第电磁感应定律的应用- 楞次定律的应用- 感应电流和感应电动势的计算7. 电磁振荡和电磁波- 电磁振荡的基本概念和特点- 电磁振荡的频率和周期- 电磁波的基本性质和特点- 电磁波的传播和检测8. 光的电磁性质- 光的电磁波理论的产生和发展 - 光的波动理论和粒子理论- 光的速度和光的折射现象- 光的干涉和衍射现象9. 电磁学的应用- 电磁学在通信领域的应用- 电磁学在能源领域的应用- 电磁学在医学领域的应用- 电磁学在交通运输领域的应用通过思维导图的方式学习高中物理电磁学可以帮助我们将知识点进行分类整理，形成清晰的学习结构，同时也方便我们复习和回顾知识点。

在学习过程中，我们可以根据思维导图中的内容进行学习计划的制定，合理分配时间和精力。

在复习阶段，我们可以通过对思维导图的复习来快速回忆起相关的知识点，提高记忆效果。

所以，使用思维导图学习高中物理电磁学是一种有效的学习方法，能够提高学习效率和质量。

磁学单位换算

12
=

r t
2
（附录 1－4）
式中 t 为时间，因此 r/t 具有速度的量纲，由麦克斯韦（James Clerk Maxwell）方程式可知
为电磁波在真空中的传播速度 c0。利用真空介电常数ε0、真空磁导率µ0 和真空电磁波速度
c0，通过引入 k1、k2、k3 和υ等系数，将三个比例因子改写为：
所谓单位制，就是按照（人为选择）给定的规则来确定一组彼此相关的量的计量单位。 物理量是通过描述自然规律的方程式或者根据需要人为定义新量的方程式而相互联系的。 为了制定单位制和引入量纲的概念，通常把某些量作为相互独立的量，即把它们当作基本 量，而其它量则根据这些基本量来定义，或者用方程式来表示，这些量称为导出量。理论 上，任何量都不比其它量更基本，各种量都是等价的。用多少或者用哪些量作为基本量， 只是一个选择的问题，从而形成了很多种单位制。例如，在国际单位制（SI 单位制）中， 选定长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度等 7 个物理量作为基本 量，并分别以 L、M、T、I、Θ、N、J 来表示其量纲。所有的量（包括基本量和导出量） 形式上都可以表示为：κLαMβTγIδΘεNζ Jη，其中，κ为量的数字因数，α、β、γ、δ、ε、 ζ和 η称为量纲指数，所有量纲指数都等于零的量，通常称为无量纲量。
中获得更多的相关知识。在此仅从实用的角度，也为了便于理解和记忆单位换算关系，对
电磁学单位制进行适当的展开讨论，并给出一些例子。
在绝对单位制中，建立电磁学单位制所依据的是三个基本量方程，分别为，将力学量
与电学量相联系的电荷受力库仑定律、将力学量与磁学量相联系的磁极受力库仑定律
（Charles-Augustin de Coulomb，1785 年）和将电学量与磁学量相联系的电流磁场毕奥－萨

大学物理普通物理学chapter-7


e r 12
k
q1q2 r3
r12
k 1 9109 N m2/C2 4πε0
0 = 8.8510-12 C2 ·N-1·m-2
真空介电常量
F1 2
F21
1
4π 0
q1q 2 r2
er12
1
4π 0
q1q 2 r3
r1 2
返回 退出
F1 2
F21
1
4π 0
q1q 2 r2
er12
• 电场中各处的力学性质不同。
2. 在电场中的同一点上放不同的
试验 电荷。
•
F q0
与q0无关。
电场强度（intensity
of electric field）：
F
E
q0
返回 退出
F
E
q0
场强的大小： F/q0 场强的方向：正电荷在该处所受 电场力的方向。
讨论
1.
矢量场
E
E
r
E
x,y ,z
返回 退出
使用Matlab求解得到的两个 超越方程 F=0的位置x =0.94m 排斥力最大的位置x =1.25m
返回 退出
补充例7-1 设原子核中的两个质子相距4.0×10-15 m， 求此两个质子之间的静电力。
解：两个质子之间的静电力是斥力：
Fe
1
4π 0
q1q 2 r2
9.0 109
按库仑定律，电子和质子之间的静电力为
Fe
1 4πε 0
e2 r2
8.89
109
(1.60 1019 )2 (0.529 1010 )2
8.22108 (N)
返回 退出

大学物理电磁学总结-PPT


U 0点
Ua E dl a
（3）电势差 Uab Ua Ub ab E dl
b
• 静电场力的功 Aab a q0E dl q0Uab q0Ua q01U0 b
（4）电势的计算 令 U 0
①点电荷的电势
q
U P 4 π0r
②点电系的电势
UP
i
U Pi
i
qi
4 π 0ri
Idl
dF
Idl
dF
B
B
不规则的平 面载 流导线在均匀磁场中所受的力
F Fy BIlj
y
dF
B
结论 任意平面载流导线在均匀磁
场中所受的力 , 与其始点和终点相同 I
的载流直导线所受的磁场力相同.
o
Idl
L
Px
23
三、稳恒磁场的基本性质
1、磁场中的高斯定理: m B dS 0
Ei
n i 1
1
4 0
qi ri3
ri
qi qn
ri rn
q0
E E q0
E3 E2
P
E3 1
2）电荷连续分布的带电体
dE
4
1
π 0
dq r3
r
1 dq
qdq
r
P
dE
E dE 4 π0 r3 r
体电荷分布： dq dV
面电荷分布：dq ds 线电荷分布：dq dl
计算步骤： ①建坐标；②取电荷元 dq ；
电体且选无限远处为电势零点.）
②已知场强的分布，利用电势与场强的积分关系， 即电势的定义式计算电势。
U 0点
U P P E dl
12
六、静电场中的导体

[理学]电磁学第六章

H2=H3= μ0 M1/ μ0 － M1 = 0
5. 试证明任何长度的沿轴向磁化磁棒的中垂面上侧表面内外两点 1，2（见附图）的磁场强度H相等（这提供了一种测量磁棒内部 磁场强度H的方法）。这两点的磁感应强度相等吗？为什么？ [提示：利用安培环路定理式（6.11）]
解： 在中垂面上的1，2点处的磁
4 3.14
＝410-1＝0.4(安培）
1. 在空气（μ=7000）的交界面上，软铁上的磁感强度B 与交界面法线的夹角为85°，求空气中磁感强度与交 界面法线的夹角。
解：由B线在边界上 的“折射”公式得：
tg 1 tg 2

1
（脚标1.2分别表示空气和软铁）
tg 1
1
1 2 tg 2 7000 * tg 85
3.附图所示是一根沿轴向均匀磁化的细长永磁体，磁化强度为 M，求图中标出各点的B 和 H。
4. .5
1.
2.
M
6. .7
3.
解：对永磁棒的内外有 B=B0+B’, H= B/ μ0 －M 无传导电流时 B0=0 故
棒端的4，5，6，7点有 B’=0.5μ0 M (I’=M 半无限长） 中点1处 B’= μ0 M (无限长） 图示2，3处 B’=0 故 ： B1= μ0 M B2=B3=0 B4=B5=B6=B7=0.5 可由 H=B/ μ0 －M 求得：
中心2处：I’＝I’×h≈0，B‘≈0
故： B2＝ B0，这与介质中的B＝B0＋ B’＝ B0＋0＝ B0一样 故： B2＝ B0
7. 一长螺线管长为l，由表面绝缘的导线密绕而成，共绕有N匝, 导线中通有电流 I 。一同样长的铁磁棒，横截面也和上述螺 线管相同，棒是均匀磁化的，磁场强度为M，且M=NI/l.在 同一坐标纸上分别以该螺线管和铁磁棒的轴线为横坐标x， 以它们轴线上的B, μ0 M 和 μ0 H 为纵坐标，画出包括螺线管 和铁磁棒一段的B-x, μ0 M -x和 μ0 H -x曲线。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

例：欲得到
由孤立导体球电容公式知
1.7.2 电容器及其电容
1.7.2 电容器及其电容
如果在一个导体A 的近旁有其它导体，则这导体的电位不仅与它自已所带电量的多少有关，还取决于其它导体的位置和形状。

这是由于电量使邻近导体的表面产生感应电荷，它们将影响着空间的电位分布和每个导体的电位。

在这种情况下，我们不可能再用一个常数来反映和之间的依赖关系了。

要想消除其它导体的影响，可采用静电屏蔽的方法。

如右图所示，用一个封闭的导体壳B把导体A
包围起来，并将B接地（）。

这样一来，壳外
的导体C、D等就不会影响A的电位了。

这时若使导体A
带电，导体壳B的内表面将带电-。

随着的增加，将按比例地增大，因此我们仍可定义它的电容为
A U A q
A q A A C q U =A U A q 0
B U =A q A q A q A U A
AB A q C U =（1.74）
F
pF F
F V
C F U
Q
C U 126_
101101/11−−+====−=μϕϕ
+ + + +++Q
Q
-
-
-
-
-
-
d
S
U Q
C 0ε==2、同心球形电容器（例24）
如右图示，电容器由两个同心球形导体A、B组成，设半径）。

，利用高斯定理可知，，
方向沿矢径。

这时两球形电极A、B之间
2
00114B A
A B A B
R R q R R R R επε⎛⎞
−−=⎜⎟
⎝⎠A B
R R （1.77）
R B
R A R
B
h r
带负电。

如此逐渐进行下去，并设充电完毕时电容器极板上带电。

完成这个过程要靠电源作功，从而消耗了
一极板上电子
为另一极板上（得电子为负）
电源做功消耗化学能
2
2e 21212CU
QU C Q W ===电容器贮存的电能3. 讨论：
（1）无论电容器结构如何，以上结论均正确。

（2）Q、U AB 分别为放电开始前任一极板所带的电量及两极板之间的电势差。

（3）当两电容器极板间电势差相等时，电容器所储存的能量与其电容C成正比，故C是表征电容器储能本领的物理量。

【例题26】某一电容为4微法，充电到600伏，求所储的电能。

【解】
一般电容器储能有限，但是若使电容器在极短时间内放电，则可得到较大的功率，这在激光和受控热核反应中都有重要的应用。

2
12e W C U
=2
6211
4106000.7222e W C U −==×××=焦耳。