第二章 电磁场运动的基本规律.
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第一章电磁现象的普遍规律 一、 主要内容:电磁场可用两个矢量一电场强度电Z,zQ 和磁感应强度B{x r y r zfy 来完全 描写,这一章的主要任务是:在实验定律的根底上找出丘,歹所满足的偏微分方程组 一麦克斯韦方程组以及洛仑兹力公式,并讨论介质的电磁性质及电磁场的能量。
在电 磁学的根底上从实验定律岀发运用矢量分析得出电磁场运动的普遍规律:使学生掌握 麦克斯韦方程的微分形式及物理意义;同时体会电动力学研究问题的方法,从特殊到 一般,由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。
完成由普通物理到理论物理的自然过 渡。
二、 知识体系:介质磁化规律:能量守恒定律n 线性介质能量密度:I 能流密度:洛仑兹力密度;宇二应+" x B三、内容提要:1. 电磁场的根本实验定律:(1) 库仑定律:库仑定理:壮丿=[*虫1厶电磁感应定律:市总•屋=-—[B-dSdV f區 dt k涡旋电场假设 介质的极化规律:V- 5 = /? VxZ=比奥-萨伐尔逹律: D = s Q S + PJdVxr边值关系位移电流假设V-> = 0J+ —B =其中:第2页,共37页对E 个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和, 即:〔2〕毕奥——萨伐尔定律〔电流决定磁场的实验定律〕B = ^[^L〔3〕电磁感应定律②磁场与它激发的电场间关系是电磁感应定律的微分形式。
〔4〕电荷守恒的实验定律①反映空间某点Q 与了之间的变化关系,非稳恒电流线不闭合。
空二0月•了二0②假设空间各点Q 与£无关,那么別为稳恒电流,电流线闭合。
稳恒电流是无源的〔流线闭合〕,°, 7均与北无关,它产生的场也与上无关。
2、电磁场的普遍规律一麦克斯韦方程微分形式di——diV • D = p方二勺宜+戶,H = —-MAo积分形式[f] E dl =-\ --dSSJs 冼[fl H-df = I + -\D -d§S念J血Q/40①生电场为有旋场〔鸟又称漩涡场〕,与静电场堤本质不同。
电磁场中的电荷运动规律电磁场是由带电粒子(电荷)产生的一个区域,同时包含了电场和磁场两个要素。
其中,电场是由电荷的静止产生的,而磁场则是由电荷的运动产生的。
在电磁场中,电荷的运动规律受到电场和磁场的相互作用影响。
本文将围绕电磁场中的电荷运动规律展开论述。
一、电场中的电荷运动规律在电磁场中,电荷受到电场力的作用而运动。
根据库仑定律,电场力与电荷之间的关系可以用公式F = qE表示,其中F为电场力,q为电荷量,E为电场强度。
电场力的方向与电场强度E的方向一致。
当电荷受到电场力作用时,其运动可以遵循牛顿第二定律,即电场力等于质量乘以加速度,即F = ma。
根据这个定律,我们可以推导出电荷在电场中的运动规律。
1.1 电场中的正电荷运动规律正电荷的电荷量为正,当正电荷进入电场区域时,它会受到电场力的作用而受力运动。
正电荷的运动方向与电场力的方向相同。
如果电场力的方向与速度方向一致,那么正电荷将继续加速;如果电场力的方向与速度方向相反,那么正电荷将受到减速的影响。
1.2 电场中的负电荷运动规律负电荷的电荷量为负,当负电荷进入电场区域时,它会受到电场力的作用而受力运动。
负电荷的运动方向与电场力的方向相反。
如果电场力的方向与速度方向相反,那么负电荷将继续加速;如果电场力的方向与速度方向一致,那么负电荷将受到减速的影响。
二、磁场中的电荷运动规律在电磁场中,电荷也可能受到磁场力的作用而运动。
根据洛伦兹力的公式F = qvBsinθ,其中F为磁场力,q为电荷量,v为电荷的速度,B为磁场的磁感应强度,θ为电荷速度与磁场方向之间的夹角。
磁场力的方向垂直于速度v和磁场B所构成的平面。
根据洛伦兹力公式,我们可以得出磁场中电荷运动的规律。
2.1 磁场中的正电荷运动规律正电荷在磁场中运动时,它会受到磁场力的作用。
磁场力的方向垂直于速度和磁场方向之间的夹角。
如果正电荷的速度与磁场方向平行,那么正电荷将不受磁场力的影响;如果正电荷的速度与磁场方向垂直,那么正电荷将受到最大的磁场力影响。
电磁场与电磁波第四版引言《电磁场与电磁波》是一本经典的电磁学教材,被广泛应用于大学电子信息类专业的教学。
本书第四版对前三版进行了全面修订和更新,并添加了一些新的内容,以便更好地满足读者的需求。
本文将介绍《电磁场与电磁波第四版》的主要内容,并对其中涉及的一些重要主题进行简要概述。
主要内容第一章:电磁场的基本概念本章介绍了电磁场的基本概念,包括电场和磁场的定义、电场强度、磁感应强度等基本量的引入,并通过一些简单的例子来解释这些概念。
第二章:电磁场的基本规律本章介绍了电磁场的基本规律,包括电场和磁场的基本方程、电场和磁场的高斯定律、安培环路定理等。
通过这些规律,读者可以深入理解电磁场的本质和特性。
第三章:静电场本章主要讨论静电场的性质和特点,包括静电场的产生、电势、电场强度分布等。
此外,还介绍了一些与静电场相关的重要定理,如电势差定理、电场强度叠加原理等。
第四章:静电场的应用本章介绍了静电场在工程和科学中的应用,包括静电场的能量和能量密度,以及静电场在电容器和电磁屏蔽中的应用。
第五章:恒定电流本章讨论了恒定电流的概念和性质,包括导体中的电流分布、欧姆定律、电阻和电阻器等。
此外,还介绍了一些与恒定电流相关的重要定理,如基尔霍夫定律和焦耳定律。
第六章:恒定磁场本章主要讨论恒定磁场的性质和特点,包括磁场的产生、磁力、磁感应强度等。
此外,还介绍了一些与恒定磁场相关的重要定理,如比奥-萨伐尔定律、洛伦兹力和安培环路定理等。
第七章:电磁感应本章介绍了电磁感应的基本原理和应用,包括法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感和互感等。
此外,还介绍了一些与电磁感应相关的重要概念,如感应电动势和感应电磁力。
第八章:交流电路本章主要讨论交流电路的性质和特点,包括交流电源、交流电路中的电压和电流关系、交流电路的频率等。
此外,还介绍了一些与交流电路相关的重要定理,如波形和相位关系等。
结语本文简要介绍了《电磁场与电磁波第四版》的主要内容。
物理学电磁场的运动规律电磁场是物理学中重要的研究对象之一,它包含了电场和磁场两个组成部分。
在电磁场中,电荷和电流的运动会产生电场和磁场的变化,而这些变化又会影响到电荷和电流的运动。
因此,了解电磁场的运动规律对于理解电磁现象和应用电磁学原理具有重要意义。
1. 静电场中的运动规律在静电场中,电荷的分布不随时间变化,因此产生的电场也是静态的。
根据库仑定律,电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成反比,与电荷的大小成正比。
在静电场中,电荷受到的作用力等于电场强度乘以电荷的大小。
2. 静磁场中的运动规律在静磁场中,电流的分布不随时间变化,因此产生的磁场也是静态的。
根据安培定律,电流元产生的磁场与电流元之间的距离成正比,与电流大小成正比,与电流元的方向垂直。
在静磁场中,电流受到的作用力等于磁场的磁感应强度与电流元长度的乘积。
3. 动电场中的运动规律在动电场中,电荷的分布随时间变化,因此产生的电场也是随着时间变化的。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的变化穿过一个电路线圈时,会在电路中产生感应电动势,从而驱动电荷的运动。
该电动势的大小与磁场变化率成正比,与线圈的匝数和面积有关。
4. 动磁场中的运动规律在动磁场中,电流的分布随时间变化,因此产生的磁场也是随着时间变化的。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的变化穿过一个电路线圈时,会在电路中产生感应电动势,从而驱动电流的变化。
该电动势的大小与磁场变化率成正比,与线圈的匝数和面积有关。
总结:电磁场的运动规律涉及静电场、静磁场、动电场和动磁场四个方面。
在静态情况下,电荷和电流的分布不随时间变化,电场和磁场也是静态的。
而在动态情况下,电场和磁场的变化会引起电荷和电流的运动,并产生相应的感应电动势。
通过研究电磁场的运动规律,我们可以更好地理解电磁现象并应用于实际生活中的各种电磁设备和技术中。
以上就是物理学电磁场的运动规律,希望对您有所帮助。
主要内容o第一章矢量分析o第二章电磁场的基本规律o第三章静态电磁场o第四章静态场的边值问题o第五章平面电磁波o第六章平面电磁波的反射与折射o第七章导行电磁波o第八章电磁波的辐射第一章矢量分析1.梯度、散度、旋度的定义2.梯度、散度、旋度的计算。
记住直角坐标系、圆柱坐标系和球坐标系的拉米系数。
(广义坐标系中的梯度、散度、旋度公式不必记)3.散度定理、斯托克斯定理单位体积内发出的通量 环量最大面密度2.梯度、散度、旋度的计算。
记住直角坐标系、圆柱坐标系和球坐标系的拉米系数。
(广义坐标系中的梯度、散度、旋度公式不必记)sin ,,1321r h r h h 1231,,1h h h 1231,1,1h hh直角坐标系圆柱坐标系球坐标系,,x y z,,z ,,r第二章电磁场的基本规律1.麦克斯韦方程组的微分形式和积分形式。
记住并理解每一方程的物理意义。
2.电磁场的边界条件3.本构方程4.极化电荷和磁化电流分布的计算5.电磁能量和电磁传输功率的计算3.本构方程各向同性线性介质EP E D 0HM H B 0EJ H)(H M 1r m EE P 0r 0)1( e4.极化电荷和磁化电流分布的计算P PM J mP e nPSMeJ nmSPS12n)(PPemS12n)(JMMe第三章静态电磁场1.静电位、矢量磁位的概念及方程2.电位满足的边界条件第四章静态场的边值问题1. 理想导体平面和球面镜像法。
2. 分离变量法。
会由通解公式根据边界条件确定问题的特解。
第四章静态场的边值问题在给定的边界条件下求解泊松方程或拉普拉斯方程。
方法:1. 镜像法在所求解场区域以外的空间中适当位置上,设置适当的像电荷来替代界面上的电荷的效果,像电荷与源电荷共同作用结果满足场域边界面上给定的边界条件,从而可以将界面移去,使所求解的边值问题转化为无界空间的问题。
导体平面的镜像:q = – q,q , q 的位置关于平面对称。
导体球面的镜像:q = – aq/d,q , q 的位置关于球面反演。