虚位移法求解电磁场力!-重庆师范大学学报自然科学版.PDF

! #$# 年% 月 重庆师范大学学报（自然科学版） ’() #$# 第* 卷 第+ 期 ,-./012 -3 45-067806 9-/:12 ;08’/=8?（91./12 @8’0@’ ） A-2) * 9-) + BCD ：$# ) E%F%G ,) D9) $F*H FF%E) #$# ) #+) #$I 虚位移法求解电磁场力! 陈文峰，胡先权 （重庆师范大学 物理学与电子工程学院，重庆I###I* ） ［$］ $ 摘要：根据电磁场的唯一性定理，采用虚位移法 举例计算了电流恒定时，导体和电介质受到的电场力! J !# ! J ；磁链恒定时，载流回路和磁介质受到的磁场力 J K #。计算结果表明：用虚位移法求解和用库仑定律、洛 !# 仑兹力公式求解相同的问题，后者求解的过程相当繁琐，而且计算量大，有些问题牵涉到泛函数，不一定能求解出答 案；而用虚位移法求解，过程非常简单，避免了一些繁琐而不必要的过程。所以用虚位移法求解电磁场力比用库仑 定律、安培力的公式更简单方便。 关键词：电场力；磁场力；虚位移法 中图分类号： CII $ 文献标识码：L! ! ! 文章编号：$F*H FF%E（#$# ）#+H ##FH #I ! ! 电磁力具有较好的消（增）涡控制、减震控制、 $ % # $ @-0= # 减阻控制和制动控制效应，所以对电磁力的研究具 若导体系统内各导体保持与外加电源相连，则这时 有非常重要的意义。然而在工程电磁场或者在电磁 各导体的势保持为常数。如果某一导体（或电介质） 学中，经常会遇到一些求电磁场力的问题，如求带电 发生位移，则必然引起有导体上电荷的变化，故外 体系中某带电体所受的电场力，某带电体系在外场 界电源要做功，所做的功为 中所受的力矩，及磁场中某导线所受的磁场力等。 !# $ # !( （$ ） ’ ’ 对于这些问题的解决，通常是从力的角度出发，应用 电场能量的增量为 ［* ］ 库仑定律或安培定律及力的叠加原理来求解。而用 $ 此方法求解都要经过受力分析、矢量运算，甚至出现 !# $ # !( （ ） ) ’ ’ 张量运算与泛函积分等问题［HF ］。目前，国内外文献 故电源提供能量的一半用于电场储能，另一半用于 提出采用最小作用量和电磁场应力张量来计算电磁 ［HF ］ 静电力做功。这时的静电力计算为