复旦赵海滨大学物理B电磁感应电磁场理论课件.pptVIP

**********************复旦赵海滨大学物理B电磁感应电磁场理论探讨电磁感应和电磁场的基本概念及其应用,提高学生对这些重要物理原理的理解。绪论在这个课程的绪论部分,我们将深入探讨电磁感应和电磁场的基本概念。从电磁力和电磁场的定义开始,了解它们的基本性质和规律。通过学习静电场、高斯定律等内容,掌握电场的基本特征。最后,我们将着重探讨电磁感应现象,理解其中涉及的感生电动势和自感应等重要概念。电磁力和电磁场概念电磁力电磁力是电荷和磁场之间产生的力,又称为洛伦兹力。这种力可以引起电荷的运动和磁体的位移。电磁场电磁场是电荷和磁体产生的两种相互作用的场,包括电场和磁场。它们决定了电磁现象的发生和演化。电磁理论麦克斯韦提出的电磁理论统一了电磁现象,为理解光的本质和能量传输提供了理论基础。电场和电势的基本概念电场的定义电场是由带电体产生的一种空间力场。在电场中,任何带电粒子都会受到电磁力的作用。电场的强度由电场强度矢量E来描述。电势的定义电势表示单位正电荷在电场中所受到的电势能。电势的大小取决于电场强度和电荷位置。电势是一个标量场,可用电势函数V(x,y,z)来描述。电场强度和电势的关系电场强度E与电势V之间存在着密切的关系。电场强度E是电势V在空间的梯度,即E=-?V。因此通过测量电势的分布就可以确定电场的分布。静电场的性质和性质1线性叠加性静电场满足线性叠加原理,任意多个电荷产生的静电场可以通过矢量求和得到。2无源性静电场中没有能量源,电场能量只能在物体间转换,不能产生或消耗电场能量。3连续性静电场在空间中连续分布,没有间断点。电场强度和电势在连续介质中是连续函数。4对称性静电场在对称物体表面呈现对称分布,对称物体产生的静电场也是对称的。电通量$100单位电通量的单位为Weber(Wb)$10定义电通量是电场中的电场线从一个闭合曲面穿出的总数2性质电通量大小与穿越的曲面积、曲面与电场线的夹角有关高斯定律定义高斯定律表示任意封闭曲面上的电通量等于该曲面内所包含的净电荷量。是电磁场理论的基本定律之一。应用高斯定律在计算均匀分布电荷的电场强度和电势方面有广泛应用。它还用于分析静电场中的电荷分布问题。推广高斯定律可以推广到磁场中,即任意曲面上的磁通量等于该曲面内所穿过的净磁通量。这是磁场理论的基本定律。意义高斯定律为电磁场理论的发展奠定了重要基础,是理解电磁场现象的核心概念之一。静电场边值问题1边界条件确定静电场分布需要满足的条件2兰普朗方程描述静电场边值问题的微分方程3解决方法利用数学方法求解兰普朗方程静电场边值问题是指确定静电场分布时需要满足的一组条件,主要包括边界条件和兰普朗方程。通过数学方法求解兰普朗方程,可以得到静电场的分布情况。这对于理解和分析静电场的性质和应用具有重要意义。电位能和电势电位能电荷在电场中具有电位能。电位能等于电荷乘以电势，体现了电荷在电场中的势能。电势电势是电场中某点的单位电荷所具有的电位能。电势决定了电荷在电场中的势能大小。电势线电势线是电势等值面与坐标面的交线。电势线垂直于电场线,表示电势的变化情况。电场强度和电势的关系电场强度E和电势V之间存在着密切的数学关系。电场强度是电荷在电场中受到的力的大小,而电势是电场中位置的标量势能。通过梯度运算,可以推导出E和V之间的关系为E=-?V/?r。这样不仅可以根据已知的电势分布计算出电场强度,反过来也可以根据电场强度确定电势分布。这种电场和电势之间的转换关系在许多电磁学问题中都有重要应用。电容和电容器电容的定义电容是一种能储存电荷和电能的被动元件。它由两个导体之间相对静止的电荷组成。电容器的构成电容器由两个带电导体组成,中间夹有绝缘介质。当给予电压时,导体之间产生电场。电容的作用电容器可以在电路中起滤波、旁路、耦合等作用,是电子电路中重要的无源元件。电容与电量的关系电容量C存储的电荷量Q电容量越大，可以储存的电荷量也越多。电荷量与电压成正比，电容量越大储存的电荷量也越多。电容器内部是由两个导体板构成的，通过施加电压可以在两个导体板上储存电荷。电容量决定了电容器能够储存的最大电荷量。电介质极化1介质分子极化当外部电场作用于介质时,分子内的正负电荷会发生微小位移,形成偶极矩,这个过程称为介质极化。2极化电荷密度极化产生的偶极矩在整个介质中分布形成极化电荷密度,这些电荷会产生额外的电场。3电感率和极化率介质的电感率和极化率反映了它在外部电场作用下的极化能力,是描述介质性质的重要参数。4介质中的电场外部电场和极化电场