大學(xué)物理電磁感應(yīng)ppt課件(參考版)
2025-01-20 17:13本頁(yè)面
【正文】 場(chǎng)物質(zhì)與實(shí)物物質(zhì)的不同場(chǎng)物質(zhì)與實(shí)物物質(zhì)的不同實(shí)物和場(chǎng)在某些情況下可以相互轉(zhuǎn)化實(shí)物和場(chǎng)在某些情況下可以相互轉(zhuǎn)化第四節(jié)第四節(jié) 電磁場(chǎng)及其傳播電磁場(chǎng)及其傳播電磁波譜電磁波譜 (spectrum)第四節(jié)第四節(jié) 電磁場(chǎng)及其傳播電磁場(chǎng)及其傳播。實(shí)物和場(chǎng)都是物質(zhì)存在的形式，它們分別從不同方面反映了客觀(guān)真實(shí)?！?實(shí)物可以以任意的速度（但不大于光速）在空間運(yùn)動(dòng)，其速度相對(duì)于不同的參考系也不同；但電磁場(chǎng)在真空中運(yùn)動(dòng)的速度永遠(yuǎn)是3108m/s ，并且其傳播速度對(duì)任何參考系中都相同。 四、四、 電磁波的能量電磁波的能量第四節(jié)第四節(jié) 電磁場(chǎng)及其傳播電磁場(chǎng)及其傳播★ 電磁場(chǎng)以波的形式在空間傳播，并以粒子（光子）的形式和實(shí)物相互作用。電磁波還具有物質(zhì)的共性，如能量、質(zhì)量和動(dòng)量等。 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于傳播方向的單位面積的輻射能叫做能流密度，或 輻射強(qiáng)度（ radiation intensity）。+振蕩電偶極子附近的電磁場(chǎng)線(xiàn)第四節(jié)第四節(jié) 電磁場(chǎng)及其傳播電磁場(chǎng)及其傳播平面電磁波：電磁波電磁波?第四節(jié)第四節(jié) 電磁場(chǎng)及其傳播電磁場(chǎng)及其傳播電磁波是橫波， E 和 H 同相位，兩者量值關(guān)系：電磁波的速度為： ，在真空中的速度為：第四節(jié)第四節(jié) 電磁場(chǎng)及其傳播電磁場(chǎng)及其傳播電磁波的傳播，必然伴隨能量的傳播。電容充電后，因?yàn)殡姼泻碗娙莸淖饔?，電荷和電流都將隨時(shí)間作周期性變化，形成振蕩。電場(chǎng)和磁場(chǎng)的本質(zhì)及內(nèi)在聯(lián)系電場(chǎng)和磁場(chǎng)的本質(zhì)及內(nèi)在聯(lián)系電荷 電流磁場(chǎng)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)變化變化激發(fā)激發(fā)第四節(jié)第四節(jié) 電磁場(chǎng)及其傳播電磁場(chǎng)及其傳播麥克斯韋電磁場(chǎng)理論不僅概括了靜電場(chǎng)、有旋電場(chǎng)、磁場(chǎng)電磁感應(yīng)等一系列現(xiàn)象，而且成功地預(yù)言了電磁波 (electromagic wave) 的存在，說(shuō)明了電磁場(chǎng)是以波的形式傳播；還指出光波也是一種電磁波，從而將光現(xiàn)象與電磁現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，使波動(dòng)光學(xué)成為電磁場(chǎng)理論的一個(gè)分支。它適用于空間某點(diǎn)的電磁場(chǎng)。全電流定律：即：在任何磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)強(qiáng)度沿任何閉合曲線(xiàn)的線(xiàn)積分等于閉合曲線(xiàn)所包圍的全電流。通過(guò)某一截面的全電流是傳導(dǎo)電流 I和位移電流 Id 的代數(shù)和?！?通過(guò)導(dǎo)體時(shí)的效果不同： 傳導(dǎo)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生焦耳熱，而位 移電流不產(chǎn)生焦耳熱。電場(chǎng)中某一點(diǎn)位移電流密度矢量等于該點(diǎn)電位移矢量對(duì)時(shí)間的變化率；通過(guò)電場(chǎng)中某一截面的位移電流等于通過(guò)該截面電位移通量對(duì)時(shí)間的變化率，即位移電流位移電流第四節(jié)第四節(jié) 電磁場(chǎng)及其傳播電磁場(chǎng)及其傳播位移電流與傳導(dǎo)電流的關(guān)系位移電流與傳導(dǎo)電流的關(guān)系★ 位移電流與傳導(dǎo)電流在 產(chǎn)生磁效應(yīng)上是等效的。這時(shí)的傳導(dǎo)電流為： 并且電位移通量 Φe對(duì) 時(shí)間變化率 dΦe/dt 數(shù)值上等于傳導(dǎo)電流強(qiáng)度 Ic。 為此，麥克斯韋引入了 位移電流的概念。++++IK 電路中開(kāi)關(guān)合上或斷開(kāi)時(shí)，電容器中存在變化的電場(chǎng)，但電路導(dǎo)線(xiàn)上的電流在電容的兩極板間中斷了。法拉第電磁感應(yīng)定律涉及到 變化的磁場(chǎng)能激發(fā)電場(chǎng) ，麥克斯韋在研究了安培環(huán)路定理運(yùn)用于隨時(shí)間變化的電路后，提出了 變化的電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng) ，從而進(jìn)一步揭示了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的內(nèi)在聯(lián)系及依存關(guān)系，麥克斯韋總結(jié)出來(lái)的電磁現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律歸納成體系完整的普遍的 電磁場(chǎng)理論 —— 麥克斯韋方程組 。 試計(jì)算長(zhǎng)為 l 的一段電纜內(nèi)的磁場(chǎng)能量。但日光燈鎮(zhèn)流器正是利用這一作用來(lái)點(diǎn)燃日光燈的。 如果此時(shí)將開(kāi)關(guān)指向 2，斷開(kāi)電源， L中的磁場(chǎng)要消失，電路中電流不會(huì)立刻為零，而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)衰減過(guò)程：當(dāng) t=L/R=τ時(shí)為最大電流值的 1/e倍，即 % 。 τ = L/R叫做 RL電路的時(shí)間常數(shù)或弛豫時(shí)間。磁場(chǎng)只存在于內(nèi)外桶之間例例解解第二節(jié)第二節(jié) 自感自感電路中有自感與沒(méi)有時(shí)比較： 分析 RL串聯(lián)電路， 開(kāi)關(guān)指向 1時(shí) L要出現(xiàn)自感電動(dòng)勢(shì)并在其中建立磁場(chǎng)： 從上式可知，開(kāi)關(guān)接通 1的瞬間，電流不能立刻增長(zhǎng)到最大值，增長(zhǎng)快慢與 R、 L有關(guān)。求自感系數(shù)的步驟：求自感系數(shù)的步驟：1. 設(shè)線(xiàn)圈中通有電流 I2. 求 B3. 求全磁通 4.第二節(jié)第二節(jié) 自感自感 有一電纜，由兩個(gè) “無(wú)限長(zhǎng) ”的同軸圓桶狀導(dǎo)體組成，其間充滿(mǎn)磁導(dǎo)率為 ? 的磁介質(zhì)，電流 I 從內(nèi)桶流進(jìn)，外桶流出。n=N/l，單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)， V=lS，是螺線(xiàn)管的體積。自感系數(shù)：?jiǎn)挝粸楹嗬?1H=1Wb/A。自感（自感（ selfinduction）現(xiàn)象）現(xiàn)象 設(shè)回路中電流為 I，則根據(jù)畢奧 薩伐爾定律，通過(guò)自身回路中的磁通量 ? 與 I成正比： 比例系數(shù) L為自感系數(shù)，由回路形狀、匝數(shù)、周?chē)橘|(zhì)等決定。如果金屬棒
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