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大学物理多媒体课件09电磁学讨论课

目录

contents

电磁学概述

电磁场与电磁波

电动力学基础

电磁现象及其应用

实验与演示

讨论与思考题

电磁学概述

CATALOGUE

01

由电场和磁场组成，是物质的一种形态，具有能量、动量和质量。

电磁场

带电粒子在电磁场中受到的作用力，包括库仑力和洛伦兹力等。

电磁力

在空间传播的交变电磁场，具有频率、波长和振幅等特征。

电磁波

静电学

研究静止电荷产生的电场及其与物质相互作用。

静磁学

研究静止磁场及其与物质相互作用。

电磁感应

研究变化的磁场如何产生电场。

麦克斯韦方程组

将电场和磁场统一为一个整体，描述了电磁波的传播规律。

电磁场与电磁波

CATALOGUE

02

静电场是由静止电荷产生的电场，其特点是电荷在其中受力不会发生运动。

静电场的定义

电场线的概念

电势的概念

电场线是用来描述电场分布的假想曲线，电场线的疏密程度表示电场强度的大小。

电势是描述电场中某点电荷所具有的能量的物理量，其大小与电场中该点的电场强度和距离有关。

03

02

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恒定磁场的定义

恒定磁场是由恒定电流产生的磁场，其特点是磁场强度不随时间变化。

安培环路定律

安培环路定律是描述磁场与电流之间关系的物理定律，它指出磁场与电流之间的关系是线性的。

磁感应线的概念

磁感应线是用来描述磁场分布的假想曲线，磁感应线的疏密程度表示磁场强度的大小。

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电磁波的能量密度

电磁波的能量密度是指单位时间内通过单位面积的能量，它与电磁波的强度和频率有关。

01

电磁波的定义

电磁波是由振荡的电场和磁场相互激发而形成的波，其传播速度等于光速。

02

电磁波的波动方程

电磁波的波动方程描述了电磁波在空间中的传播特性，包括波长、频率和相位等信息。

电磁波的反射和折射

当电磁波遇到不同介质时，会发生反射和折射现象，其传播方向和速度会发生改变。

电动力学基础

CATALOGUE

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电荷是物质的基本属性，有正电荷和负电荷两种。它们通过电场相互作用，产生电场力。

电荷的起源与性质

电流是电荷在导体中流动的现象，它是由电场力驱动的。电流具有方向和大小，可以用电流强度来描述。

电流的形成

电流在导体中产生热量、磁效应和化学效应等，这些效应在电动力学中具有重要意义。

电流的效应

磁场的性质

磁场是由磁体或电流产生的场，它对放入其中的磁体或电流产生作用力。磁场具有方向和强度，可以用磁感应强度来描述。

磁场对电流的作用

电流在磁场中受到作用力，这个力称为洛伦兹力。洛伦兹力对电流产生影响，改变电流的方向和大小。

磁力的应用

磁场在许多领域都有应用，如电磁铁、发电机、电动机等。

当磁场发生变化时，会在导体中产生电动势，电动势的大小与磁场变化率成正比。这个定律是发电机和变压器的理论基础。

法拉第电磁感应定律

当导体在磁场中运动或磁场在导体中变化时，导体中会产生感应电流，感应电流的方向总是阻碍磁场的变化。

楞次定律

电磁感应在电力、电子和通信等领域有广泛应用，如变压器、发电机、无线电等。

电磁感应的应用

麦克斯韦方程组的形成

01

麦克斯韦将前人的实验结果总结为四个方程，这四个方程描述了电磁场的运动规律和性质。

麦克斯韦方程组的物理意义

02

麦克斯韦方程组揭示了电磁场的统一性，表明电场和磁场是相互联系的，并且光也是一种电磁波。

麦克斯韦方程组的求解方法

03

求解麦克斯韦方程组可以得到电磁波的传播规律、电磁场的分布情况和电磁力的作用方式等。求解方法包括分离变量法、有限差分法和谱方法等。

电磁现象及其应用

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04

电荷和带电体周围存在的一种特殊物质形态，电场的基本特征是对放入其中的电荷有力的作用。

电场

在电场作用下，电介质内部会发生极化现象，产生束缚电荷，从而产生电介质极化电场。

电介质

磁体和电流周围存在的一种特殊物质形态，磁场的基本特征是对放入其中的磁体或电流有力的作用。

在磁场作用下，磁介质内部会发生磁化现象，产生磁化电流，从而产生磁场。

磁介质

磁场

利用电磁感应原理将机械能转化为电能，是电力系统中的重要设备。

发电机

利用电磁感应原理改变交流电压的设备，广泛应用于输配电领域。

变压器

实验与演示

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05

静电感应

通过实验演示，了解静电感应现象，以及导体内部电荷分布规律。

电场力

通过实验观察带电体之间的相互作用力，理解电场力的概念。

电容器的充放电

通过实验观察电容器的充放电过程，了解电容器的工作原理。

通过实验演示电磁波的发射与接收过程，了解电磁波的传播方式和特性。

电磁波的发射与接收

通过实验观察电磁波的干涉与衍射现象，了解波动的基本原理。

电磁波的干涉与衍射

通过实验演示电磁波的偏振现象，了解偏振在通信、光学等领域的应用。

电磁波的偏振

讨论与思考题

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