電磁場(chǎng)與電磁波習(xí)題

一、電磁感應(yīng)的基本規(guī)律：產(chǎn)生電磁感應(yīng)的前提要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相互感應(yīng)，其實(shí)驗(yàn)規(guī)律有兩個(gè)：1.楞次定律（定性）：感應(yīng)電流的產(chǎn)生是阻礙原磁通量的變化，這是判斷電動(dòng)勢(shì)方向的最基本的定律。2.法拉第電磁感應(yīng)定律（定量）：在具體計(jì)算時(shí)先求的絕對(duì)值，再用楞次定律來(lái)定方向關(guān)鍵是要有閉合回路或曲面來(lái)計(jì)算磁通量；而且一定要求任一時(shí)刻的總磁通量B(t)，才能用法拉第定律求總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電磁感應(yīng)習(xí)題課二、產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的方式有兩種：（具體要理解電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生關(guān)鍵是要確定相應(yīng)的非靜電場(chǎng)力）產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是洛倫磁力,計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)有兩種方法：電磁感應(yīng)習(xí)題課

產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是渦旋電場(chǎng)力，計(jì)算感生電動(dòng)勢(shì)也有兩種方法：※.先求渦旋電場(chǎng)強(qiáng)度，再求感生電動(dòng)勢(shì)，這種方法僅適用于磁場(chǎng)分布具有高度對(duì)稱性的情況；※.與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)一樣，先構(gòu)造閉合回路，計(jì)算有關(guān)的磁通量，再用法拉第電磁感應(yīng)定律，重點(diǎn)掌握添輔助線的方法。電磁感應(yīng)習(xí)題課三、自感系數(shù)與互感系數(shù)的定義及計(jì)算：★自感系數(shù)：其計(jì)算步驟與計(jì)算電容很類似：1.假設(shè)線圈通有電流I；2.求出磁場(chǎng)分布；3.計(jì)算相應(yīng)的磁通量；4.用（1）式或（2）式求出L（I一定消去）。電磁感應(yīng)習(xí)題課★互感系數(shù)

計(jì)算互感系數(shù)特別注意：1先在容易求出磁場(chǎng)分布的線圈中，假設(shè)通有電流I；2.求出相應(yīng)的磁場(chǎng)分布；3.在另一個(gè)容易計(jì)算磁通量的回路中求互感磁通量；4.用上述公式求出M（I一定消去）。電磁感應(yīng)習(xí)題課四、磁場(chǎng)的能量：電磁感應(yīng)習(xí)題課五、掌握位移電流（感生磁場(chǎng)）的定義及計(jì)算方法；理解麥克斯韋方程組中各方程的物理意義；了解電磁波的產(chǎn)生條件及基本性質(zhì)。這一部分還要掌握一些基本的物理概念，如坡印廷矢量等電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)電磁感應(yīng)習(xí)題課麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組

【例1】：一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線與一矩形(ab)線圈共面，如圖所示(t=0時(shí)刻,相距為d)，直導(dǎo)線中通有電流I=I0e-kt(I0、k為正常數(shù)），矩形線圈以速度v向右作勻速平動(dòng)，求任一時(shí)刻t矩形線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。方向?yàn)轫槙r(shí)針討論：（1）動(dòng)生、感生和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小、方向區(qū)別。（2）本題也可以將動(dòng)生和感生電動(dòng)勢(shì)分開單獨(dú)計(jì)算?！纠?】載有電流I長(zhǎng)直導(dǎo)線的平面內(nèi)有一長(zhǎng)方形線圈，邊長(zhǎng)為l1和l2(l2//I)，t=0時(shí)與I相距為d，若從t=0開始以勻加速度a移動(dòng)線圈，v0=0，求t時(shí)刻線圈內(nèi)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。電磁感應(yīng)習(xí)題課【例2】載有電流I長(zhǎng)直導(dǎo)線的平面內(nèi)有一長(zhǎng)方形線圈，邊長(zhǎng)為l1和l2(l2//I)，t=0時(shí)與I相距為d，若從t=0開始以勻加速度a移動(dòng)線圈，v0=0，求t時(shí)刻線圈內(nèi)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。電磁感應(yīng)習(xí)題課【例3】有一載流長(zhǎng)直密繞螺線管長(zhǎng)度為L(zhǎng)，匝數(shù)為N，管中介質(zhì)是空氣。螺線管中部的磁場(chǎng)可以看作均勻磁場(chǎng)。在螺線管內(nèi)部垂直于磁場(chǎng)方向放置一段長(zhǎng)度為a的直導(dǎo)線（如圖所示），求：當(dāng)螺線管上的電流變化率為dI/dt(為正）時(shí)，直導(dǎo)線兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。解：設(shè)想構(gòu)成回路OABO，則因?yàn)樗浴纠?】如圖，線框內(nèi)通有電流求：直導(dǎo)線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解：設(shè)長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I【例5】方向:O點(diǎn)電勢(shì)高【例6】?jī)蓧K長(zhǎng)為l、寬為b的平行導(dǎo)體板相距為a(a<<l、b)，若導(dǎo)體板內(nèi)通有均勻分布但方向相反的電流，求導(dǎo)體組的自感系數(shù)?！纠?】均勻磁場(chǎng)B中，在直角坐標(biāo)系框架上有一長(zhǎng)導(dǎo)體棒PQ，若其夾角均勻變化，且在PQ轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中P點(diǎn)保持不動(dòng)，求=0時(shí)棒中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。電磁感應(yīng)習(xí)題課

設(shè)銅盤的半徑為R，角速度為。問(wèn)O到邊緣有沒有電勢(shì)差?可視為無(wú)數(shù)銅棒一端在圓心，另一端在圓周上，即為并聯(lián)，因此其電動(dòng)勢(shì)類似于一根銅棒繞其一端旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。討論題電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)【靜電場(chǎng)】：

一、主要掌握電勢(shì)的定義以及相應(yīng)的計(jì)算方法：①.對(duì)于電荷分布高度對(duì)稱的帶電體（電場(chǎng)強(qiáng)度易求），用電勢(shì)的定義式計(jì)算②.對(duì)于電荷分布部分對(duì)稱或一般的帶電體（電場(chǎng)強(qiáng)度不易求），用電勢(shì)的疊加式計(jì)算二、掌握已知電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的相互關(guān)系：重點(diǎn)掌握已知U(x,y,z)求電場(chǎng)強(qiáng)度，注意公式中的負(fù)號(hào)！電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)三、靜電平衡下的導(dǎo)體的性質(zhì)：導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零

其它相關(guān)性質(zhì)可由此導(dǎo)出！靜電平衡情況下首先要重新確定電荷的分布，再求相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)！四、重點(diǎn)掌握計(jì)算電容的基本步驟：1.先假設(shè)兩極板分別帶電+q、-q；2.用高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度的分布；3.求兩極板間的電勢(shì)差；4.也可以記住常見電容器的電容！電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)五、靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)：了解電介質(zhì)的極化過(guò)程及微觀本質(zhì)，重點(diǎn)掌握電介質(zhì)中的高斯定理及應(yīng)用方法！有電介質(zhì)存在時(shí)解題均應(yīng)先求D再求E等其它物理量??！電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)【靜磁場(chǎng)】：一、確切理解電流元產(chǎn)生磁場(chǎng)的概念，掌握畢--薩定律及解題步驟，并能計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度：重點(diǎn)掌握會(huì)用已知典型電流的磁場(chǎng)疊加求出未知磁場(chǎng)的分布。記住幾種常見的磁場(chǎng)分布：電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)三、熟練掌握用安培環(huán)路定理求磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件與方法：二、掌握磁通量的定義和計(jì)算方法：關(guān)鍵注意掌握面積元的選取原則！電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)五、了解磁矩的概念和載流線圈磁矩的定義，會(huì)計(jì)算它在均勻磁場(chǎng)中所受的磁力矩四、掌握電流元受磁場(chǎng)力的安培定律，并能熟練計(jì)算載流導(dǎo)線受磁場(chǎng)的安培力注意其中的S為線電流I包圍的面積，上述結(jié)論僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)六、掌握霍爾效應(yīng)等相關(guān)問(wèn)題的判斷電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)B、M、H之間的關(guān)系

與引入D類似，今后求解有關(guān)磁場(chǎng)的問(wèn)題一般都先求磁場(chǎng)強(qiáng)度，再求磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁化強(qiáng)度等七、存在介質(zhì)時(shí)磁場(chǎng)的基本規(guī)律電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)稱為相對(duì)電容率或相對(duì)介電常量。之間的關(guān)系：

之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)規(guī)律量綱稱為相對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率電磁場(chǎng)的本構(gòu)方程描述真空中電磁場(chǎng)和介質(zhì)中電磁場(chǎng)的關(guān)系式【電磁感應(yīng)】：一、理解產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件及實(shí)驗(yàn)事實(shí)，理解產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力及電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法：在具體計(jì)算時(shí)先求的絕對(duì)值，再用楞次定律來(lái)定方向法拉第電磁感應(yīng)定律是任何情況都可以用的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，關(guān)鍵要構(gòu)造閉合回路確定磁通量！【特別注意】：先求總的磁通量B，再對(duì)時(shí)間求導(dǎo)。電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)二、掌握動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法：如果有閉合回路也可以用法拉第電磁感應(yīng)定律求解！三、熟練掌握計(jì)算感生電動(dòng)勢(shì)的兩種方法了解渦旋電場(chǎng)及渦電流的產(chǎn)生條件及特點(diǎn)：感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算重點(diǎn)掌握先求任一時(shí)刻的磁通量，再用法拉第電磁感應(yīng)定律，關(guān)鍵是掌握添輔助線的方法電磁學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)四、掌握自感、互感系數(shù)的定義及計(jì)算方法；理解磁場(chǎng)的能量分布特點(diǎn)，掌握磁場(chǎng)能量的計(jì)算方法。其計(jì)算步驟與計(jì)算電容很類似：1.假設(shè)線圈