二宏观电磁现象的基本规律.pptVIP

【例题3】 一根具有环形表面电流的无限长圆柱管，半径为a，轴线与Z 轴重合，表面电流密度 求管内的磁场。 电流 I与电流密度 ： 磁通连续性原理（关于磁场的面积分）： 1）磁力线；任何情况下是闭合环形 2）磁通量（磁通）： 3）磁通连续性原理： 该原理可以由毕澳－沙伐尔定律证明。 磁力线连续不中断，在空间自成封闭曲线，这是不存在磁荷的数学说明。磁力线不同与电力线 1.4 安培环路定律（关于磁场的线积分） 一 、安培环路定律 电流与闭合曲线方向的规定；右手螺旋法则。 二、磁场强度： 三、 安培环路定律求解磁场 利用对称性。 当电流呈轴对称分布时，可利用安培环路定律求解空间磁场分布。 若存在一闭合路径C，使得在其上 整段或分段为定值，则可以用安培环路定律求解。 半径为a的无限长直导体内通有电流I，计算空间磁场强度分布。 分析：电流均匀分布在导体截面上，呈轴对称分布。 解：根据安培环路定律 当ra时 当ra时 【例题1.4.1】 内、外半径分别为a、b的无限长中空导体圆柱，导体内沿轴向有恒定的均匀传导电流，体电流密度为 导体磁导率为 。求空间各点的磁感应强度 分析：电流均匀分布在导体截面上，呈轴对称分布。 解：根据安培环路定律 在ra区域： 在arb区域： 【例题2】 在rb区域： 所以，空间中的 分布为： Z * 第1章 电磁场中的基本物理量 和基本实验定律 为分析电磁场，本章在宏观理论的假设和实验的基础上，介绍电磁场中的基本物理量和实验定律。 ◇ 在静止和稳定的情况下，确立分布电荷与分布电流的概念物理量；在电荷守恒的假设前提下，确立电流连续性方程。 ◇ 在库仑实验定律和安培力实验定律的基础上建立电场强度E 和磁感应强度B的概念。 ◇ 在电荷分布和电流分布已知的条件下，提出计算电场与磁场的矢量积分公式。 1.1 电场 1.2 高斯定律 1.3 磁场 1.4 安培环路定律 1.5 电磁感应定律 1.6 电磁场方程的积分形式 1.7 电磁场方程的微分形式 1.8 电磁场的边界条件 1.9 电磁场能量关系——坡印亭定理 一 库仑定律 库仑定律是静电现象的基本实验定律。大量试验表明: 真空中两个静止的点电荷 与 之间的相互作用力: 点电荷模型:当带电体本身的线度与相关长度相比可以忽略不计时,该带电体可以看成为点电荷,可以利用点电荷的公式,否则不能直接利用点电荷的公式,而必须将带电体划分为点电荷的集合,再利用积分求解。 1.1 电场 库仑定律 点电荷 对点电荷 的作用力。 适用条件 ? 两个可视为点电荷的带电体之间相互作用力; ? 无限大真空情况 (式中 可推广到无限大各向同性均匀介质中 F/m) 二 静电场基本量-电场强度 1.静电荷之间相互发生作用是靠什么来传递的? 2.现代物理认为电荷周围存在一种特殊运动形态的物质-电场,静电荷之间是靠电场来发生作用的; 3.在电荷周围的电场是存在分布,而且是唯一确定的,那么用何定量计算这些场的强度呢? 定义： V/m (N/C) 电场强度（Electric Field Intensity ) E 表示单位正电荷在电场中所受到的力(F ), 它是空间坐标的矢量函数, 定义式给出了E 的大小、方向与单位。 为此引入电场强度的概念 三 点电荷的电场强度公式 V/m N个点电荷产生的电场强度 对于连续的电荷分布 电荷体密度 电荷面密度 电荷线密度 体分布 线分布 面分布 体电流密度 电流与电流密度 电流 单位时间内穿过面积S的电荷量。其单位为A（安培） 体电流密度 设电流呈体分布 流过任意曲面的电流 式中 的法线方向与电流的方向一致。 面电流密度 设电流呈面分布 面电流密度 式中 的方向与电流的方向垂直 流过任意 的电流 而 于是 所以穿过任意曲线的电流 1.选取微元 例题:真空中有长为L的均匀带电直导线 , 电荷线密度为 ,试求P点的电场强度。 ·P 解: 利用微元法 微元法的步骤如下: 微元选在什么地方呢?所以必须建立坐标系。 x dx 在离原点为x地方取微元dx, 其电量为 dx 2.利用公式 首先,画出微元产生的电场 ·P x 其次,写出公式 3.进行正交分解 ·P x dEx dEy θ θ 4.整理方程并积分 L1 L2 故有: 也可以利用下 面方法,用角度表示。 为无限长均匀带电导线的场强公式。 1.2 高斯定律 一 电力线 电场的大小-电力线的