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电磁场及能量和能流
一、能量守恒与转化 能量: 物质运动强度的量度,表示物体做功的物理量。 主要形式:机械能、热能、化学能、电磁能、原子能。 三、能量密度与能流密度矢量 1、能量密度 四、电磁场能量守恒公式 * * 第一章第六节 电磁场的能量与能流 §6 电磁场的能量和能流 能量守恒与转化 能量密度、能流密度矢量(重点) 机械功与场能的变化关系 内容提要: 电磁场能量守恒公式(重点) 机动 目录 上页 下页 返回 结束 能量守恒与转化: 能量在不同形式之间可以相互转化,但总量保持不变。 电磁能的特点: 电磁场作为一种物质,具有能量和动量,电磁场弥散于全空间,电磁能也应弥散于全空间。 认识一种新物质的能量从能量转化入手 热能:从机械能转化认识热能并得到热能的量度。 电磁能:从电磁场对带电体系做功来认识电磁能。 机动 目录 上页 下页 返回 结束 二、机械功与场能的变化关系 1、电磁场对运动带电体系所作的功 机动 目录 上页 下页 返回 结束 带电体受电磁场的洛伦兹力(力密度) 设一带电体由一种粒子组成,在电磁场中运动,电荷密度为 ,运动速度为 在 间隔内,力对体元 所做元功: d t 电磁场对整个带电体单位时间所做功: 电磁场对物体所做功转化为物体的机械能或转化为热能(改变速度或焦耳热) 2、功与场量的关系 利用 机动 目录 上页 下页 返回 结束 机动 目录 上页 下页 返回 结束 带电体能量的增加率 电磁场能量 减少率 机动 目录 上页 下页 返回 结束 因此w 为单位体积的能量 --- 能量密度。 单位体积能量的增加率 称为能流密度矢量(玻印亭矢量)它表示单位时间、垂直通过单位面积的能量,用来描述能量的传播。 均匀各项同性线性介质中的能量密度 机动 目录 上页 下页 返回 结束 电磁场单位时间对带电粒子做的功等于V 内电磁场能量的减少率与单位时间流入V 内的电磁能量之和。 对于全空间电磁场对带电体做功的功率恒等于电磁场能量的减少率。 电磁场能量守恒的微分形式 电磁场能量守恒的积分形式 V 机动 目录 上页 下页 返回 结束
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