《电磁场与电磁波》第2章电磁学基本理论课件.ppt

《地球地球的自转与公转》PPT优秀课件-中图版.ppt

自转轴,逆时针,恒星,太阳,36059,360,24时,23时,56分4秒,真正,昼夜交替,顺时针,思维点击1.若地球公转方向不变，而自转方向变成自东向西，其他不变，则恒星日和太阳日的长短将如何变化答案恒星日变长，太阳日变短。,太阳,椭圆,,

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1、一、场量的定义和计算,(一) 电场,(二) 电位,(三) 磁场,(四) 矢量磁位,二、麦克斯韦方程组的建立,(一) 安培环路定律,(二) 法拉第电磁感应定律,(三) 电场的高斯定律,(四) 磁场的高斯定律,(五) 电流连续性方程,第2章 电磁学基本理论,三、麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式,一、场量的定义和计算,(一) 电场,1. 什么是电场？,这种存在于电荷周围，能对其他电荷产生作用力的特殊的物质称为电场。可见电荷是产生电场的源。,2. 电场强度的定义,单位正电荷在电场中某点受到的作用力称为该点的电场强度。,电场强度严格的数学表达式为：,在此要求实验电荷足够小，以使该电荷产生的电场不致使原。

《电磁场与电磁波》第1章矢量分析课件.ppt

第1章 矢量分析,一矢量和标量的定义,二矢量的运算法则,三矢量微分元：线元，面元，体元,四标量场的梯度,六矢量场的旋度,五矢量场的散度,七重要的场论公式,一矢量和标量的定义,1.标量：只有大小，没有方向的物理量。,矢量表示为：,所以：一个矢,

2、电场发生畸变。,3. 库仑定律,其中： 为真空中介电常数。,4. 电场强度的计算,其中： 是源电荷指向场点的方向。,(1) 点电荷周围电场强度的计算公式：,例1：在直角坐标系中，设一点电荷q 位于点 ， 计算空间点 的电场强度。,解：如图,点的坐标矢量为：,点的坐标矢量为：,点电荷电场强度的计算公式,其中：,所以:,结论：,在直角坐标系中，若源电荷 所在点的坐标为 ，场点P 的坐标为 ，则P 点的电场强度为：,多个电荷产生的电场,如果有多个点电荷源,场域中某点的电场强度应该是所有点电荷在该场中产生的电场强度的矢量和。,(2) 连续分布的电荷源产生的电场,a.线电荷分布：电荷沿某一曲线连续分布 。

3、。,线电荷密度定义：,单位长度上的电荷量。,上所带的电荷量：,产生的电场强度为：,该线电荷在空间产生的电场强度：,b.面电荷分布：电荷沿空间曲面连续分布。,面电荷密度定义：,单位面积上的电荷量。,上所带的电荷量：,产生的电场强度为：,该面电荷在空间产生的电场强度：,c.体电荷分布: 电荷在某空间体积内连续分布 。,体电荷密度定义：,单位体积内的电荷量。,上所带的电荷量：,产生的电场强度为：,该体电荷在空间产生的电场强度:,解：根据题意，选取圆柱坐标系,面元：,面元上的电荷量为：,从此电荷源到 z 轴上 P 点的距离矢量为：,距离大小为：,根据面分布电荷在空间一点所产生的电场强度公式：,例2：设。

4、有一无限大的均匀带电平面，面电荷密度为 。 求：距平面h高处的电场强度 。,由于电荷分布的对称性，对每一个面元 ，将有一个对称面元 与之对应，这两个面元上的电荷在P点产生的电场强度的径向分量相互抵消，因此P点的电场强度的径向分量为零。,可见：无限大均匀带电平面产生的电场是均匀的,与距离 h无关，方向为该平面的法线方向。,（二）电位,电荷 在电场中受力为：,电荷在静电场中由P点移动到A点，外力所做的功为：,电位差定义： 单位正电荷由P点移动到A点，外力所做的功称为A点和P点之间的电位差。,1. 电位差,电荷 在电场中要保持静止，需受外力作用为：,结论： 空间两点的电位差只 与两点所在位置有关， 。

5、而与积分路径无关。,例3：计算原点处一点电荷q 产生的电场中AP之间的电位差。,解：选取求坐标系，点电荷q 产生的电场,所以：,（1）电位定义： 定义无穷远处为0电位， 外力将单位正电荷是由无穷远处移到A点，则A点和 无穷远处的电位差称为A点的电位。,2. 电位,以无穷远处为零电位参考点。 为电荷源到A点的距离。,（2）电位计算：,a.点电荷的电位计算：,多个点电荷的电位计算：,其中： 为第i个电荷源到A点的距离。,b.连续分布的电荷源的电位计算,线电荷分布：,面电荷分布：,体电荷分布：,3. 电场强度 与电位 之间的关系,例4: 有一对等量异号相距很近的电荷构成电偶极子，如图， 求：远场区P。

6、点的电位和电场强度 。,解：取球坐标系， P点的电位,因为：,则：,电场强度：,(三) 磁场,产生磁场的源： a.永久磁铁 b.变化的电场 c.电流周围，即运动的电荷,1. 什么是磁场？,存在于载流回路或永久磁铁周围空间，能对运动电荷施力的特殊物质称为磁场。,可见： 磁场力 、运动速度 和磁感应强度 三者相互垂 直，且满足右手螺旋法则。,2. 磁感应强度 的定义,电流元,电流元 在空间所产生的磁感应强度为：,该式称为毕奥萨伐尔定律。,安培力实验定律：,3. 磁感应强度的计算,其中： 为真空磁导率。,得到：,比较,例5：求如图所示的电流线 I 在O点产生的磁感应强度。,解：取圆柱坐标系,将电流线分成 三段分别求这三段电流在O点产生的磁感应强度。,a.闭合电流回路在空间所产生的磁感应强度：,特斯拉(T),（1） 段在O点产生的,（2） 段在O点产生的,（3） 段在O点产生的,O点产生的磁感应强度:,例6：求长为l ，载有电流 I 的细直导线在P点产生的磁感应强度。,解：如图所示，选用圆柱坐标系,式中：,所以：,式中：,于是得：,有限长度电流线磁感应强度：,无限长载流直导线周围磁感应强度：,。