电磁学

张平丽

目录

  • 1 静电场
    • 1.1 电场 电场强度
    • 1.2 电通量 高斯定理
    • 1.3 电场力的功 电势
    • 1.4 电场强度与电势的关系
    • 1.5 知识点框图
  • 2 静电场中的导体
    • 2.1 导体的静电平衡
    • 2.2 导体壳和静电屏蔽
    • 2.3 有导体存在的静电场强度和电势的计算
    • 2.4 电容 电容器及电场能量
      • 2.4.1 孤立导体的电容
      • 2.4.2 电容器及其电容
  • 3 静电场中的电介质
    • 3.1 静电场中的电介质
    • 3.2 电介质的极化
    • 3.3 极化强度和极化电荷
    • 3.4 有电介质时的高斯定理
  • 4 稳恒电流
  • 5 稳恒磁场
    • 5.1 磁的基本现象
    • 5.2 安培定律
    • 5.3 磁场与磁感应强度
    • 5.4 毕奥-萨伐尔定律
      • 5.4.1 毕奥-萨伐尔定律的应用
    • 5.5 磁通量
    • 5.6 磁场中的高斯定理
    • 5.7 安培环路定理
    • 5.8 磁场对载流导线的作用
      • 5.8.1 无限长两平行载流直导线间的相互作用力
      • 5.8.2 磁场对载流线圈的作用
      • 5.8.3 磁力的功
    • 5.9 磁场对运动电荷的作用
      • 5.9.1 洛伦兹力
      • 5.9.2 带电粒子在均匀磁场中的运动
      • 5.9.3 霍耳效应
    • 5.10 知识点框图
  • 6 磁场中的磁介质
    • 6.1 磁介质
  • 7 变化的电磁场
    • 7.1 电磁感应定律
    • 7.2 动生电动势与感生电动势
      • 7.2.1 动生电动势
      • 7.2.2 感生电动势 感生电场
      • 7.2.3 电子感应加速器
      • 7.2.4 涡电流 趋肤效应
    • 7.3 自感应与互感应
      • 7.3.1 自感应
      • 7.3.2 互感应
    • 7.4 磁场能量
    • 7.5 位移电流 麦克斯韦方程组
      • 7.5.1 位移电流
      • 7.5.2 麦克斯韦方程组
磁的基本现象

稳恒电流:导体中电流不随时间变化。由稳恒电流产生的磁场,不随时间发生变化,称为稳恒磁场。主要内容包括稳恒磁场的产生,磁场的基本规律和磁场与介质的相互作用。

 一、磁现象

 人们对磁现象的研究是很早的,而且开始时是与电现象分开研究的。

  天然的磁体来源于铁矿石,人工磁铁是把铁磁物质放在磁场中磁化而得到的。

        

任何磁体都有两极,南极和北极。同极相斥,异极相吸是我们熟知的磁学原理。

在历史上,人们对磁现象的研究由来已久,早在12世纪就出现了关于磁现象的著作;地球本身就存在磁场,指南针和罗盘也称为早期人类利用地球磁场探索大陆和海洋的重要工具。

 最早发现电和磁之间相互联系的人是丹麦物理学家奥斯特。1820年7月奥斯特发现载流导线附近的磁针,会受力而偏转,揭示了电流对磁铁有力的作用

 1820年8月,奥斯特又发表了第二篇论文,他指出:放在马蹄形磁铁两极间的载流导线也会受力而运动。这个实验说明了磁铁对运动的电荷有作用力

1820年9月,法国人安培报告了通有电流的直导线间有相互作用的发现,并在1820年底从数字上给出了两平行导线相互作用力公式。这说明了二者的作用是通过它们产生的磁现象进行的

1822年安培提出了分子电流假说,他认为一切磁现象的根源是电流,即电荷的运动。任何物质的分子中都存在着环形电流(分子电流),每个分子电流就相当于一个基元磁体,当这些分子电流作规则排列,趋向于外界磁场取向时,宏观上便显示出磁性。 到了近代,人们对分子电流的概念加以补充,认为:

轨道圆电流自旋圆电流分子电流

因此,一切磁现象的根源是运动电荷,磁力是运动电荷之间相互作用的表现。