《物理竞赛(电学补充知识)forstudents.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理竞赛(电学补充知识)forstudents.ppt（30页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、,College Physics,李为人,大学物理竟赛辅导 （电磁学部分） 1.补充知识,从场的角度认识,1 电流和电流密度,方向：正电荷运动的方向 单位：安培,一.电流强度(宏观量) current strenth,大小：单位时间内通过导 体某一横截面的电量,二.电流密度(微观量) current density,大小:垂直于电流方向的单位面积上的电流强度。 方向为该点正电荷定向移动的方向。,1.导体中某点的电流密度,单位：安培/米2,电流场中的电流线,2.电流密度和电流强度的关系,“一个矢量场和它的通量的关系”,“电流线发出于正电荷减少的地方,终止于正电荷增加的地方”.,三.电流连续性方程
2、,电流线流出封闭面即电流流出时：,电流线流进封闭面即电流流进时：,因为电荷守恒定律,则有,封闭面内电荷减少,封闭面内电荷增加,2 稳恒电流与稳恒电场,二.稳恒条件,电流场中每一点的电流密度的大小和方向均不随时间改变.,一.稳恒电流,封闭面上的电流密度的通量等于零。 或流进封闭面的电流等于流出封闭面电流。或稳恒电流的电路必须闭合。,节点电流定律 (基尔霍夫第一定律) 稳恒电路中流入节点的电流等于流出节点的电流,由稳恒条件可得出几个结论 -导体表面电流密度矢量均无法向分量(沿轴向). -对无分支稳恒电路,各横截面电流强度相等.,三.稳恒电场,1.稳恒电场,-对稳恒电路,导体内存在稳恒电场. -对稳
3、恒电场,由不随时间改变的电荷分布产生.,2.稳恒电场和静电场比较 相同之处: -电场不随时间改变. -满足高斯定理. -满足环路定理,是保守场引入电势.,回路电压定律(基尔霍夫第二定律) 稳恒电路中沿任何闭合回路的电动势之和等于电压降之和,不同之处： -产生稳恒电流的电荷是运动的电荷,电荷分布不随时间改变. -稳恒电场的存在伴随着能量的转移.,3 欧姆定律和电阻 一.欧姆定律 一段无源电路的欧姆定律 a）积分形式 b）微分形式,导体中任一点电流密度的方向(正电荷运动方向)和该点场强方向相同.,3.闭和回路的欧姆定律,2.一段有源电路的欧姆定律,二.电阻,4 电动势 一.电源及电源的作用 非静电
4、力electromotive force 非静电力场强non-electrostatic force,二.电动势 把单位正电荷经电源内部由负极移向正极过程中非静电力所作的功.,场中某点的非静电场强为单位正电荷在该点受的非静电力.,例：,5 电容的充放电,充电,放电,LC电磁振荡电路,由电容为C和电感为L的线圈组成，回路中及线圈上的电阻忽略不计，称为LC 电路（理想电路）.,开关K于1位时:电源对电容充电; 开关K于2位时:电容对电路放电; 此时构成LC电磁振荡电路,除LC电路外,还有RC电路和LRC电路的暂态过程.处理方法相似.,6 复杂回路的处理方法,基尔霍夫第一定律,基尔霍夫第二定律,n个
5、节点, 设(n-1)节点方程,设 (m+n-1) 个 未知的支路电流,m个网孔, 设m个回路方程,例：,解,7 静电场及静磁场边界条件,界面上的物理量发生突变而不连续，代之以边界条件！,一，静电场边界条件,（2）由静电场环路定理得:,（1）由静电场高斯定理得：,（3）静电场边界折射定理:,静电场的E矢量和D矢量不连续。但: 静电场的D矢量的法向分量连续； 静电场的E矢量的切向分量连续。,（1）由静电场高斯定理得：,设界面上,（2）由静电场环路定理得:,二，静磁场边界条件,（2）由静磁场环路定理得,（1）由静磁场高斯定理得：,（3）静磁场边界折射定理,静磁场的B矢量和H矢量不连续。但: 静磁场的B矢量的法向分量连续； 静磁场的H矢量的切向分量连续。,（1）由静磁场高斯定理得：,（2）由静磁场环路定理得,设界面上,
物理竞赛(电学补充知识)forstudents.ppt
