1、尊敬的老师,同学们下午好!我们第六小组的实践题目是。经过宋老师的指导和小组组员们这几天的共同努力,我们从描述电场和磁场物理量概念的对比,电磁学性质的对比,电磁学中计算公式的对比,电介质的极化机制与磁介质的磁化机制,电磁学能量的对比和麦克斯韦方程组的由来及意义,对电学和磁学六个方面的课程内容进行了对比。物理的学习掌握概念是最基本的,现在我先从描述电场和磁场物理量概念的对比开始为大家讲解。在电磁场物理量概念这一部分我们选择了电场中的基本概念点电荷、电场强度、电场线,极化电荷及极化强度和磁场中基本概念电流元、磁感应强度、磁化电流及磁化强度进行对比。(4)点电荷是带电体的一种理想模型,如果在研究的问题
2、过程中,形状 、大小以及电荷分布可以忽略不计的带电体电流元是描述磁场的基本物理量,它本身是不存在的,为了描述磁场的性质,引入了电流元的概念,磁场可以看作很多电流元的运动而激发出来的(5)比较电场强度和磁感应强度的概念可以看出,电场强度和磁感应强度都和它们在各自的场中所受的作用力成正比,与其场中基本物理量大小成反比。电场强度和磁感应强度都是矢量,不仅有大小,而且有方向,所以电场和磁场都是矢量场(7.8)电极化与磁极化是对称的,当场中置入介质,电介质会在外电场的作用下被极化,产生极化电荷且平衡时均匀分布在介质的两端表面;对应的磁介质在外磁场的作用下被磁化,产生磁化电流且平衡时分布在磁介质的侧表面(
3、9)静电场的高斯定理:在真空中的通过球面的电场强度的通量等于球面所包围的电荷 q 除以真空电容率。电介质时的静电场中,通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合曲面内所包围的自由电荷的代数和,二者说明,无论有无介质,静电场都是有源场。(10)磁场的高斯定理:磁介质内部的磁场是由传导电流激发的磁场与磁化电流激发的磁场叠加而成的。由于磁化电流在激发磁场方面与传导电流等效,激发的磁场都是有旋场,所以,磁场中的高斯定理为磁场中通过任意闭合曲面的磁通量恒等于零,说明磁场是无源场。(11)电介质的存在电场中增加了一些新的场源,但电介质并未改变电场的基本性质,静电场的环路定律在静电场中电场强度 E 的环流为依然
4、为零,即静电场是保守场,电场力保守力。但安培环路定理只适用于真空中的稳恒电流产生的磁场,如果空间存在其它磁性材料,则需对安培环路定理的形式进行修正,(12)当有磁介质存在时,空间任意一点的磁感应强度 B,是由传导电流和磁化电流共同产生的,所以定义有介质时的安培环路定理时引入一个辅助物理量-磁场强度 H,所以有介质时的安培环路定理是:磁场强度对任意闭合路径的环流等于该闭合路径所圈围的传导电流的代数和。(13)-(17)式的对比中,无论是电场中点电荷 点电荷系 带电体的电场强度和磁场中载流长直导线 圆形载流导线 载流螺线管内的磁场强度,还是电通量 磁通量 电场的高斯公式 磁场的高斯公式 到 电场中
5、的环路定理公式 磁场中的安培环路公式 都能看出明显的对称性(18)无极分子在无外电场的情况下,正负电荷中心是重合的;在有外电场中正负电荷中心发生相对位移(19)有极分子在无外电场时无序排列,在外电场中,有极分子受到力矩作用。(23)顺磁质在无外电场时各分子磁矩的取向是无规则的,各分子力矩都受磁力矩作用,各分子力矩取向与外磁场方向相同的趋势,这样顺磁质就被磁化了 。抗磁质 铁磁质 磁化程度非常大。此外,铁磁质磁化与温度有关,温度升高磁化能力逐渐减小,当到达某一温度时,铁磁性完全消失(24)这个地方的电势是所有导体电荷在第 i 个导体上(包括第 i 个导体本身所带的电荷)贡献的电势,静电能等于其充
6、电过程中外力反抗电场力所做的功,由此可见,电容器不但室电的容器,还是能量的容器。(25)这个地方的 L 为自感系数。M 是互感系数,I1 和 I2 在两个线圈中建立的稳恒电流。(26)磁场能量密度与磁感强度的二次方成正比,而电场的能量密度与电场强度的二次方成正比,在电场强度大的区域,场能量大的地方,能量密度也越大。(27)麦克斯韦总结了电磁学的全部成就,并提出位移电流假说,(28)这些是静止电荷激发的静电场和恒定电流激发的恒定磁场的一些基本方程。(29)麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁场的高斯定理不仅适用于静电场和恒定磁场,也适用于一般电磁场,为了得到电磁场的四个基本方程,(30)麦克斯韦在引入有旋电场和位移电流两个重要概念后,将静电场的环流定理修改为 将安培环路定理修改为全电流安培环路定理,于是得到麦克斯韦方程组。(31) 、(32) 。(33)最后感谢胡老师的悉心教导和宋老师的耐心指导,也谢谢在座各位同学的观看,谢谢您们!