文档介绍：《大学物理》下学期复****资料
【磁场力(洛仑兹力、安培力),磁力矩】
1. 洛仑兹力:
(1)大小:。
(2)方向:正电荷受力为方向,垂直于、构成的平面。对负电荷与之相反。
(3)特点: 垂直于,洛仑兹力对电荷不作功。当时,电荷在磁场中作圆周运动
2. 霍耳效应——电流与磁场方向垂直,在垂直于I与B的方向上存在电势。
霍耳电势差,霍耳系数(b是导体在B方向的厚度)
(正、负载流子分别与电流同向、反向,根据它们在洛仑兹力作用下的运动方向,可判定导体表面电荷的正、负)
3. 安培力(安培定律):矢量式,其中I、B分别是中的电流与所在处的磁感应强度。
(1)电流元所受磁场力:, 方向: (的方向即电流I方向)
*当各处电流元受力同向时,对标量式直接积分;反之,先计算在各坐标轴的分量,积分后求合力。
(2)一段载流直导线: (对平面上的曲线电流,取垂直于磁场方向的投影长度)
(3)两平行载流导线:同向电流相互吸引,异向电流相互排斥。单位长度受力:。
(4)闭合载流线圈:在均匀磁场中,所受的合磁场力为零。(但运动线圈中的电动势一般不等于零)
(沿回路平面的法向,与电流成右螺旋关系。S是线圈面积)
磁力矩(磁场力对转动的通电线圈产生的力矩): 其中,
方向由确定,磁力矩M的单位为(矢量式)
【电磁感应与电磁波】
1. 感应电动势——总规律:法拉第电磁感应定律, 多匝线圈, 。
方向即感应电流的方向,在电源内由负极指向正极。由此可以根据计算结果判断一段导体中哪一端的电势高(正极)。
①对闭合回路,方向由楞次定律判断; ②对一段导体,可以构建一个假想的回路(使添加的导线部分不产生)
(1) 动生电动势(不随t变化,回路或导体L运动) 一般式:; 直导线:
动生电动势的方向:方向,即正电荷所受的洛仑兹力方向。(注意)一般取方向为方向。如果,但导线方向与
不在一直线上(),则上式写成标量式计算时要考虑洛仑兹力与线元方向的夹角。
(2) 感生电动势(回路或导体L不动,已知的值):,B与回路平面垂直时
磁场的时变在空间激发涡旋电场: (B增大时同磁场方向,右图)
[解题要点] 对电磁感应中的电动势问题,尽量采用法拉第定律求解——先求出t时刻穿过回路的磁通量,再用求电动势,最后指出电动势的方向。(不用法拉弟定律:①直导线切割磁力线;②L不动且已知的值)
[注] ①此方法尤其适用动生、感生兼有的情况;②求时沿B相同的方向取dS,积分时t作为常量;③长直电流;④的结果是函数式时,根据“>0即减小,感应电流的磁场方向与回路中原磁场同向,而与感应电流同向”来表述电动势的方向:在图中标定电流方向的情况下,>0时,沿回路的顺(或逆)时针方向。
2. 自感电动势,:;多匝线圈;自感系数
互感电动势,。(方向举例:1线圈电动势阻碍2线圈中电流在1线圈中产生的磁通量的变化)
若则有; ,,;互感系数
3. 电磁场与电磁波
位移电流:, (各向同性介质) 下标C、D分别表示传导电流、位移电流。
全电流定律: ; 全电流:,
麦克斯韦方程组的意义(积分形式)
(1) (电场中的高斯定理——电荷总伴有电场,电场为有源场)
(2) (电场与磁场的普遍关系