电磁场与电磁波_知识点总结
电磁场与电磁波课程知识点总结和公式
电磁场与电磁波课程知识点总结与主要公式1 麦克斯韦方程组的理解和掌握 （1）麦克斯韦方程组⎰⎰⎰⎰⎰⎰=•=•∇=•=•∇•∂∂-=•∂∂-=⨯∇•∂∂+=•∂∂+=⨯∇ss l s l s s d B B Q s d D D s d t B l d E t B E s d tD J l d H t D J H 0)(ρ本构关系： E J H B EDσμε===（2）静态场时的麦克斯韦方程组（场与时间t 无关）⎰⎰⎰⎰=•=•∇=•=•∇=•=⨯∇=•=⨯∇ss l l s d B B Q s d D D l d E E I l d H JH 000ρ2 边界条件（1）一般情况的边界条件nn n sT t t sn s n n sn tt n B B B B a J H H J H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210)())(0)==-•=-=-⨯=-=-•==-⨯（（ρρ（2）介质界面边界条件（ρs = 0 J s = 0）nn n t t n n n n t t n B B B B a H H H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210)(0)0)(0)==-•==-⨯==-•==-⨯（（3 静电场基本知识点 （1）基本方程0022=•==∇-=∇=•=•∇=•=⨯∇⎰⎰⎰A Apsl ld E Qs d D D l d E E ϕϕϕερϕρ本构关系： E Dε=（2）解题思路● 对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电位方程（注意边界条件的使用）。
● 假设电荷Q ——> 计算电场强度E ——> 计算电位φ ——>计算能量ωe =εE 2/2或者电容（C=Q/φ）。
（3）典型问题● 导体球（包括实心球、空心球、多层介质）的电场、电位计算；● 长直导体柱的电场、电位计算；● 平行导体板（包括双导体板、单导体板）的电场、电位计算； ● 电荷导线环的电场、电位计算； ● 电容和能量的计算。
电磁波和电磁场的关系
电磁波和电磁场的关系一、引言电磁波和电磁场是物理学中非常重要的概念，它们在现代科技中有着广泛的应用。
本文将从电磁波和电磁场的定义、特性以及它们之间的关系三个方面进行详细阐述。
二、电磁波的定义和特性1. 电磁波的定义电磁波是一种由振荡的电场和磁场相互作用而产生并在真空中传播的无质量粒子。
它们沿着垂直于彼此和传播方向的平面传播，并且具有固定速度（光速）。
2. 电磁波的特性（1）频率与能量成正比：根据普朗克定律，能量与频率成正比，因此频率越高，能量就越大。
（2）速度不变：无论在什么介质中传播，光速始终保持不变。
（3）横向振动：电场和磁场垂直于传播方向，并且也垂直于彼此。
（4）具有偏振性：只有一个特定方向上的振动才能产生偏振光。
三、电磁场的定义和特性1. 电磁场的定义电磁场是一种由电荷和电流产生的物理场。
它包括两个部分：电场和磁场。
电场是由电荷产生的，而磁场则是由运动的电荷（即电流）产生的。
2. 电磁场的特性（1）具有方向性：电场和磁场都具有方向性，它们垂直于彼此并且垂直于传播方向。
（2）相互作用：当一个物体中存在电荷或者电流时，就会产生相应的电磁场，这个场会影响到周围的其他物体。
（3）能量传递：电磁波是通过振荡的电磁场传递能量的。
四、电磁波和电磁场之间的关系1. 产生关系根据麦克斯韦方程组，一个变化的电流会产生一个变化的磁场，而一个变化的磁场也会产生一个变化的电场。
因此，在存在变化的电流或者变化的磁场时，就会同时存在相应大小和方向不同但彼此互相作用并最终形成一种新型物理现象——“辐射”。
2. 相互关系电磁场是产生电磁波的物理场，电磁波则是由振荡的电场和磁场相互作用而产生的。
因此，可以认为电磁波是一种在空间中传播的电磁场扰动。
3. 应用关系由于电磁波和电磁场之间的相互作用关系，我们可以通过控制电磁场来产生和控制电磁波。
这种技术被广泛应用于通信、雷达、医学和科学实验等领域。
五、结论总之，电磁波和电磁场是物理学中非常重要的概念，它们之间存在着密切的联系。
电磁感应、电磁场电磁波的知识点总结全
可编辑修改精选全文完整版高二物理电磁感应、电磁场电磁波的知识点总结2012.6一、产生感应电流的条件：1.磁通量发生变化（产生感应电动势的条件）2.闭合回路*引起磁通量变化的常见情况：（1）线圈中磁感应强度发生变化（2）线圈在磁场中面积发生变化（如：闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动）（3）线圈在磁场中转动二、感应电流的方向判定：1.楞次定律：（适用磁通量发生变化）感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
关于“阻碍”的理解：（1）“阻碍”是“阻碍原磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场；（2）“阻碍”不是“阻止”，尽管“阻碍原磁通量的变化”，但闭合回路中的磁通量仍然在变化；（3）“阻碍”是“阻碍变化”，当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反——阻碍原磁通量的增加；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同——阻碍原磁通量的减少。
2．右手定则：（适用导体切割磁感应线）伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
其中四指指向还可以理解为：感应电动势高电势处。
*应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤①明确闭合回路中原磁场方向（穿过线圈中原磁场的磁感线的方向）。
②把握闭合回路中原磁通量的变化（φ原是增加还是减少）。
③依据楞次定律，确定回路中感应电流磁场的方向（B感取什么方向才能阻碍φ原的变化）。
④利用安培定则，确定感应电流的方向（B感和I感之间的关系）。
*楞次定律的拓展1．当闭合回路中磁通量变化而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍原磁通量的变化。
(增反减同)2．当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍二者之间的相对运动（来斥去吸）。
3．当线圈中自身电流发生变化而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍原电流的变化（自感现象）。
三、感应电动势的大小：1. 法拉第电磁感应定律：在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
高中物理经典复习资料：电磁场和电磁波
【基础知识归纳】大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流．能产生振荡电流的电路叫振荡电路，L C 电路是最简振荡电路中产生振荡电流的过程中，线圈中的电流、电容器极板上的电量及其与之相联系的磁场能、1．振荡原理：利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡电流，形成电场能和磁场能的周期性2．振荡过程：电容器放电时，电容器所带电量和电场能均减少，直到零；电路中的电流和磁场能均增大，直到最大值．充电时，情况相反．电容器正反向充放电一次，便完成一次振荡的全过程．图13—2—1图13—2—13．周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间叫做电磁振荡的周期．1 s 内完成电磁振荡的次数叫做电磁振荡的频率．对LCT ＝LCπ2 f ＝LCπ21三、电磁场和电磁波1（1（2）不仅电流能够产生磁场，变化的电场也能产生2变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，即为电磁场，电磁场由近及远的传3在真空中，任何频率的电磁波的传播速度都等于光速c ＝3.00×108 m/s ．其波速、波长、周期频率间关系为：c ＝Tλ＝f λ（1）麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验成功的证实了电磁波的存在． （2）在电磁波中，电场强度和磁感应强度是互相垂直的，且都和电磁波的传播方向垂直，所以电磁（3）电磁波的（41．调制：在无线电应用技术中，首先将声音、图象等信息通过声电转换、光电转换等方式转为电信号，这种电信号频率很低，不能用来直接发射电磁波．把要传递的低频率电信号“加”到高频电磁波上，1．电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最2．调谐：调谐电路的固有频率可以在一定范围内连续改变，将调谐电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同，即，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐．3．检波：从接收到的高频振荡中分离出所携带的信号的过程叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫4．无线电的接收：天线接收到所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经检波取出携带的电视系统主要由摄像机和接收机组成．把图象各个部位分成一系列小点，称为像素，每幅图象至少要有几十万个像素．摄像机将画面上各个部分的光点，根据明暗情况逐点逐行逐帧地变为强弱不同的信号电中国电视广播标准采用每1 s传送25帧画面，每帧由625雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装【方法解析】麦克斯韦电磁理论是理解电磁场和电磁波的关键所在，应注意领会以下内容：变化的磁场可产生电场，产生的电场的性质是由磁场的变化情况决定的，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生【典型例题精讲】［例1］L C振荡电路中，某时刻磁场方向如图13—2—2所示，则下列说法错误的是图13—2—2ABCD．若电容器【解析】先根据安培定则判断出电流的方向，若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流应正在减小，知A若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增强，知B叙述正确，由楞次定律知D叙述亦正确．因而错误选项只有C【思考】（1）若磁场正在增强，则电场能和磁场能是如何转化的?电容器是充电还是放电?线圈两端的电压是增大还是减小?（2）若此时磁场最强（t＝0），试画出振荡电流ｉ和电容器上板带电量q随时间t变化的图象?（3）若使该振荡电路产生的电磁波的波长更短些，可采取什么措施?（包括：线圈匝数、铁芯、电介【思考提示】（1）磁场增强，磁场能增大，电场能减小，电容器放电，电容器两端电压降低，线圈（2LC，为减小λ，需减小L或C．（3）根据λ＝cT和T＝2π【设计意图】［例2］某电路中电场随时间变化的图象如图13—2—3所示，能发射电磁波的电场是图13—2—3【解析】变化的电场可产生磁场，产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的．均匀变化的电场图A中电场不随时间变化，不会产生磁场．图B和图C中电场都随时间做均匀的变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能激起电磁波．图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不【设计意图】通过本例说明形成【达标训练】1．建立电磁场理论的科学家是_______．用实验证明电磁波存在的科学家是_______【答案】 麦克斯韦2 ABCD ．电磁波的传播速度总是3.0×108m/s【答案】B3A ．波长和频率BC ．波长和波速D【答案】C4A ．①③BC ．①④D【答案】A5．关于电磁波，下列说法中正确的是 ABC．电磁波由真空进D【解析】 任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是c ，故AB 都错．电磁波由真空进入介质，波速变小，而频率不变，Ｃ对．变化的电场、磁场由变化区域向外传播就形【答案】C6．无线电广播的中波段波长的范围是187 m ～560 m ，为了避免邻近电台的干扰，两个电台的频率范围至少应差104 Hz，则在此波段中最多能容纳的电台数约为多少个【解析】f max ＝1871038min⨯=λcHz ＝1.6×106Hzf min ＝5601038max⨯=λcHz ＝0.54×106Hzn ＝466min max 101054.0106.1⨯-⨯=-f f f ∆＝106【答案】1067．某收音机接收电磁波的波长范围在577 m 到182 m【解析】 根据c ＝λff 1＝57710381⨯=λcHz ＝5.20×105Hzf 2＝18210382⨯=λcHz ＝1.65×106Hz所以，频率范围为5.20×105 Hz ～1.65×106Hz【答案】 5.20×105 Hz ～1.65×106Hz8．关于LCA BC D【答案】9．L C 振荡电路中，某时刻的电流方向如图13—2—4所示，则下列说法中正确的是A BCD ．【答案】D10．在L C 振荡电路中，电容器C 的带电量随时间变化的图象如图13—2—5所示，在1×10－6 s 到2×10－6s 内，关于电容器的充（或放）电过程及因此产生的电磁波的波长，正确的结论是A ．充电过程，波长为1200 m B ．充电过程，波长为1500 m C ．放电过程，波长为1200 m D ．放电过程，波长为1500 m【解析】 在1×10－6s 到2×10－6s 内，电容器带电量增大，属充电过程．产生的电磁波周期T ＝4×10－6s ，波长λ＝cT ＝3×108×4×10－6 m ＝1200 m【答案】 A11．L C 振荡电路中，某时刻磁场方向如图13—2—6所示，则下列说法错误的是图13—2—6A B C D【解析】 若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流应正在减小，知A 正确．若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增强，知B 正确，由楞次定律知D【答案】12．在L C 振荡电路中，电容C 两端的电压U C 随时间变化的图象如图13—2—7所示，根据图象可以确定振荡电路中电场能最大的时刻为_______，在T ／2～3T ／4时间内电容器处于_______状态，能量转化情况是_______【解析】 电容器两极板间电压最大时，电场能最大，由图可知电场能最大时刻为0，2T ，T ．在2T ～43T 时间内，两极板间电压变小，电容器处于放电状态，电场能正转化为磁场能．T【答案】0，2，T；放电；电场能转化为磁场能。
电磁场与电磁波知识点
电磁场与电磁波知识点在我们的日常生活中，电磁场与电磁波虽然看不见摸不着，但却无处不在，发挥着至关重要的作用。
从手机通讯到广播电视，从医疗设备到卫星导航，都离不开电磁场与电磁波的应用。
那么，究竟什么是电磁场与电磁波呢？让我们一起来探索一下相关的知识点。
首先，我们来了解一下电磁场。
电磁场是由电场和磁场组成的统一体。
电场是由电荷产生的，而磁场则是由电流或者变化的电场产生的。
电荷在其周围空间会产生电场，当电荷移动时，也就是形成电流，就会产生磁场。
电场的强度可以用电场强度这个物理量来描述。
它的单位是伏特每米（V/m），用来表示单位电荷在电场中所受到的力。
而磁场的强度则用磁感应强度来衡量，单位是特斯拉（T），描述的是单位电流元在磁场中所受到的力。
电磁波，简单来说，就是电磁场的一种运动形式。
当电场和磁场相互激发时，就会产生电磁波，并以光速在空间中传播。
电磁波具有波动性和粒子性双重性质。
电磁波的波动性可以通过波长、频率和波速这三个重要的参数来描述。
波长是指相邻两个波峰或者波谷之间的距离，单位通常是米（m）。
频率则是指电磁波在单位时间内振动的次数，单位是赫兹（Hz）。
波速是指电磁波在介质中传播的速度，在真空中，电磁波的波速约为3×10⁸米每秒。
它们之间存在着一个简单的关系：波速等于波长乘以频率。
电磁波的频率范围非常广泛，按照频率从低到高的顺序，可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和伽马射线等。
不同频率的电磁波具有不同的特性和应用。
无线电波的频率较低，波长较长，常用于广播、电视和通信等领域。
微波的频率比无线电波高一些，在雷达、卫星通信和微波炉等设备中得到广泛应用。
红外线具有热效应，常用于遥控器、红外测温等。
可见光就是我们能够看到的光，它的频率和波长在一定范围内，使我们能够感知到丰富多彩的世界。
紫外线具有杀菌消毒的作用，但过量的紫外线对人体有害。
X 射线具有很强的穿透力，常用于医学成像和安检。
电磁场和电磁波
充 电
放电
ｉ
q=0 i=Im
ｑ
++ ++
q=Qm i=0
两类量:
第一类：电容器的电荷q、电压u、电场E、 电场能E电、线圈的自感电动势e自 第二类：线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁 两类量的变化规律相反. 即第一类增大时 第二类减小; 第一类达最大时第二类为零.
(3)变化规律的图象描述：
q
o t i o
讨论:
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋 电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
1.变化的磁场产生的电场叫感应电场（涡流电场），电场线是 闭合的。
2.静止电荷周围产生的电场叫静电场，电场线由正电荷起到负 电荷终止，不是闭合的。
总结：麦克斯韦认为线圈只不过用来显
一、电磁振荡的产生
+ + + + L
－－ － －
C
E
S
一
电磁波的产生与传播
由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场， 而变化的磁场又产生变化的电场，这样，变化电场和变化磁场 之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远 地在空间传播出去。这样就产生了电磁波。
1、电磁波的波源 我们知道，线圈L和电容C组成的电路可以产生电磁振荡， 电磁振荡能够发射电磁波。但由LC组成普通振荡电路，有以下 特点： (1) 电磁场能量几乎分别集中于电容器和自感线圈内，不利于电 磁波的辐射，所以必需设计能让能量辐射的电路。
(2) 电磁波在单位时间内辐射功率与频率的四次方成正比，而
L C电路频率为
1 2π LC
很低，因而要对电路进行改造。
实验表明，LC回路里产生的振荡电流是按正 弦规律变化的。
电磁场与电磁波基础知识
雨滴半径
1 m3内的 雨滴间
雨滴数
含水量 g/m3
mm
平均距 离cm
0.092
0.1
小雨
中雨 大雨 暴雨 倾盆大 雨
1
4 15 40 100
0.225
0.5 0.75 530 450 12
0.14
0.28 0.83
1
1.5-2.5 400 14
1.9
5.4
路径衰减γд与雨的强度I的关系
1 – 30 GHz 2 – 40 GHz
电磁场的概念源于麦克斯韦的预言
1862年，英国科学家在总结前人研究电磁现象 基础上，建立了完整的电磁波理论，通过数学 推导建立了麦克斯韦方程，进而预言： • 如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那 么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期 性变化的磁场； • 这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期 性变化的电场……如此周而复始； • 变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形 成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
雨、雾、云和冰雹的衰减
雾依其形成条件也分为三种 — 辐射雾、平流雾、汽化雾。 ◆辐射雾形成的主要原因是来自地表和空气 下层的自由辐射，空气因此变冷凝结。 ◆平流雾在湿热空气流经较冷的表面时产生， 其持续时间最长。 ◆汽化雾在冷空气流经热水面时出现。
各种强度雨的主要特性
雨的类 型 毛毛雨 雨的强 度mm/h 0.25
微波以上无线电波传播特性
（1）无线电波传播轨迹的弯曲（折射）； （2）极化面旋转； （3）大气气体对无线电波的吸收（衰减）
； （4）水凝物对无线电波的吸收和散射； （5）固体微粒和大微粒（尘粒和沙粒）对 无线电波的吸收和散射； （6）大气湍流不均匀性对无线电波能量的 耗散； （7）信号色散失真。
大二电磁场与电磁波期末复习公式总结
电磁场与电磁波复习第一部分 知识点归纳 第一章 矢量分析1、三种常用的坐标系 （1）直角坐标系微分线元：dz a dy a dx a R d z y x →→→→++= 面积元：⎪⎩⎪⎨⎧===dxdy dS dxdz dS dydzdS zyx .体积元：dxdydz d =τ（2）柱坐标系长度元：⎪⎩⎪⎨⎧===dz dl rd dl drdl z r ϕϕ.面积元⎪⎩⎪⎨⎧======rdrdz dl dl dS drdz dl dl dS dz rd dl dl dS z zz r z r ϕϕϕϕ.体积元：dz rdrd d ϕτ=（3）球坐标系长度元：⎪⎩⎪⎨⎧===ϕθθϕθd r dl rd dl dr dl r sin .面积元：⎪⎩⎪⎨⎧======θϕθϕθθθϕϕθθϕrdrd dl dl dS drd r dl dl dS d d r dl dl dS r r r sin sin 2.体积元：ϕθθτd drd r d sin 2=2、三种坐标系的坐标变量之间的关系 （1）直角坐标系与柱坐标系的关系⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==+=⎪⎩⎪⎨⎧===z z x y yx r z z r y r x arctan,sin cos 22ϕϕϕ （2）直角坐标系与球坐标系的关系⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=++=++=⎪⎩⎪⎨⎧===z yz y x z z y x r r z r y r x arctan arccos ,cos sin sin cos sin 222222ϕθθϕθϕθ （3）柱坐标系与球坐标系的关系⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+=⎪⎩⎪⎨⎧===ϕϕθθϕϕθ22'22''arccos ,cos sin z r z zr r r z r r 3、梯度（1）直角坐标系中：za y a x a grad z y x ∂∂+∂∂+∂∂=∇=→→→μμμμμ（2）柱坐标系中：za r a r a grad z r ∂∂+∂∂+∂∂=∇=→→→μϕμμμμϕ1（3）球坐标系中：ϕμθθμμμμϕθ∂∂+∂∂+∂∂=∇=→→→sin 11r a r a r a grad r4.散度（1）直角坐标系中：zA y A x A A div zy X ∂∂+∂∂+∂∂=→（2）柱坐标系中：zA A r rA r r A div zr ∂∂+∂∂+∂∂=→ϕϕ1)(1 （3）球坐标系中：ϕθθθθϕθ∂∂+∂∂+∂∂=→A r A r A r rr A div r sin 1)(sin sin 1)(1225、高斯散度定理：⎰⎰⎰→→→→=⋅∇=⋅ττττd A div d A S d A S.意义为：任意矢量场→A 的散度在场中任意体积内的体积分等于矢量场→A 在限定该体积的闭合面上的通量。
电磁场与电磁波复习重点
梯度: 高斯定理:A d S ，电磁场与电磁波知识点要求第一章矢量分析和场论基础1理解标量场与矢量场的概念；场是描述物理量在空间区域的分布和变化规律的函数。
2、理解矢量场的散度和旋度、标量场的梯度的概念，熟练掌握散度、旋度和梯度的计算公 式和方法(限直角坐标系)。
:u；u；u e xe ye z ，-X；y: z物理意义：梯度的方向是标量u 随空间坐标变化最快的方向;梯度的大小：表示标量 u 的空间变化率的最大值。
散度：单位空间体积中的的通量源，有时也简称为源通量密度,旋度：其数值为某点的环流量面密度的最大值， 其方向为取得环量密度最大值时面积元的法 线方向。
斯托克斯定理：■ ■(S?AdS|L )A d l数学恒等式：' Cu )=o ,「c A )=o3、理解亥姆霍兹定理的重要意义：a时，n =3600/ a , n为整数，则需镜像电荷XY平面, r r r.S(—x,y ,z)-q ■严S(-x , -y ,z)S(x F q R 1qS(x；-y ,z )P(x,y,z)若矢量场A在无限空间中处处单值，且其导数连续有界，源分布在有限区域中，则矢量场由其散度和旋度唯一地确定，并且矢量场A可表示为一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和。
A八F u第二、三、四章电磁场基本理论Q1、理解静电场与电位的关系，u= .E d l，E(r)=-V u(r)P2、理解静电场的通量和散度的意义，「s D d S「V "v dV \ D=，VE d l 二0 ' ' E= 0静电场是有散无旋场，电荷分布是静电场的散度源。
3、理解静电场边值问题的唯一性定理，能用平面镜像法解简单问题;唯一性定理表明：对任意的静电场，当电荷分布和求解区域边界上的边界条件确定时，空间区域的场分布就唯一地确定的镜像法：利用唯一性定理解静电场的间接方法。
关键在于在求解区域之外寻找虚拟电荷，使求解区域内的实际电荷与虚拟电荷共同产生的场满足实际边界上复杂的电荷分布或电位边界条件，又能满足求解区域内的微分方程。
电磁场与电磁波知识点
电磁场与电磁波知识点电磁场与电磁波是电磁学的基本概念。
电磁场是由电荷或电流所产生的具有一定强度和方向的力场，它对空间中的其他电荷或电流起相互作用的作用。
电磁波是电磁场的一种传播形式，它是以电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。
首先，我们来了解一下电磁场的基本概念。
电磁场是由电荷或电流所产生的力场。
当电荷或电流存在时，它们会在周围产生电场和磁场。
电场是由电荷产生的力场，它与电荷的性质和位置有关，遵循库仑定律。
磁场是由电流产生的力场，它与电流的性质和流动方向有关，遵循安培定律。
电磁场有一定的强度和方向，它们可以通过电场强度和磁感应强度来描述。
电磁场是非常重要的物理概念，它在电磁学、电动力学和电磁波学等领域中发挥着重要的作用。
电磁场不仅能够解释电荷或电流之间的相互作用，还能够解释光的传播和电磁波的形成。
接下来，我们来了解一下电磁波的基本概念。
电磁波是电磁场的一种传播形式，它是以电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。
电磁波是由振荡的电荷或电流产生的，当电荷或电流振荡时，它们会在周围产生电磁场的波动。
电磁波有许多特性，包括频率、波长、速度和偏振等。
频率是指电磁波的振荡次数，它与波长之间有一个简单的关系，即频率等于速度除以波长。
波长是指电磁波的空间周期，它是电磁波在一个周期内传播的距离。
速度是指电磁波的传播速度，它在真空中的数值约为光速。
偏振是指电磁波的振动方向，电磁波可以是线偏振、圆偏振或者非偏振的。
电磁波在物质中的传播速度和真空中的传播速度有所不同。
当电磁波传播到介质中时，它会与介质中的电荷和电流相互作用，从而减小传播速度。
介质对电磁波的传播速度的影响可以用折射率来描述，折射率是介质中光速与真空中光速的比值。
电磁波在空间中传播时，它能够传递能量和动量。
电磁波的能量和动量密度与电场和磁场的强度有关，它们可以通过能量密度和动量密度来描述。
能量密度是单位体积内的能量，动量密度是单位体积内的动量。
电磁波的能量和动量密度与电磁场的强度有一个简单的关系，即能量密度等于电场强度和磁感应强度的平方之和的一半，动量密度等于电场强度和磁感应强度的矢量叉乘的一半。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电磁场与电磁波_知识点总结(共14页)
--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小-- 2
已经将文本间距加为24磅, 第18章:电磁场与电磁波
一、知识网络 LC回路中电磁振荡过程中电荷、电场。 电路电流与磁场的变化规律、电场能与磁场能相互变化。 分类：阻尼振动和无阻尼振动。
电磁振荡
麦克斯韦电磁场理论 变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场
特点：为横波，在真空中的速度为×108m/s 电磁
电磁场与电发射
接收 应用：电视、雷达。
目的：传递信息 调制：调幅和调频 发射电路：振荡器、调制器和开放电原理：电磁波遇到导体会在导体中激起同频率感
应电流 选台：电谐振 二、重、难点知识归纳 1．振荡电流和振荡电路 （1）大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。自由感线圈和电容器组成的电路，是一种简单的振荡电路，简称LC回路。在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。 （2）LC电路的振荡过程:在LC电路中会产生振荡电流，电容器放电和充电，电路中的电流强度从小变大，再从大变小，振荡电流的变化符合正弦规律．当电容器上的带电量变小时，电路中的电流变大，当电容器上带电量变大时，电路中的电流变小 (3) LC电路中能量的转化 : a、电磁振荡的过程是能量转化和守恒的过程．电流变大时，电场能转化为磁场能，电流变小时，磁场能转化为电场能。 b、电容器充电结束时，电容器的极板上的电量最多，电场能最大，磁场能最小；电容器放电结束时，电容器的极板上的电量为零，电场能最小，磁场能最大． c、理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。回路中电流越大时，L中的磁场能越大。极板上电荷量越大时，C中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。 (4) LC电路的周期公式及其应用 LC回路的固有周期和固有频率，与电容器带电量、极板间电压及电路中电流都无关，只取决于线圈的自感系数L及电容器的电容C。
2、电磁场 麦克斯韦电磁理论:变化的磁场能够在周围空间产生电场(这个电场叫感应电场或涡旋场，与由电荷激发的电场不同，它的电场线是闭合的，它在空间的存在与空间有无导体无关)，变化的电场能在周围空间产生磁场。
机械能 及其转化
定义：机械能是指动能和势能的总和。
转化：动能和势能之间相互转化。 机械能守恒：无阻力，动能和势能之间总量
LCfLCTπ频率的决定式：π周期的决定式：212a、均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场； b、不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场。 c、振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。 d、变化的电场和变化的磁场总是相互联系着、形成一个不可分离的统一体,称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。 3、电磁波： （1）变化的电场和变化的磁场不断地互相转化，并且由近及远地传播出去。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。 （2）电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=×108m/s。 振荡电路发射电磁波的过程，同时也是向外辐射能量的过程． （3）电磁波三个特征量的关系：v=λf 4、电视和雷达 （1）电视发射、接收的基本原理 a、发射：把摄取的图像信号和录制的伴音信号转换为电信号，天线把带有这些信号的电磁波发射出去． b、接收：天线接收到电磁波后产生感应电流，经过调谐、解调等处理，将得到的图像信号和伴音信号送到显像管和扬声器． c、发射电磁波的条件：要有足够高的振荡频率、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间、必须不断地补充能量。 （2）雷达 a、雷达是利用定向发射和接收不连续的无线电波，根据时间间隔测量距离的． b、雷达发射的无线电波是微波，波长短、直线性好、反射性能强． 三、典型例题
例1、某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如右图18-1所示。则这时电容器正在_____（充电还是放电），电流大小正在______（增大还是减小）。 解析：用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在充电；因为充电过图18-1 程电场能增大，所以磁场能减小，电流在减小。 点拨：此题是一个基础题，考查的是振荡电路中电路电流与磁场的变化规律。 小试身手 、如图所示的图18-2的4个图中，开关先拨向位置1，然后拨向位置2时，电路中能够产生振荡电流的是( )
、在LC电路发生电磁振荡的过程中，电容器极板上的电量q随时间t变化的图像如图18-3所示，由图可知( ) A、t1、t3两个时刻电路中电流最大，且方向相同； B、t1、t3两个时刻电路中电流最大，且方向相同 C、t2、t4两个时刻电路中电流最大，且方向相同 D．t2、t4两个时刻电路中电流最大，且方向相反 例2、图18-4所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的曲线，由图18-4可知（ ） A、 在t1时刻，电路中磁能最小 B、 从t1- t2时刻，电路中电流值不断变小 C、 从t2- t3时刻，电容器不断充电 D、 在t2时刻，电容器的电场能最小 解析：在LC振荡电路中，电容器极板上的电量与两板间电压、电场强度成正比，电量q多的时候，两板间电场的电场能也随之增多；电量q少的时候，两板间电场弱，相应的电场能量也随之减少。忽略LC电路振荡过程中线圈电阻发热以及向空间辐射电磁波，那么线圈中的磁场能与电容器两极板之间的电场能互相转换过程中，总的电磁场能量应保持不变。 答案：（1）在t1时刻，电容器极板上电量q为最大值，两板间电场能为最大，线圈中磁场能应是最小值。选项A正确。（2）从t1~t2时刻，电容器极板上电量q从正的峰值降为零值，电场能正在不断地转变为磁场能，与磁场能相应的电路中的电流强度正在不断增强，选项B错误。（3）从t2~t3时刻，电容器极板上电量q又不断增大，表明电容器正在反向充电。选项C正确。（4）在
图18-2 图18-3
图18-4 t4时刻，电容器放电结束，极板上电量为零，电场能也为零，已全部转化为磁场能。选项D正确。本题选项A、C、D正确。 点拨：此题是一个理解题，考查的是LC电路中能量的转化和电路中电流与磁场的变化规律。 小试身手 、在LC电路发生电磁振荡的过程中，在电容器放电结束的时刻（ ） A、电路中的电流为零 B．电容器极板间的场强为零 C．电场能全部转变为磁场能 D．磁场能全部转变为电场能 、LC电路发生电磁振荡的过程中，当电感线圈无电流时( 工艺) A、电感线圈的磁场能达到最大 B．电容器内的电场能为零 C．电感线圈的磁场能为零 D．电容器所带电量为零 ．在LC振荡电路中，当电容器的电量最大时( ) A、电场能开始向磁场能转化 B．电场能正在向磁场能转化 C．电场能全部转化为磁场能 D．磁场能正在向电场能转化 例3、右边两图18-5中电容器的电容都是C=4×10-6F，电感都是L=9×10－4Hz，左图中电键K先接a，充电结束后将K扳到b；右图中电键K先闭合，稳定后断开。两图中LC回路开始电磁振荡t=×10－4s时刻，C1的上极板正在____电,带_____电；L2中的电流方向向____，磁场能正在_____。 解析：先由周期公式求出 s011.224LCT, t=×10－4s时刻是开始振荡后的。再看与左图对应的q-t图像（以上极板带正电为正）和与右图对应的i-t图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图像都为余弦函数图像。在时刻，从左图对应的q-t图像看出，上极板正在充正电；从右图18-6对应的i-t图像看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。 点拨：此题是一个简单计算题，考查的是LC电路中能量的转化、电路中电流与磁场的变化规律和电磁振荡的周期。
图18-5 图18-6 小试身手 、无线电发射机的LC振荡电路的电感L固定，当电容器的电容为C时，它产生的振荡电流的周期为T；当电容器的电容调为4C时，它产生的振荡电流的周期变为( ) A、4T； B．T/4；C．2T； D．T/2 ．在LC振荡电路中，以下可以使振荡频率增大一倍的办法是( ) A、自感L和电容C都减小一半 B．自感L增大一倍，电容C减小一半 C．自感L和电容C都增大一倍 D．自感L减小一半，电容C增大一倍 ． 一个可变电容器的电容变化范围是5～250 PF，用这个电容器和一定值电感组成振荡回路，其振荡频率的最大值约为最小值的 倍．
例4、用回旋加速器加速质量为m、带电量为q的粒子，加速器的磁感应强度为B。用LC振荡器作为高频电源对粒子加速，该振荡器的电感L和电容C的乘积应满足什么条件 解析：回旋加速器在工作中，基本上可以看成带电粒子在匀强磁场中，在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动的问题。经反复加速，带电粒子速度不断增大，做匀速圆周运动的轨道半径也不断增大，但粒子做匀速圆周运动的周期未变，这个周期T1的大小，可以通过列动力学方程解答出来。另一方面用LC振荡器作高频电源，其振荡周期T2与电感L、电容C的关系，也可以用LC振荡的周期公式表达出来。回旋加速器正常工作时，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T1应等于LC振荡器的周期。据此可以找到振荡器的电感L和电容C的乘积应该满足的条件。
解答：②π① vr2=T mv=qvB1
2
r
由①、②两式得：③π Bqm2=T1，LC振荡的周期公式为：⑤④π T=T
LC2=T
212
由③、④、⑤式得：22
2m
=LC
qB
。的乘积应满足和电容答：该振荡器的电感222q/Bm=LCCL