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1、学海无涯电磁学论文(电磁学在生活中应用)篇一：电磁学在生活中的应用电磁学在生活中的应用材料与化学工程学院高分子材料与工程541004010122李祥祥电磁学在生活中的应用电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)开展成为物理学中一个完好的分支学科，主要是基于两个重要的实验觉察，即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。这两个实验现象，加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系，开展了对现代文明起严峻阻碍的电工和电子技术。电磁学在生活中应用也比拟广泛，下面举例说明电磁学在生活中应用。指南针 指南针是用以判别方位的一种简单仪器。指南针的前身是中国古代四大制造之一的司南。主要组成
2、局部是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的北极，利用这一功能可以区分方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，因此会一端指南一端指北。 电磁炉电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采纳磁场感应电流又称为涡流的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成局部产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属局部产生交变的电流即涡流，涡流使锅具铁原子高速无规那么运动，原子互相碰撞、摩擦而
3、产生热能故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，因此热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而到达煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对四周环境不产生热辐射、体积小巧、平安性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神和“绿色炉具。电磁炉工作过程中热量由锅底直截了当感应磁场产生涡流来产生的，因此应该选择对磁敏感的铁来作为炊具，由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也特别好，如此减少了特别多的磁辐射，因此铁锅比其他任何材质的炊具也都更加平安。此外，铁
4、是对人体健康有益的物质，也是人体长期需要摄取的必要元素。 电磁起重机电磁起重机是利用电磁原理搬运钢铁物品的机器。电磁起重机的主要局部是磁铁。接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地点。切断电流，磁性消失，钢铁物品就放下来了。电磁起重机使用十分方便，但必须有电流才可以使用，可以应用在废钢铁回收部门和炼钢车间等。利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。电磁起重机能产生强大的磁场力，几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料，不装箱不打包也不用捆扎，就能特别方便地搜集和搬运，不但操作省力，而且工作简化了。装在木箱中的钢铁材料和机器可以同样搬运。起重机工作时，只要电磁铁线圈里电流
5、不停，被吸起的重物就不会落下，看不见的磁力比稳定的链条的可靠。电磁继电器 电磁继电器一般由电磁铁,衔铁,弹簧片,触点等组成的，其工作电路由低压操纵低压电路和高压工作电路两局部构成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点常闭触点释放。如此吸合、释放，从而到达了在电路中的导通、切断的目的。关于继电器的“常开、常闭触点，可以如此来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触
6、点，称为“常开触点；处于接通状态的静触点称为“常闭触点。电磁学在大学物理中是一个难点,然而其在日常生活中有着极为广泛的应用,我们的生活与其息息相关,因此学好它是必不可少的篇二：高斯定理在电磁学中得应用毕业论文高斯定理在电磁学中的应用第 1 页 ，共 20 页目 录1 高斯定理的表述1.1数学上的高斯公式 1.2静电场的高斯定理1.3磁场的高斯定理 2高斯定理的证明方法 2.1.1静电场的高斯定理 2.1.2磁场的高斯定理 2.2高斯定理的直截了当证明 2.3高斯定理的另一种证明2.4对称性原理及其在电磁学中的应用3理解和使用高斯定理应留意的假设干征询题的讨论与总结(a) 定理中的 E是指空间某
7、处的总电场强度 (b) 留意EdSsqint中 E和 dS的矢量性(c) 正确理解定理中的qint(d) 不能只从数学的角度理解EdSsqint(e) 对高斯面的理解 4 高斯定理的应用4.1利用高斯定理求解无电介质时电场的强度4.2利用高斯定理求解有电介质时电场的强度5将高斯定理推行到万有引力场中 5.1静电场和万有引力场中有关量的类比 5.2万有引力场中的引力场强度矢量 5.3万有引力场中的高斯定理 6完毕语 参考文献高斯定理在电磁学中的应用杨梅安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 246011指导教师：黄国栋：高斯定理是电磁学的一条重要定理，它不仅在静电场中有重要的应用，而且也是麦
8、克斯韦电磁场理论中的一个重要方程。本文比拟详细的介绍了高斯定理，并提供了数学法、直截了当证明法等方法证明它，总结出应用高斯定理应留意的几个征询题，从中可以觉察高斯定理在处理电磁学相关征询题时的方便之处。最后把高斯定理推行到万有引力场中去。 关键词：高斯定理，应用，万有引力场 引言高斯定理又叫散度定理，高斯定理在物理学研究方面，应用特别广泛，应用高斯定理求曲面积分、静电场、非静电场或磁场特别方便，特别是求电场强度或者磁感应强度。尽管有时候应用高斯定理求解电磁学征询题特别方便，但是它也存在一些局限性，因此要更好的运用高斯定理处理电磁学征询题，我们首先应对高斯定理有一定的理解。1 高斯定理的表述1.
9、1数学上的高斯公式设空间区域V由分片光滑的双侧封闭曲面S所围成，假设函数P,Q,R在V上连续，且有一阶连续函数偏导数，那么PQRPdydzQdzdxRdxdy 11 dxdydzxyzVS1其中S的方向为外发向。11式称为高斯公式。 1.2静电场的高斯定理一半径为r的球面S包围一位于球心的点电荷q，在这个球面上，场强E的方向处处垂直于球面，且E的大小相等,都是Eq40r2。通过这个球面S的电通量为eEdSssq4ordS2q4or2dSsq4or24r2qo其中S2dS是球面积分，等于4r。从此例中可以看出，通过球面S的电通量只与其中的电量q有关，与高斯面的半径r无关。假设将球面S变为任意闭合
10、曲面，由电场线的连续性可知，通过该闭合曲面的电通量认为q0。假设闭合曲面S内是负电荷q，那么E的方向处处与面元dS取相反，可计算穿过S面的电通量为q/0。假设电荷q在闭合曲面S之外，它的电场线就会穿入又穿出S面，通过S面的电通量为零。假设闭合面S内有假设干个电荷q1,q2,q3qn，由场强叠加原理可知，通过S面的电通量为2eEdSEidSEidSssi1i1snn1oqi1ni此式说明，在真空中的静电场内，通过任意一闭合曲面的电通量，等于包围在该面内的所有电荷的代数和的0分之一，这确实是真空中的高斯定理。通常把闭合曲面S称为高斯面，关于连续分的电荷，电荷体密度为，那么上式可以表述为eEdSs1
11、odVV1.3磁场的高斯定理由于磁力线总是闭合曲线，因此任何一条进入一个闭合曲面的磁力线必定会从曲面内部出来，否那么这条磁力线就不会闭合了。假设关于一个闭合曲面，定义向外为正法线的指向，那么进入曲面的磁通量为负，出来的磁通量为正，那么就可以得到通过一个闭合曲面的总磁通量为零。这个规律类似于电场中的高斯定理，因此也称为高斯定理。用式子表示：BdS0s与静电场中的高斯定理相比拟，两者有着本质上的区别。在静电场中，由于自然界中存在着独立的电荷，因此电场线有起点和终点，只要闭合面内有净余的正或者负电荷，穿过闭合面的电通量就不等于零，即静电场是有源场；而在磁场中，由于自然界中没有单独的磁极存在，N极和S
12、极是不能别离的，磁感线都是无头无尾的闭合线，因此通过任何闭合面的磁通量必等于零，即磁场是无源场2。2 高斯定理的证明 2.1高斯定理的数学证明2.1.1静电场的高斯定理静电场中高斯定理的证明主要分以下四种情况：qr球面的电通量为(a)点电荷在球面中心，点电荷q的电场强度为E4or31q1EdSrdS4or34or2ss1dSs14or24r2qo21(b)点电荷在任意闭曲面外，闭曲面S的通量为qqEdSrdS4or34oss11(xdydzydxdzzdxdy)3rs22按照高斯公式111xdydzydxdzzdxdy3334orrrsqPQRPdydzQdzdxRdxdy 23 dxdydz
13、SxyzV并考虑到xyz在S内有连续一阶偏导数，故22式可22式代入23式得P3,Q3,R3rrr1qEdS3rdS4orss1(xdydzydxdzzdxdy)34ors111xdydzydxdzzdxdy3334orrrsy3ryz3rzdxdydz0qqx3qrx4oV(c)点电荷在任意闭曲面内在任意闭曲面S内以点电荷q为球心作一辅助球面S1，其法向朝内，按照21式可知点电荷q在闭曲面SS1的电通量为零，即：EdSEdS0ss1EdSEdSEdSss1s2qo24其中式24中S1和S2大小相等，法向相反。 (d)点电荷系在闭曲面内外设闭曲面内的点电荷为q,q2,q3qn；闭曲面外的点电荷
14、为qn1；按照上述讨论可得EdSEssi1nidSEidSi1s3n1oqi1ni这确实是静电场中的高斯定理。2.1.2磁场的高斯定理磁场中高斯定理的证明主要分以下四种情况： (a)电流元Idl在球面中心由磁通量的定义和毕奥萨法尔定律dB得电流元的磁感应强度对球面的磁通量为oIdlro为了方便，把简写为，那么可dBB4r2oIdlrooIBdSdS4r24ssrodSdl2rs由于r/dS，因此oBdS0s(b)电流元Idl在任意闭曲面外 电流元的磁感应强度对闭曲面的磁通量为oIdlroBdSdS24rss由于rxiyjzk，并设dldlk，那么dlrydlixdljoIdlIdlryxo代入原式得 BdSdS(dydzdxdz) 22244srrrss按照高斯公式PQRPdydzQdzdxRdxdy dxdydzSxyzVoIdlIdlryxo同理可得BdSdS(dydzdxdz)0 22244srrrss(c)电流元Idl在任意闭曲面内以此类推，在闭曲面S内，以电流元为球心作一辅助球面S1，由于BdSBdS0ss1因
