场强与场强的叠加

积分求场强与电场力

利用积分求场强

①对面投影,使面变成线

②建立 x , y x,y x,y坐标系
{ 直线 : x 轴与线重合 圆弧 : 原点位于圆心 \begin{cases} 直线:x轴与线重合 \\ 圆弧:原点位于圆心 \end{cases} {直线:x轴与线重合圆弧:原点位于圆心​

③直线:选择线上任意一点,点宽度为 d x dx dx,到 O O O距离为 x x x,求出该点对待求点的场强 d E dE dE。
弧:选择线上任意一点,点对应角度为 d φ dφ dφ,求出该点对待求点的场强 E E E。
④求出 d E dE dE在 x , y x,y x,y轴的分量 d E x , d E y dE_x,dE_y dEx​,dEy​。
⑤对 d E x , d E y dE_x,dE_y dEx​,dEy​积分,求出 E x , E y E_x,E_y Ex​,Ey​,并合并。

电场力/库仑力

受力的电荷 力的大小 力的方向
点电荷 F = E q F=Eq F=Eq
带电体 ①建立坐标轴坐标系/坐标系
②受力体上取某点,求出其电量 d q dq dq
③求出场源电荷在点处的场强 E E E
④ F = E d q F=Edq F=Edq在带电体上的积分
遵循同性相斥,异性相吸的规律

场强的注意点

①描述静电场性质的两个基本物理量是 电场强度 ‾ \underline{电场强度} 电场强度​与 u n d e r l i n e 电势 underline{电势} underline电势,
 它们的定义式是 E ⃗ = F ⃗ q 0 ‾ \underline{\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q_0}} E =q0​F ​​和 ∫ A 点 电势零点 E ⃗ d l ⃗ ‾ \underline{\int_{A点}^{电势零点}{\vec{E}d\vec{l}}} ∫A点电势零点​E dl ​。
②场强是矢量,既有大小又有方向。
③试验电荷是正电荷时,其所受电场力方向与场强方向相同 。
 试验电荷是负电荷时,其所受电场力方向与场强方向相反。

电通量,高斯定理

求通过某个面的电通量

当面与 E E E平行时, φ e = 0 φ_e=0 φe​=0。
当有多个面时,求各个面的电通量,再将结果相加。

用高斯定理 φ e = 1 ε 0 ∑ q 内 φ_e=\frac{1}{ε_0}\sum_{}^{}q_内 φe​=ε0​1​∑​q内​求场强。

电通量,高斯定理注意点

电介质中的高斯定理与静电能

用电介质中的高斯定理求场强

①当作没有电介质,求出场强
②将式子中的 φ e φ_e φe​改成 ε r ∮ s E d s ε_r∮_sEds εr​∮s​Eds,并给结果乘上 ε r ε_r εr​。

求极化电荷,束缚电荷

①求出电介质中真是的场强 E E E
②假设没有电介质,求出没有时的场强 E 无介质 E_{无介质} E无介质​。
③将 E 无 介质 E_无介质 E无​介质表达式里的 q q q或 σ σ σ换成
q 极化 或 σ 极化,该场强记作 E 极化 q_{极化}或σ{极化},该场强记作E_{极化} q极化​或σ极化,该场强记作E极化​
④根据 E = E 无介质 + E 极化 E=E_{无介质}+E_{极化} E=E无介质​+E极化​求出 q 极化 或 σ 极化 q_{极化}或σ_{极化} q极化​或σ极化​。

电介质中高斯定理注意

①静电场的高斯定理有两种形式: ∮ S D ∗ d s = ∑ q ∮_SD*ds=\sum{q} ∮S​D∗ds=∑q,其中 q q q指的是高斯面 S S S内的自由电荷; ∮ S E ∗ d s = 1 ϵ 0 ∑ q ∮_SE*ds=\frac{1}{\epsilon_0}\sum{q} ∮S​E∗ds=ϵ0​1​∑q,其中 q q q指的是高斯面 S S S内的所有电荷,在电介质, q q q包括自由电荷和极化电荷两部分。
②电介质中的电位移 D D D与自由电荷和极化电荷的分布有关。
③电介质充满整个电场且自由电荷的分布不发生变化时:
电介质中场强等于没有电介质时该点场强的 1 σ r 倍 电介质中场强等于没有电介质时该点场强的\frac{1}{\sigma_r}倍 电介质中场强等于没有电介质时该点场强的σr​1​倍

静电能的能量/静电能

①求出场强 E E E(用距离r表示)
②体积微分 d V = 4 π r 2 d r dV=4πr^2dr dV=4πr2dr
③静电能 W = ∫ V 1 2 ϵ 0 ϵ r E 2 d V W=\int_{V}\frac{1}{2}\epsilon_0\epsilon_rE^2dV W=∫V​21​ϵ0​ϵr​E2dV
V指要求静电能的空间

电势,电势能

根据场强求电势

①求出场强 E E E(用距离r表示)
②如果题目指定了电势零点,则直接进行下一步;
 如果没有,则选择无穷远处为电势零点。

电势 V = ∫ 待求点的 r 值 电势零点的 r 值 E ∗ d r 电势V=\int_{待求点的r值}^{电势零点的r值} {E*dr} 电势V=∫待求点的r值电势零点的r值​E∗dr

电势差/电压

①求出场强 E E E(用距离r表示)
② U a b = U a − U b = ∫ a 的 r 值 b 的 r 值 E ∗ d r U_{ab}=U_a-U_b=\int_{a的r值}^{b的r值} {E*dr} Uab​=Ua​−Ub​=∫a的r值b的r值​E∗dr

取电荷元求电势

①对面投影,使面变成线。
②建立x,y坐标轴
{ 直线: x 轴与线重合 弧:原点位于圆点 \begin{cases} 直线:x轴与线重合\\ 弧:原点位于圆点 \end{cases} {直线:x轴与线重合弧:原点位于圆点​

{ 直线:选择线上任意一点,点宽度为 d x ,到 O 距离为 x ,求出该点的电量 d q 弧:选择线上任意一点,点对应角度为 d φ ,求出该点的电量 d q \begin{cases} 直线:选择线上任意一点,点宽度为dx,到O距离为x,求出该点的电量dq\\ 弧:选择线上任意一点,点对应角度为dφ,求出该点的电量dq \end{cases} {直线:选择线上任意一点,点宽度为dx,到O距离为x,求出该点的电量dq弧:选择线上任意一点,点对应角度为dφ,求出该点的电量dq​
④求出点到待求点的距离 r 待求点 r_{待求点} r待求点​

⑤以无穷远处为电势零点,得出 d U = d q 4 π ϵ 0 r 待求点 dU=\frac {dq}{4π\epsilon_0r_{待求点}} dU=4πϵ0​r待求点​dq​

⑥ U = ∫ d U U=\int{dU} U=∫dU

电势/电势差的注意点

描述静电场性质的两个基本物理量是 电场强度 ‾ \underline{电场强度} 电场强度​与 电势 ‾ \underline{电势} 电势​,他们的定义式是 E ⃗ = F ⃗ q 0 ‾ \underline{\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q_0}} E =q0​F ​​和 U A 点 = ∫ A 点 电势零点 E ⃗ ∗ d l ⃗ ‾ \underline{U_{A点}=\int_{A点}^{电势零点}{\vec{E}*d\vec{l}}} UA点​=∫A点电势零点​E ∗dl ​。

①电势会沿着电场线的方向变小。

②一点的电势不是一成不变的,会随着电势零点的变化而变化。

③无论电势零点选在哪里,两点间的电势差是不会变的。

④场强是电势的微分

{ E x = − ∂ U ∂ x E y = − ∂ U ∂ y E z = − ∂ U ∂ z \begin{cases} E_x=-\frac{∂U}{∂x}\\ E_y=-\frac{∂U}{∂y}\\ E_z=-\frac{∂U}{∂z} \end{cases} ⎩ ⎨ ⎧​Ex​=−∂x∂U​Ey​=−∂y∂U​Ez​=−∂z∂U​​

电势能

电荷 电势能
点电荷 q q q 电势能
带电体 ①建立坐标轴/坐标系
②待求件上取某个点,求出其电量 d q dq dq
③求出点处,其他带电体的电势
④ W = ∫ U d q W=\int{Udq} W=∫Udq

电场力对位移的电荷做功

①求出场源电势 V V V(用距离 r r r表示)

②找出受力电荷 q q q的起点距离 r 1 r_1 r1​,终点距离 r 2 r_2 r2​

③电场力做功 A 12 = q ( U r 2 − U r 2 ) A_{12}=q(U_{r2}-U_{r2}) A12​=q(Ur2​−Ur2​)(若场源由多部分组成,则依次计算各部分的做功,最后叠加起来)

静电平衡

静电平衡的导体

①若两带电体放在一起,则:

 a、带电体中的电荷都会跑到表面

 b、可以吸引另一个带电体中相反的电荷

 c、带电体除表面外的部分 ∑ q = 0 \sum{q}=0 ∑q=0

 d、带电体除表面外的部分 E E E处处为0

 e、带电体各处电势均相等

②若带电体接地,则靠近另一带电体这侧和没接地一样,而远离另一带电体这侧变为中性(通过该侧所有电荷入地/从大地进入等量的向电荷)

有静电平衡的导体,求场强

①根据下表,画出封闭曲面

②算出封闭曲面的电通量 Φ e \Phi_e Φe​

③求出封闭曲面内的电荷量 ∑ q 内 \sum{q_内} ∑q内​

④用高斯定理 Φ e = 1 ϵ 0 ∑ q 内 \Phi_e=\frac {1}{\epsilon_0}\sum{q_内} Φe​=ϵ0​1​∑q内​

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有静电平衡的导体,求电势

以无穷远处为电势零点,则 U = ∫ r + ∞ E d r U=\int_r^{+\infty}{Edr} U=∫r+∞​Edr

电容

平板板电容器

若平行班电容器电容器两板相对面积为 S S S,间距为 d d d,两板间介质的相对介电常数为 ϵ r \epsilon_r ϵr​

一块板的带电量为 Q Q Q,电荷面密度为 σ \sigma σ

两板间场强为 E E E、电压为 U U U、相互作用力为 F F F
C = { Q U ϵ 0 ϵ r S d , Q = C U , E = { σ ϵ 0 ϵ r U d 2 F Q , U = { Q C E d , F = E Q 2 ( 1 μ F = 1 0 − 6 F , 1 p F = 1 0 − 12 F ) C=\begin{cases} \frac{Q}{U}\\ \frac{\epsilon_0\epsilon_rS}{d} \end{cases} ,Q=CU,E=\begin{cases} \frac{\sigma}{\epsilon_0\epsilon_r}\\ \frac Ud\\ \frac {2F}Q \end{cases} ,U=\begin{cases} \frac QC\\ Ed \end{cases} ,F=\frac{EQ}2\\ (1\mu F=10^{-6}F,1pF=10^{-12}F) C={UQ​dϵ0​ϵr​S​​,Q=CU,E=⎩ ⎨ ⎧​ϵ0​ϵr​σ​dU​Q2F​​,U={CQ​Ed​,F=2EQ​(1μF=10−6F,1pF=10−12F)

平行板中间有介质,求总电容

若两板间有多种东西,且每种的厚度分别为 d 1 , d 2 , … , d n d1,d2,\ldots,dn d1,d2,…,dn

则相对介电常数为 ϵ r 1 , ϵ r 2 , … , ϵ r n \epsilon_{r1},\epsilon_{r2},\ldots,\epsilon_{rn} ϵr1​,ϵr2​,…,ϵrn​

则 c = ϵ 0 S d 1 ϵ r 1 + d 2 ϵ r 2 + … + d n ϵ r n c=\frac{\epsilon_0S}{\frac{d_1}{\epsilon_{r1}}+\frac{d_2}{\epsilon_{r2}}+\ldots+\frac{d_n}{\epsilon_{rn}}} c=ϵr1​d1​​+ϵr2​d2​​+…+ϵrn​dn​​ϵ0​S​

(若某种为金属板,则 ϵ r = + ∞ \epsilon_r=+\infty ϵr​=+∞)

圆柱形电容器,球形电容器

圆柱形电容器中 R 2 > R 1 R_2>R_1 R2​>R1​

电容器内部分区域有介质,且介质面与电容器垂直,求总电容

算出各段的电容 C 1 , C 2 , C 3 , … C_1,C_2,C_3,\ldots C1​,C2​,C3​,…

C = C 1 + C 2 + C 3 + … C=C_1+C_2+C_3+\ldots C=C1​+C2​+C3​+…

电容器储存的电场能

W = Q 2 2 C = 1 2 Q C = 1 2 C U 2 W=\frac{Q^2}{2C}=\frac 12QC=\frac 12CU^2 W=2CQ2​=21​QC=21​CU2

电容器两极间的位移电流

I d = { ϵ r ϵ 0 d E d t S c d U d t 方向与 E , U 相反 I_d=\begin{cases} \epsilon_r\epsilon_0\frac{dE}{dt}S\\ c\frac{dU}{dt} \end{cases}\\ 方向与E,U相反 Id​={ϵr​ϵ0​dtdE​ScdtdU​​方向与E,U相反

磁场

利用表格求磁感应强度

求通电导线段/射线的磁感应强度

若代求点在导线或其延长线上,则磁感应强度为0;若不在,则按下列步骤计算:

①按电流方向找出导线的起点,终点及待求点到导线的距离为 r r r

②待求点与起点连线,连线与导线的电流方向的延长线的夹角为 θ 1 \theta_1 θ1​

③将待求点与终点连线,连线与导线的电流方向的延长线的夹角为 θ 2 \theta_2 θ2​

④ B = μ 0 I 4 π r ( c o s θ 1 − c o s θ 2 ) B=\frac{\mu_0I}{4\pi r}(cos\theta_1-cos\theta_2) B=4πrμ0​I​(cosθ1​−cosθ2​)

求长为 d l dl dl的通电短导线的磁感应长度

若待求点在导线或其延长线上,则 d l dl dl长导线的磁感应强度为0,

若不在,则 B = μ 0 I d l s i n θ 4 π r 2 ( θ 是 I 方向与 r 的夹角 ) B=\frac{\mu _0Idlsin\theta}{4\pi r^2}(\theta是I方向与r的夹角) B=4πr2μ0​Idlsinθ​(θ是I方向与r的夹角)

利用积分求磁感应强度

①选择与 I I I纯质,且经过待求点的方向,建立 x x x坐标轴。

②在坐标轴上去宽度为 d x dx dx,与 O O O距离为 x x x的一点,求出该点对应通电部分的电流 d I dI dI

③求出该点对应通电部分在待求点的磁感应强度 d B dB dB

④ B = ∫ d B B=\int{dB} B=∫dB

利用安培环路定理求 B B B

①按照下表,判断出 B B B的方向,构造出相对应的闭合曲线 l l l,并随便假设个 l l l的方向

②求出 ∮ B d l \oint{Bdl} ∮Bdl
∮ B d l = B ∗ ( l 与 B 平行且同向部分 − l 与 B 平行且反向部分 ) \oint{Bdl}=B*(l_{与B平行且同向部分}-l_{与B平行且反向部分}) ∮Bdl=B∗(l与B平行且同向部分​−l与B平行且反向部分​)
③求出闭合曲线内的电流 ∑ I 内 \sum{I_内} ∑I内​

 右手四指按闭合曲线的方向弯曲

 电流方向与伸直的拇指方向相同时 ∑ I 内 \sum {I_内} ∑I内​取正,

 相反时 ∑ I 内 \sum {I_内} ∑I内​取负

④用 ∮ B d l = μ 0 ∑ I 内 \oint{Bdl}=\mu _0\sum{I_内} ∮Bdl=μ0​∑I内​求出代求的磁感应强度

磁场里的力

判断有速度的电荷在磁场中收的力(洛仑兹力)

大小: F = q v B s i n θ ( 其中 θ 是 v 与 B 的夹角 , 0 ≤ θ ≤ π ) F=qvBsin\theta(其中\theta是v与B的夹角,0\leq\theta\leq\pi) F=qvBsinθ(其中θ是v与B的夹角,0≤θ≤π)

方向:正电荷:右手手腕到手掌是速度方向,手指根到指尖是磁场方向,此时拇指方向即是力的方向

​ 负电荷:与正电荷相反

带电粒子在磁场作用下运动

带电粒子 q q q以初速度 v 0 v_0 v0​进入磁场中

情况①: v 0 / / B v_0//B v0​//B:粒子仍以 v 0 v_0 v0​作匀速直线运动

情况②: v 0 ⊥ B v_0\bot B v0​⊥B:粒子在垂直 B B B的平面内,以$ v_0$作匀速圆周运动。
运动半径: R = m v 0 q B 运动周期: T = 2 π m q B ( 式中 m 为粒子质量 ) 运动半径: R=\frac{mv_0}{qB}\\ 运动周期: T=\frac{2\pi m}{qB}\\ (式中m为粒子质量) 运动半径:R=qBmv0​​运动周期:T=qB2πm​(式中m为粒子质量)

通电导线在磁场中受的力(安培力)

大小: F = I l s i n θ ( 式中 l 为电流起点到电流终点的直线距离, θ 为电流起点到电流终点的方向与 B 的夹角, 0 ≤ θ ≤ π ) F=Ilsin\theta(式中l为电流起点到电流终点的直线距离,\theta为电流起点到电流终点的方向与B的夹角,0 \leq\theta\leq\pi ) F=Ilsinθ(式中l为电流起点到电流终点的直线距离,θ为电流起点到电流终点的方向与B的夹角,0≤θ≤π)

方向:让右手手腕到手掌与电流起点到终点方向一致,让手指根到指尖的方向与磁场方向一致,此时拇指方向就是所受安培力的方向。

载流线圈的磁矩 m ⃗ \vec{m} m ,收到的力矩 M ⃗ \vec{M} M

m ⃗ { 大小 : m = N I S ( N 为线圈匝数, S 为线圈面积 ) 方向 : 右手四指按电流 I 方向弯曲时,伸直的拇指表示 m ⃗ 的方向 \vec{m}\begin{cases} 大小:m=NIS(N为线圈匝数,S为线圈面积)\\ 方向:右手四指按电流I方向弯曲时,伸直的拇指表示\vec{m}的方向 \end{cases} m {大小:m=NIS(N为线圈匝数,S为线圈面积)方向:右手四指按电流I方向弯曲时,伸直的拇指表示m 的方向​

M ⃗ { 大小 : M = m B s i n θ ( θ 为 m ⃗ 与 B ⃗ 的夹角 , 0 ≤ θ ≤ π ) 方向 : 可使 m ⃗ 的方向接近 B ⃗ 的方向的转向 \vec{M}\begin{cases} 大小:M=mBsin\theta(\theta为\vec{m}与\vec{B}的夹角,0\leq\theta\leq\pi)\\ 方向:可使\vec{m}的方向接近\vec{B}的方向的转向 \end{cases} M {大小:M=mBsinθ(θ为m 与B 的夹角,0≤θ≤π)方向:可使m 的方向接近B 的方向的转向​

霍尔效应

大小: V = A H I B d ( A H 为霍尔系数,其大小与板本身有关 , d 为导体板与 B 平行那个边的长度 ) V=A_H\frac{IB}{d}(A_H为霍尔系数,其大小与板本身有关,d为导体板与B平行那个边的长度) V=AH​dIB​(AH​为霍尔系数,其大小与板本身有关,d为导体板与B平行那个边的长度)

方向:右手手腕到手掌与电流方向一致,手指根到指尖与磁场方向一致,拇指方向指向的面是电势较高的一侧

磁介质

判断三种磁介质

磁介质 相对磁导率 μ r \mu _r μr​的情况
抗磁质 μ r < 1 \mu _r<1 μr​<1
顺磁质 μ r > 1 \mu _r>1 μr​>1
铁磁质
(铁磁质其实算是顺磁质的一种特殊情况,因其用途广,故单独命名一类)
μ r > > 1 \mu _r>>1 μr​>>1
且会随着磁场 B B B的变化而变化

管内有磁介质,求螺线管内的磁感应强度,磁场强度

管内磁感应强度

 大小: B = μ 0 μ r n I B=\mu _0\mu _r n I B=μ0​μr​nI

 其中: μ r \mu _r μr​指的是管内磁介质的相对磁导率, n n n指的是单位长度上线圈的匝数,等于 总匝数 总管长 \frac{总匝数}{总管长} 总管长总匝数​

管内磁场强度

 大小: H = n I H=n I H=nI

 其中, n n n指的是单位长度上线圈的匝数,等于 总匝数 总管长 \frac{总匝数}{总管长} 总管长总匝数​

方向:与 B B B一致

磁介质的其他两个属性:

 磁导率: μ = μ r μ 0 \mu=\mu _r\mu_0 μ=μr​μ0​

 磁化率: x = μ r − 1 x=\mu _r-1 x=μr​−1

用磁介质中的安培环路定理求磁场强度与磁感应强度

①按照下表,判断出 H H H的方向,构造出相对应的闭合曲线 I I I,并随便假设个 I I I的方向。

②求出 ∮ L H d l \oint_L{Hdl} ∮L​Hdl

​ ∮ L H d l = H ∗ ( l 与 H 平行且同向部分 − l 与 H 平行且反向部分 ) \oint_L{Hdl}=H*(l_{与H平行且同向部分}-l_{与H平行且反向部分}) ∮L​Hdl=H∗(l与H平行且同向部分​−l与H平行且反向部分​)

③求出闭合曲线内的电流 ∑ I 内 \sum { I_内} ∑I内​

​ 右手四指按闭合曲线的方向弯曲,电流方向与伸直的拇指方向相同时, ∑ I 内 \sum { I_ 内} ∑I内​取正,相反时 ∑ I 内 \sum { I_ 内} ∑I内​取反。

④用 ∮ L H d l = ∑ I 内 \oint_L{Hdl}=\sum {I _ 内} ∮L​Hdl=∑I内​,求出 H H H,用 B = μ 0 μ r H B=\mu _ 0 \mu _ rH B=μ0​μr​H求出 B B B( B B B和 H H H方向一致)

求束缚电流/磁化电流

①求磁介质中的 B B B;

②求出磁介质在代求表面处的 B 表面 B_{表面} B表面​

③联立下列三个方程,解出束缚电流密度 j ′ j^{'} j′
j ′ = M c o s θ M = μ r − 1 μ 0 μ r B 表面 θ = 0 … } ⟹ j ′ = … ( j ′ 值为正时束缚电流与导体内的电流同向, j ′ 值为负时束缚电流与导体内的电流反向 ) \left. \begin{matrix} j^{'}=Mcos\theta\\ M=\frac{\mu _r-1}{\mu _0 \mu_r}B_{表面}\\ \theta=0 \end{matrix}\ldots \right\}\implies j^{'}=\ldots\\ (j^{'}值为正时束缚电流与导体内的电流同向,j^{'}值为负时束缚电流与导体内的电流反向) j′=McosθM=μ0​μr​μr​−1​B表面​θ=0​…⎭ ⎬ ⎫​⟹j′=…(j′值为正时束缚电流与导体内的电流同向,j′值为负时束缚电流与导体内的电流反向)

电磁感应

求通过某个面的磁通量

情况 磁通量 Φ \Phi Φ
平面法线方向与 B B B方向夹角为 θ \theta θ P h i = ± B ∗ S c i n θ Phi=\pm B*Scin\theta Phi=±B∗Scinθ
= ± B ∗ S ⊥ =\pm B*S_{\bot} =±B∗S⊥​
封闭曲面 Φ = 0 \Phi=0 Φ=0

(若面为封闭面,则 B B B穿出为正,反之为负)

利用积分通过某个面的磁通量

①建立垂直于 I I I的 x x x轴, O O O点在 I I I上

②在代求面任取一窄长条,对应宽度为 d x dx dx,与 I I I的距离为 x x x,求出窄长条的面积 d S dS dS

③求出 I I I在窄长条处产生的磁感应长度 B B B

④总磁通量为 Φ = ∫ B d S \Phi =\int {B d S} Φ=∫BdS

由磁通量变化产生的感应电动势通过 N N N匝闭合曲线的磁通量$\Phi $发生变化时:

电动势大小: E = − N d Φ d t E=-N\frac{d\Phi}{dt} E=−NdtdΦ​

电动势方向:磁通量增加时,右手拇指指向 B B B的反方向

​ 磁通量减少时,右手拇指指向 B B B的方向相对,磁通量减少时拇指与磁线方向一致,则弯曲的四指表示线圈中电动势/电流的方向

由切割磁感线产生的感应电动势

电动势大小:平动切割时: E = B l v ⊥ ( l : 导线在垂直于 B 的面的投影长 ; v ⊥ : v 在垂直于 B 的面的投影长 ) E=Blv_{\bot}(l:导线在垂直于B的面的投影长;v_{\bot}:v在垂直于B的面的投影长) E=Blv⊥​(l:导线在垂直于B的面的投影长;v⊥​:v在垂直于B的面的投影长)

​ 转动切割时: E = 1 2 B ω l 2 E=\frac 12 B\omega l^2 E=21​Bωl2

电动势方向:电源负极 → \to →电源正极

​ 右手拇指与 v v v与 w w w一致,让磁感线从掌心穿过,四指指尖指向正极,反方向为负极。

感应电流:若切割部分外接闭合电路,则电路中有感应电流,从负极 → \to →正极,若其不在电路中,则无感应电流(不过电动势还有的)

利用积分算切割产生的感应电动势

电动势大小:

①沿着待求导线建立坐标轴 O x Ox Ox轴

②在坐标 x x x处取长度为 d x dx dx的距离 O O O为 x x x的点

③求出点处,待求导线外的通电体产生的磁感应强度 B B B

④总电路 E = ∫ B r d x E=\int {Brdx} E=∫Brdx

电动势方向:电源负极 → \to →电源正极

​ 右手拇指与 v v v或 ω \omega ω一致,让磁感线从掌心穿过,四指指尖指向正极,反方向为负极

感应电流:若切割部分外接闭合电路,则电路中有感应电流,从负极 → \to →正极,若其不在电路中,则无感应电流(不过电动势还是有的)

螺线管中的磁能

磁能: W = 1 2 μ 0 μ r n 2 I 2 n : 单位长度的匝数 μ r : 螺线管内磁介质的相对磁感率 v : 螺线管的管内体积 磁能:W=\frac 12 \mu _0 \mu _rn^2I^2\\ n:单位长度的匝数\\ \mu _r:螺线管内磁介质的相对磁感率\\ v:螺线管的管内体积 磁能:W=21​μ0​μr​n2I2n:单位长度的匝数μr​:螺线管内磁介质的相对磁感率v:螺线管的管内体积

磁场的能量密度

W = B 2 2 μ 0 μ r W=\frac{B^2}{2\mu_0\mu_r} W=2μ0​μr​B2​

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