電磁學(xué)論文(電磁學(xué)在生活中應(yīng)用)

1、電磁學(xué)論文(電磁學(xué)在生活中應(yīng)用) 篇一：電磁學(xué)在生活中的應(yīng)用 電磁學(xué)在生活中的應(yīng)用 材料與化學(xué)工程學(xué)院 高分子材料與工程 541004010122 李祥祥 電磁學(xué)在生活中的應(yīng)用 電磁學(xué)從原來互相獨立的兩門科學(xué)(電學(xué)、磁學(xué))開展成為物理學(xué)中一個完好的分支學(xué)科，主要是基于兩個重要的實驗覺察，即電流的磁效應(yīng)和變化的磁場的電效應(yīng)。這兩個實驗現(xiàn)象，加上麥克斯韋關(guān)于變化電場產(chǎn)生磁場的假設(shè)，奠定了電磁學(xué)的整個理論體系，開展了對現(xiàn)代文明起嚴(yán)峻阻礙的電工和電子技術(shù)。 電磁學(xué)在生活中應(yīng)用也比較廣泛，下面舉例說明電磁學(xué)在生活中應(yīng)用。 指南針 指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。指南針的前身是中國古代四大制造之一的司

2、南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉(zhuǎn)動的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的北極，利用這一功能可以區(qū)分方向。常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面。地球是個大磁體，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。指南針在地球的磁場中受磁場力的作用，因此會一端指南一端指北。 電磁爐 電磁爐作為廚具市場的一種新型灶具。它打破了傳統(tǒng)的明火烹調(diào)方式采納磁場感應(yīng)電流（又稱為渦流）的加熱原理，電磁爐是通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割交變磁力線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵原子高速無規(guī)那么運動

3、，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能（故：電磁爐煮食的熱源來自于鍋具底部而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導(dǎo)給鍋具，因此熱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發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物，從而到達(dá)煮食的目的。具有升溫快、熱效率高、無明火、無煙塵、無有害氣體、對四周環(huán)境不產(chǎn)生熱輻射、體積小巧、平安性好和外觀美觀等優(yōu)點，能完成家庭的絕大多數(shù)烹飪?nèi)蝿?wù)。因此，在電磁爐較普及的一些國家里，人們譽之為“烹飪之神”和“綠色爐具”。 電磁爐工作過程中熱量由鍋底直截了當(dāng)感應(yīng)磁場產(chǎn)生渦流來產(chǎn)生的，因此應(yīng)該選擇對磁敏感的鐵來作為炊具，由于鐵對磁場的吸收充分、屏蔽效果也特別好，如此減少了特別多的磁輻射，因此鐵鍋比其他任何

4、材質(zhì)的炊具也都更加平安。此外，鐵是對人體健康有益的物質(zhì)，也是人體長期需要攝取的必要元素。 電磁起重機 電磁起重機是利用電磁原理搬運鋼鐵物品的機器。電磁起重機的主要部分是磁鐵。接通電流，電磁鐵便把鋼鐵物品牢牢吸住，吊運到指定的地點。切斷電流，磁性消失，鋼鐵物品就放下來了。電磁起重機使用十分方便，但必須有電流才可以使用，可以應(yīng)用在廢鋼鐵回收部門和煉鋼車間等。 利用電磁鐵來搬運鋼鐵材料的裝置叫做電磁起重機。電磁起重機能產(chǎn)生強大的磁場力，幾十噸重的鐵片、鐵絲、鐵釘、廢鐵和其他各種鐵料，不裝箱不打包也不用捆扎，就能特別方便地搜集和搬運，不但操作省力，而且工作簡化了。裝在木箱中的鋼鐵材料和機器可以同樣搬運

5、。起重機工作時，只要電磁鐵線圈里電流不停，被吸起的重物就不會落下，看不見的磁力比穩(wěn)定的鏈條的可靠。 電磁繼電器 電磁繼電器一般由電磁鐵,銜鐵,彈簧片,觸點等組成的，其工作電路由低壓操縱低壓電路和高壓工作電路兩部分構(gòu)成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。如此吸合、釋放，從而到達(dá)了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。關(guān)于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以

6、如此來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。 電磁學(xué)在大學(xué)物理中是一個難點,然而其在日常生活中有著極為廣泛的應(yīng)用,我們的生活與其息息相關(guān),因此學(xué)好它是必不可少的篇二：高斯定理在電磁學(xué)中得應(yīng)用畢業(yè)論文 高斯定理在電磁學(xué)中的應(yīng)用第 1 頁 ，共 20 頁 目 錄 1 高斯定理的表述 1.1數(shù)學(xué)上的高斯公式 1.2靜電場的高斯定理 1.3磁場的高斯定理 2高斯定理的證明方法 2.1.1靜電場的高斯定理 2.1.2磁場的高斯定理 2.2高斯定理的直截了當(dāng)證明 2.3高斯定理的另一種證明 2.4對稱性原理及其在電磁學(xué)中的應(yīng)用 3理解和使用高

7、斯定理應(yīng)留意的假設(shè)干征詢題的討論與總結(jié) (a) 定理中的 E是指空間某處的總電場強度 (b) 留意?E?dS? s ?q int 中 E和 dS的矢量性 (c) 正確理解定理中的?q int (d) 不能只從數(shù)學(xué)的角度理解?E?dS? s ?q int (e) 對高斯面的理解 4 高斯定理的應(yīng)用? 4.1利用高斯定理求解無電介質(zhì)時電場的強度4.2利用高斯定理求解有電介質(zhì)時電場的強度5將高斯定理推行到萬有引力場中 5.1靜電場和萬有引力場中有關(guān)量的類比 5.2萬有引力場中的引力場強度矢量 5.3萬有引力場中的高斯定理 6完畢語 參考文獻(xiàn) 高斯定理在電磁學(xué)中的應(yīng)用 楊梅（安慶師范學(xué)院物理與電氣工程

8、學(xué)院 安徽 安慶 246011） 指導(dǎo)教師：黃國棟 摘要：高斯定理是電磁學(xué)的一條重要定理，它不僅在靜電場中有重要的應(yīng)用，而且也是麥克斯韋電磁場理論中的一個重要方程。本文比較詳細(xì)的介紹了高斯定理，并提供了數(shù)學(xué)法、直截了當(dāng)證明法等方法證明它，總結(jié)出應(yīng)用高斯定理應(yīng)留意的幾個征詢題，從中可以覺察高斯定理在處理電磁學(xué)相關(guān)征詢題時的方便之處。最后把高斯定理推行到萬有引力場中去。 關(guān)鍵詞：高斯定理，應(yīng)用，萬有引力場 引言 高斯定理又叫散度定理，高斯定理在物理學(xué)研究方面，應(yīng)用特別廣泛，應(yīng)用高斯定理求曲面積分、靜電場、非靜電場或磁場特別方便，特別是求電場強度或者磁感應(yīng)強度。盡管有時候應(yīng)用高斯定理求解電磁學(xué)征詢題

9、特別方便，但是它也存在一些局限性，因此要更好的運用高斯定理處理電磁學(xué)征詢題，我們首先應(yīng)對高斯定理有一定的理解。 1 高斯定理的表述 1.1數(shù)學(xué)上的高斯公式 設(shè)空間區(qū)域V由分片光滑的雙側(cè)封閉曲面S所圍成，假設(shè)函數(shù)P,Q,R在V上連續(xù)，且有一階 連續(xù)函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)，那么 ?P?Q?R? ?Pdydz?Qdzdx?Rdxdy 11 ?dxdydz?x?y?z?V?S 1 其中S的方向為外發(fā)向。11式稱為高斯公式。 1.2靜電場的高斯定理 一半徑為r的球面S包圍一位于球心的點電荷q，在這個球面上，場強E的方向處處垂直于球面，且E的大小相等,都是E? ? ? ? ? q4?0r 2 。通過這個球面 S的電通

10、量為 ? e ?E?dS? s s q4?or ?dS?2 q4?or2 dS? s q4?or 2 ?4?r?2 q ?o 其中 ? S 2 dS是球面積分，等于4?r。從此例中可以看出，通過球面S的電通量只與其中的電量q有關(guān)，與高斯面的半徑r無關(guān)。假設(shè)將球面S變?yōu)槿我忾]合曲面，由電場線的連續(xù)性可知，通過該閉合曲面的電通量認(rèn)為q 0。 ? ? 假設(shè)閉合曲面S內(nèi)是負(fù)電荷?q，那么E的方向處處與面元dS取相反，可計算穿過S面的電通量為?q/?0。假設(shè)電荷?q在閉合曲面S之外，它的電場線就會穿入又穿出S面，通過S面的電通量為零。 假設(shè)閉合面S內(nèi)有假設(shè)干個電荷q1,q2,q3qn，由場強疊加原理可知

11、，通過S面的電通量為 2 ?e?E?dS?Ei?dS?Ei?dS? s si?1 i?1s ? n ? n ? 1 ?o ?q i?1 n i 此式說明，在真空中的靜電場內(nèi)，通過任意一閉合曲面的電通量，等于包圍在該面內(nèi)的所有電荷的代數(shù)和的?0分之一，這確實是真空中的高斯定理。通常把閉合曲面S稱為高斯面，關(guān)于連續(xù)分 的電荷，電荷體密度為?，那么上式可以表述為?e?E?dS? s? ? 1 ?o ?dV V 1.3磁場的高斯定理 由于磁力線總是閉合曲線，因此任何一條進(jìn)入一個閉合曲面的磁力線必定會從曲面內(nèi)部出來，否那么這條磁力線就不會閉合了。假設(shè)關(guān)于一個閉合曲面，定義向外為正法線的指向，那么進(jìn)入曲面

12、的磁通量為負(fù)，出來的磁通量為正，那么就可以得到通過一個閉合曲面的總磁通量為零。這個規(guī)律類似于電場中的高斯定理，因此也稱為高斯定理。用式子表示： B?dS?0 s ? 與靜電場中的高斯定理相比較，兩者有著本質(zhì)上的區(qū)別。在靜電場中，由于自然界中存在著獨立的電荷，因此電場線有起點和終點，只要閉合面內(nèi)有凈余的正或者負(fù)電荷，穿過閉合面的電通量就不等于零，即靜電場是有源場；而在磁場中，由于自然界中沒有單獨的磁極存在，N極和 S極是不能別離的，磁感線都是無頭無尾的閉合線，因此通過任何閉合面的磁通量必等于零，即 磁 場 是無源場 2 。 2 高斯定理的證明 2.1高斯定理的數(shù)學(xué)證明2.1.1靜電場的高斯定理

13、靜電場中高斯定理的證明主要分以下四種情況： q? ?r球面的電通量為(a)點電荷在球面中心，點電荷q的電場強度為E? 4?or3 ? 1 q?1 E?dS?r?dS?4?or34?or2ss ? ? 1 dS? s 14?or 2 ?4?r?2 q ?o 21 (b)點電荷在任意閉曲面外，閉曲面S的通量為q?q E?dS?r?dS?4?or34?oss ? ? 1 1 (xdydz?ydxdz?zdxdy)3rs 22 ? 按照高斯公式 111 xdydz?ydxdz?zdxdy333 4?orrrs q ?P?Q?R? ?Pdydz?Qdzdx?Rdxdy? 23 ?dxdydz?S?x?y

14、?z?V? 并考慮到 xyz在S內(nèi)有連續(xù)一階偏導(dǎo)數(shù)，故22式可22式代入23式得 P?3,Q?3,R?3 rrr 1 q? E?dS?3r?dS4?orss ? ? ? 1 (xdydz?ydxdz?zdxdy)3 4?ors111 xdydz?ydxdz?zdxdy333 4?orrrs ? ?y?3?r? ?y ?z?3?r? ?z ? dxdydz?0? q q ?x?3 q?r? ?x4?o?V? (c)點電荷在任意閉曲面內(nèi) 在任意閉曲面S內(nèi)以點電荷q為球心作一輔助球面S1，其法向朝內(nèi)，按照21式可知點電荷q在閉曲面S?S1的電通量為零，即： ? ? ? ? E?dS?E?dS?0 s

15、 s1 ? ? ? ? ? ? E?dS?E?dS?E?dS? s s1 s2 q ?o 24 其中式24中S1和S2大小相等，法向相反。 (d)點電荷系在閉曲面內(nèi)外 設(shè)閉曲面內(nèi)的點電荷為q,q2,q3qn；閉曲面外的點電荷為qn?1；按照上述討論可得 E?dS?E s si?1 ? n ?i ?dS?Ei?dS? i?1s 3 ? n ? 1 ?o ?q i?1 n i 這確實是靜電場中的高斯定理。2.1.2磁場的高斯定理 磁場中高斯定理的證明主要分以下四種情況： ?(a)電流元Idl在球面中心 ? ? 由磁通量的定義和畢奧薩法爾定律dB?得電流元的磁感應(yīng)強度對球面的磁通量為 ? ? ? ?

16、oIdl?ro為了方便，把?簡寫為?，那么可 ?dBB4?r2 ? ? ?oIdl?ro?oI B?dS?dS?4?r24?ss ? ?ro?dS? ?dl2rs ? 由于r/dS，因此 o ? ? B?dS?0 s ? (b)電流元Idl在任意閉曲面外 電流元的磁感應(yīng)強度對閉曲面的磁通量為 ? ? ?oIdl?ro? B?dS?dS24?rss ? ? ? ? ? ? ? ? 由于r?xi?yj?zk，并設(shè)dl?dlk，那么dl?r?ydli?xdlj ?oIdlIdl?r?yxo代入原式得 B?dS?dS?(dydz?dxdz) 222?4?4?srrrss ? ? ? ? 按照高斯公式

17、?P?Q?R?Pdydz?Qdzdx?Rdxdy? ?dxdydz?S?x?y?z?V? ? ? ? ? ?oIdlIdl?r?yxo同理可得B?dS?dS?(dydz?dxdz)?0 222?4?4?srrrss (c)電流元Idl在任意閉曲面內(nèi) 以此類推，在閉曲面S內(nèi)，以電流元為球心作一輔助球面S1，由于 ? B?dS?B?dS?0 s s1 ? 因此 B?dS?B?dS?0 s s1 ? ? (d)電流元Idl在閉曲面上 由上述易知，所有的電流元在閉曲面上的磁通量也為零，即 B?dS?0 s ?篇三：電磁在生活中的應(yīng)用 韓英 2010級化學(xué)專業(yè) 2010438002 電磁在生活中的應(yīng)用

18、電磁學(xué)在日常生活中有著極為廣泛的應(yīng)用,我們的生活與其息息相關(guān),因此學(xué)好它是必不可少的，正確利用好它，讓它更好的為人類效勞。 以下是電磁學(xué)在我們的生活中的詳細(xì)應(yīng)用: 一. 電磁爐 采納磁場感應(yīng)電流（又稱為渦流）的加熱原理，電磁爐是通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割交變磁力線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵分子高速無規(guī)那么運動，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能（故：電磁爐煮食的熱源來自于鍋具底部而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導(dǎo)給鍋具，因此熱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發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物，從而到達(dá)煮食的目的。 二

19、、自動空氣開關(guān) 當(dāng)電路由于短路或者用電器總功率過大等緣故導(dǎo)致電流過大時,電磁鐵P磁性變強,吸引銜鐵Q的力變大,使銜鐵轉(zhuǎn)動,閘刀S在彈力作用下自動開啟,切斷電路,起到保險的作用. 三.恒溫箱 這是某養(yǎng)殖場需要一種溫度可調(diào)的恒溫箱,以下為工作原理:這種恒溫箱實際是電磁繼電器的又一應(yīng)用。為其制造的恒溫箱電路示意圖,電熱絲是恒溫箱的加熱元件,圖中的水銀溫度計為導(dǎo)電溫度計,上面的金屬片A的高度可以調(diào)整,下面的金屬片B與溫度計中水銀接觸,該溫度計的水銀泡放置到恒溫箱內(nèi). 四. 喇叭 喇叭音圈加電流后在磁隙中運動，從而帶動紙盆振動發(fā)出聲音。 五.電鈴 線圈通電后，吸合軟鐵芯運動，從而帶動鈴錘敲擊鈴皮發(fā)出響聲

20、。 六.電磁鎖 電磁線圈通電后，吸合鎖芯。 七.無線電廣播與電視 無線電廣播與電視都是利用電磁波來進(jìn)展的。在無線電廣播中，人們先將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺缓髮⑦@些信號由高頻振蕩的電磁波帶著向四周空間傳播。而在另一地點，人們利用接收機接收到這些電磁波后，又將其中的電信號復(fù)原成聲音信號，這確實是無線廣播的大致過程而在電視中，除了要象無線廣播中那樣處理聲音信號外，還要將圖象的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺缓笠矊⑦@兩種信號一起由高頻振蕩的電磁波帶著向四周空間傳播，而電視接收機接收到這些電磁波后又將其中的電信號復(fù)原成聲音信號和光信號，從而顯示出電視的畫面和喇叭里的聲音。 無線電廣播利用的電磁波的頻率特別高，范圍也特別大，而電視所利用的電磁波的頻率那么更高，范圍也更大。 八.電磁起重機 電磁吸盤：由盤形鋼殼和殼內(nèi)的激磁線圈組成,用以汲取導(dǎo)磁性物料，又稱起重電磁鐵,通常掛在起重機吊鉤上使用,其電纜隨吊鉤一起升降。按工作原理可分為電磁式和永磁式。電磁式靠線圈通直流電激磁吸料，斷電去磁卸料。為防止斷電時物料墜落，帶