电磁学基础-
《电磁学基础》课程教学大纲
课程代码：030032112
课程英文名称：Electromagnetism foundation
课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0
适用专业：电类各专业
大纲编写（修订）时间：2017.11
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
本课程是工科电气工程类本科各专业的一门重要的技术基础课。电类各专业主要课程的核心内容都是电磁现象在特定范围和条件下的体现,分析电磁现象的定性过程和定量计算方法是电类各专业学生掌握专业知识和技能的基础之一,因而电磁场课程所涉及的内容，是合格的电类专业本科生所应具备的知识结构的必要组成部分。不仅如此，电磁场理论又是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。因此，学习这一课程不仅为学习专业课程准备了必要的基础知识，而且将对培养学生严谨的科学学风、科学方法以及抽象的思维能力、创新精神等，都起着十分重要的作用。通过本课程的学习，学生应从整体上掌握电磁场的基本概念、基本属性、基本理论和基本分析方法，了解电磁场边值问题的表述以及数值计算方法，了解电磁场的主要应用领域及其原理，训练分析问题、归纳问题的科学方法，培养用数学工具分析问题，解决问题的能力。为后续课程的学习和解决工程电磁场问题打下良好的基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
本课程在普通物理和工程数学的基础上，主要研究电磁场与电磁波的基本属性，运动规律，与物质的相互作用及其应用等，包括电磁场的数学物理基础、电磁场中的基本物理量和基本实验定律、静电场分析、静电场边值问题的解析法、稳恒磁场等部分。每个部分根据教学内容要求再分若干章节，循序渐进，便于学生学习掌握。通过本课程教学，培养学生具有运用场的观点定性分析和定量计算工程电磁场问题的初步能力，具体应达到下列要求：
1. 使学生对电磁场的基本概念、基本理论、基本分析方法和电磁场的能量和力效应等内容能够有比较全面的认识和正确的理解与掌握, 并了解物质的基本电磁性质和电磁场理论的一些应用，具有初步的应用能力；掌握电磁波在理想介质和导电媒质中传播的基本规律，并能对工程中一些基本交变电磁现象进行解释。
2. 使学生在掌握基础理论和技术技能的同时掌握本门课程的基本研究方法和科学思维方法。学会模型、抽象的思维方法，会根据具体条件，抓住主要矛盾，忽略次要因素，对研究对象作出合理的简化。
3. 学会用数学语言表述问题和使用高等数学工具去分析处理问题。在分析工程电磁场问题中能写出对应的边值总量，并能正确应用边界条件。
4．加强对学生独立获取知识能力的培养，使他们能应用已有的知识和数学手段去进一步拓宽自己的知识面，进一步学习与本门学科知识有关的其他专业知识。能独立地阅读教材、参考书及有关文献资料，并能在理解主要内容的基础上写出条理比较清楚的阅读笔记及小结。
5．注重电磁场的基本理论与工程应用的结合。
（三）实施说明
本大纲是根据教育部颁布的本科基础课教学基本要求，结合我校教学计划制定的。
本课程的特点是理论性强，思想性强，与相关基础课及专业课联系较多，教学中应注重启发引导学生掌握重要概念的背景思想，理解重要概念的思想本质，避免学生死记硬背；要善于将有
关学科或生活中常遇到的名词概念与微积分学的概念结合起来，使学生体会到学习微积分的必要性；注重各教学环节（理论教学、习题课、随堂测试）的有机联系,通过习题课、随堂测试使学生加深对课堂教学内容的理解，提高分析解决问题的能力和运算能力。由于本课程的数学要求高、公式多、物理概念抽象、理论难以掌握、学习易畏难等学科特点，本课程教学应突出教师的中心地位，通过多种教学方法在教学过程中的结合运用，使抽象的概念形象化，难懂的公式物理化，知识的掌握系统化，理论基础与实际应用密切联系，激发学生兴趣，培养学生探索性学习素养，启迪学生创新思想，促进学生知识拓展应用能力的提高。通过开卷考试形式的改革，避免学生死记硬背公式而淡化知识学习和能力培养的目的，促进学生在课程集中学习，提高学生对知识的提炼、总结和归纳能力。
（四）对先修课的要求
在学习本课程之前，学生应先修过大学物理，了解电磁运动的一般规律，并能进行初步计算等。
（五）对习题课、实践环节的要求
1．对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。
2．习题内容要多样化，内容必须包括基本概念及基本理论，要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对涉及到的重点、难点，课上应做必要的提示。
3．以思考题和习题的选择为主，鼓励学生养成研究问题、解决问题良好作风，通过做题强化对知识的理解和运用。
（六）课程考核方式
1．考核方式：考查
2．考核目标：在考核学生对电磁场基本知识、基本原理和分析方法的基础上，重点考核学生的分析、计算等能力。
3．成绩构成：本课程的总成绩主要由二部分组成：平时成绩（出勤等）占20%，期末理论考试成绩占80%。
（七）参考书目
《工程电磁场与电磁波基础》，张惠娟、杨文荣、李玲玲等编著，机械工业出版社，2010。
《工程电磁场导论》，冯慈璋、马西奎编著，高等教育出版社，2000。
《电磁场与电磁波》，谢处方、赵家升主编，高等教育出版社，2006。
二、中文摘要
本课程是电类专业本科学生的知识结构中重要组成部分，是学生必修的一门专业基础课程。课程通过对电磁场理论的讲授，使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式，熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型（如波动方程、拉氏方程等）的建立过程以及分析方法，培养学生正确的思维方法和分析问题的能力，使学生学会用"场"的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。本课程将为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。
三、课程学时分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分电磁场的数学基础与物理基础知识
总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0
第1.1部分电磁场与矢量代数（讲课2学时）
具体内容:
明确标量和矢量的表达方法，矢量的加法、减法及乘积运算。
第1.2部分正交曲面坐标系（讲课2学时）
具体内容:
掌握三种常用的正交坐标系及其关系。
第1.3部分标量场及其梯度；矢量场的通量、散度与高斯散度定理（讲课2学时）具体内容:
明确标量场的等值面、方向导数及梯度的概念并掌握它们的计算；明确矢量场的矢量线、通量与散度的概念并掌握它们的计算；掌握高斯散度定理。
第1.4部分矢量场的环量、旋度与斯托克斯定理，亥姆霍茨定理、麦克斯韦方程组、矢量场唯一性定理（讲课2学时）
具体内容:
明确矢量场的环量、旋度的概念并掌握它们的计算；掌握斯托克斯定理
明确矢量场的分类；掌握矢量场常用梯度、散度和旋度的关系；掌握矢量场亥姆霍茨定理矢量场唯一性定理，麦克斯韦方程组。
重点:
矢量函数的梯度、散度和旋度，高斯散度定理、斯托克斯定理、亥姆霍茨定理和矢量场唯一性定理。
难点:
高斯散度定理和斯托克斯定理
习题:
教材相应章节适当选择
第2部分静电场
总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0
第2.1部分静电场的基本物理量——电场强度与电位（讲课2学时）
具体内容:
明确电场强度及其积分公式、静电场的守恒性和电位。
第2.2部分高斯定理（讲课2学时）
具体内容:
明确真空中的高斯定理、静电场中的导体及其特性，静电场中介质的极化及其极化特性、介质中的高斯定理
第2.3部分电场的基本方程与场域分界面的衔接条件，静电场理论分析的工程应用（讲课2学时）
具体内容:
静电场的基本方程及边界条件，静电场的边值问题，静电场理论分析的工程应用，电容。重点:
静态场的基本方程及边界条件，静电场边值问题的数学建模
难点:
静电场边值问题的数学建模及求解
习题:
教材相应章节适当选择
第3部分恒定电场
总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0
第3.1部分导体媒质中的电流，恒定电场的基本方程（讲课2学时）
具体内容:
电流与电流密度、欧姆定律的微分形式、焦耳定律的微分形式、超导电性、电流连续性方程、电源电动势和局外场强、电场强度的闭合路径线积分、恒定电场的基本方程。
第3.2部分导电媒质分界面的衔接条件（讲课2学时）
具体内容:
两种导电媒质分界面的衔接条件、恒定电场的边值问题、两种特殊分界面的衔接条件。
第3.3部分导电媒质中恒定电场与静电场的比拟，电导和接地电阻（讲课2学时）具体内容:
导电媒质中恒定电场与静电场的比拟，电导和电阻、接地电阻、跨步电压。
重点:
恒定电场的基本方程及边界条件，边值问题的数学建模及求解。
难点:
边值问题的数学建模及求解
习题:
教材相应章节适当选择
第4部分习题课
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
第5部分恒定磁场
总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0
第5.1部分磁感应强度，磁通连续性定理，安培环路定律（讲课2学时）
具体内容:
安培力定律、磁感应强度、磁场的叠加性、磁通和磁通连续性定理、真空中的安培环路定律。第5.2部分恒定磁场的基本方程，分界面上的衔接条件（讲课2学时）
具体内容:
恒恒定磁场的基本方程及边界条件。
第5.3部分恒定磁场的位函数及其边值问题（讲课2学时）
具体内容:
边值问题，分析应用：电感
重点:
恒定磁场边值问题的数学建模、求解和分析应用。
难点:
恒定磁场边值问题的数学建模、求解和分析应用。
习题:
教材相应章节适当选择
第6部分习题课
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
第7部分测试
总学时(单位：学时):2 测试:2 实验:0 上机:0
军事领域的一些电磁学应用
军事领域的一些电磁学应用 09级地球物理专业PB09007126 sidpx 内容简介 本文将介绍电磁学在军事领域的一些应用。 首先将介绍的是未来将取代火炮的电磁炮技术，这一部分包括电磁线圈炮以及电磁轨道跑的发射原理以及多方面的应用。 其次将会简略介绍特斯拉线圈，以及其产生人工闪电的基本原理，文中附带实物图以及电路图，有兴趣的同学可以搜集一些详细资料进行制作。 关键词：电磁轨道炮电磁线圈炮特斯拉线圈 引言 电磁学理论经过人类数百年的探索已形成非常完备的理论体系，对于理论物理中电磁学的问题由于本人水平所限无法加以探讨，本文将着重介绍电磁学在军事领域的一些应用，电磁炮武器是当今军事领域比较热门的话题，很多军事强国都对电磁炮进行不少研究实验，本文将介绍一些粗浅的总体知识；其次将介绍特斯拉线圈，特斯拉在电磁学的理论和应用领域为全人类做出过卓绝的贡献，在国防军事领域的尖端领域也有不少涉足，比如外界传闻中神秘的“死光”武器（并非激光），以及发现特斯拉效应（恐怖的地球物理武器的理论依据），文章所选取的特斯拉线圈并非现实军事领域的武器（不过在游戏中被引作武器），在这里写这个确有点不切题，在此写下略抒对这位伟大天才的敬仰，还望见谅。 电磁炮 电磁线圈炮 电磁线圈炮是由环绕炮膛的一系列固定线圈与环绕弹丸的弹体线圈所组成。炮弹发射时，电源依次给环绕炮膛的一系列固定线圈供电，产生一个沿炮管运动的移动磁场，使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流，感应电流也形成一个磁场，产生加速力，使弹丸在炮管整个长度上得到加速。弹丸就这样高速地被发射了出去。 基本发射原理 如下示意图，发射时先接通线圈1的电流，然后断开并接通线圈2的电流，而后断开2的电流接通线圈3的电流，从而产生一个沿炮管运动的移动磁场，使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流，炮弹向减少内线圈磁通量减少的方向运动（向前推进），从而炮弹被不断加速发射。 电磁轨道炮
电磁学基础知识
电磁学基础知识 电场 一、场强E （矢量，与q 无关） 1．定义：E ＝ 单位：N/C 或V/m 方向：与＋q 所受电场力方向 电场线表示E 的大小和方向 2．点电荷电场：E ＝ 静电力恒量 k ＝ Nm 2/C 2 匀强电场：E ＝ d 为两点在电场线方向上的距离 3．E 的叠加——平行四边形定则 4．电场力（与q 有关） F ＝ 库仑定律：F ＝ （适用条件：真空、点电荷） 5．电荷守恒定律（注意：两个相同带电小球接触后，q 相等） 二、电势φ（标量，与q 无关） 1．定义：φA ＝ ＝ ＝ 单位：V 说明：φ＝单位正电荷由某点移到φ＝0处的W ⑴沿电场线，电势降低 ⑵等势面⊥电场线；等势面的疏密反映E 的强弱 2．电势叠加——代数和 3．电势差：U AB ＝ ＝ 4．电场力做功：W AB ＝ 与路径无关 5．电势能的变化：Δε＝W 电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能 需要解决的问题： ①如何判电势的高低以及正负（由电场线判断） ②如何判电场力做功的正负（由F 、v 方向判） ③如何判电势能的变化（由W 的正负判） 三、电场中的导体 1．静电平衡：远端同号，近端异号 2．静电平衡特点 ⑴E 内＝0；⑵E 表面 ⊥表面；⑶等势体（内部及表面电势相等）；⑷净电荷分布在外表面 四、电容器 1．定义：C ＝ （C 与Q 、U 无关） 单位：1 F ＝106 μF ＝1012 pF 2．平行板电容器： C ＝ 3．两类问题：①充电后与电源断开， 不变；②始终与电源相连， 不变 五、带电粒子在电场中的运动 1．加速：qU ＝ 2．偏转：v ⊥E 时，做类平抛运动 位移：L ＝ ； y ＝ ＝ ＝ 速度：v y ＝ ＝ ； v ＝ ； tan θ＝ 六、实验：描绘等势线 1．器材： 2．纸顺序：从上向下
电磁学的发展及生活生产中的应用
电磁学的发展及生活生产中的应用摘要:电磁学核心及发展，电磁学应用(磁悬浮列车、电磁炮) 关键字:电磁学、磁悬浮、电磁炮 引言: 随着电话，电视等电子产品的广泛应用，电磁学也日益受到人们的重视。内容: 简单的说来，电磁学核心只有四个部份:库伦定律、安培定律、法拉第定律与麦克斯威方程式。并且顺序也一定如此。这可以说与电磁学的历史发展平行。其原因也不难想见;没有库伦定律对电荷的观念，安培定律中的电流就不容易说清楚。不理解法拉第的磁感生电，也很难了解麦克斯威的电磁交感。因此，要了解电磁学的应用就必须先了解它的发展。 早期，由于磁现象曾被认为是与电现象独立无关的，同时也由于磁学本身的发展和应用，如近代磁性材料和磁学技术的发展，新的磁效应和磁现象的发现和应用等等，使得磁学的内容不断扩大，所以磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究了。 电子的发现，使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来，洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应，统一地解释了电、磁、光现象。电磁学的进一步发展促进了电磁在生活技术当中的应用。 (一)民用--磁悬浮列车 1911年，俄国托木斯克工艺学院的一位教授曾根据电磁作用原理，设计并制成一个磁垫列车模型。该模型行驶时不与铁轨直接接触，而是利用电磁排斥力使车辆悬浮而与铁轨脱离，并用电动机驱动车辆快速前进。 1960年美国科学家詹姆斯?鲍威尔和高登?丹提出磁悬浮列车的设计，利用
强大的磁场将列车提升至离轨几十毫米，以时速300公里行驶而不与轨道发生摩擦。遗憾的是，他们的设计没有被美国所重视，而是被日本和德国捷足先登。德国的磁悬浮列车采用磁力吸引的原理，克劳斯?马菲公司和MBB公司于1971年研制成常导电磁铁吸引式磁浮模型试验车。 随着超导和高温超导热的出现，推动了超导磁悬浮列车的研制。1987年3月，日本完成了超导体磁悬浮列车的原型车，其外形呈流线形，车重17吨，可载44人，最高时速为420公里。车上装备的超导体电磁铁所产生的电磁力与地面槽形导轨上的线圈所产生的电磁力互相排斥，从而使车体上浮。槽形导轨两侧的线圈与车上电磁铁之间相互作用，从而产生牵引力使车体一边悬浮一边前进。由于是悬空行驶，因而基本上不作用车轮。但在起动时，还需有车轮做辅助支撑，这和飞机起降时需要轮子相似。这列超导磁悬浮列车由于试验线路太短，未能充分展示出空的卓越性能。 (二)军用—电磁炮 早在1845年，查尔斯?惠斯通就制作出了世界第一台磁阻直流电动机，并用它把金属棒抛射到20米远。此后，德国数学家柯比又提出了用电磁推进方法制造“电气炮”的设想。而第一个正式提出电磁发射(电磁炮)概念并进行试验的是挪威奥斯陆大学物理学教授伯克兰。他在1901年获得了“电火炮”专利。1920年，法国的福琼?维莱普勒发表了《电气火炮》文章。德国的汉斯莱曾将10克弹丸用电磁炮加速到1.2公里,秒的初速。1946年，美国的威斯汀豪斯电气公司建成了一个全尺寸的电磁飞机弹射器，取名“电拖”。 到20世纪70年代，随着脉冲功率技术的兴起和相关科学技术的发展，电磁发射技术取得了长足的进步。澳大利亚国立大学的查里德?马歇尔博士运用新技术，把3克弹丸加速到了5.9公里,秒。这一成就从实验上证明了用电磁力把物体推进到超高速度是可行的。他的成就1978年公布后，使世界相关领域的科学家振奋不
电磁学基本知识
第一章 电机中的电磁学基本知识 1.1 磁路的基本知识 1.1.1 电路与磁路 对于电路系统来说，在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。 在磁路系统中，也有一个磁动势F （类似于电路中的电势），在F 的作用下产生一个Φ（类似于电路中的电流），磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路（类似于电路中的导体）到S 极，这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而σΦ比Φ小的多，σΦ常常被称为漏磁通，Φ称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。 1.1.2 电机电器中的磁路 磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。 图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。图中实（或虚）线表示磁通的路径。 (a) (b) (c) 图1—1 几种常用电器的典型磁路 (a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路 1.1.3 电气设备中磁动势的产生 为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电流产生磁场的方法是：把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通入电流i ，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁通通过铁心，称为主磁通Φ；小部分围绕线圈，称为漏磁通σΦ，如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的N 匝线圈称为励磁线圈，励磁
《电磁学》教学大纲解析
《电磁学》教学大纲 英文名称：electromagnetics 授课专业：物理学学时：72学分：4 开课学期：二年级上学期 适用对象：物理学专业 一、课程性质与任务 电磁学是物理学专业的一门专业基础课。电磁学已渗透到物理学的各个领域，成为研究物质过程必不可少的基础。通过本门课程的教学，要求：使学生能全面地认识和理解电磁运动的基本现象和基本概念，系统地掌握电磁运动的基本规律，具有一定的分析和解决电磁学问题的能力，并为学习后继课程打下必要的基础。通过对电磁学发展史上某些重大的发现和发明的介绍，使学生了解物理学思想和实验方法，培养学生的辩证唯物主义世界观，使学生获得科学方法论上的教益。 二、课程教学的基本要求 1 、正确理解以下基本概念和术语： 基本粒子、静电场、库仑力、电场强度、电通量、电位、电位差、电功、静电平衡、静电屏蔽、电容、加速器、静电能、极化强度、电位移向量、电流密度、超导、电功率、经典金属电子论、电动势、非静电力、温差电动势、静磁场、磁感应强度、安培力、磁通量、磁矩、电磁感应、感生电场、自感、互感、涡电流、趋肤效应、磁能、磁化强度、磁化电流、磁场强度、顺磁性、抗磁性、铁磁性、磁畴、铁磁屏蔽、位移电流、电磁场、能流密度、电磁波谱。 2 、掌握以下基本规律及分析计算方法 （1）静电场基本定律和定理：库仑定律、电荷守恒定律、高斯定理、环路积分定理、叠加原理。 （2）稳恒电流和电路：欧姆定律、焦耳定律、基尔霍夫定律（节点方程、回路电压方程）
（3）稳恒磁场的基本定律和定理：毕——伐定律，安培定律、高斯定理、环路积分定理。 （4）交变电磁场的基本定律和定理：楞次定律、法拉第电磁感应定律、麦克斯韦方程组。 （5）掌握以下物理量的分析计算方法：电场强度、电位、电位差、电通量、电容、磁感应强度、磁通量、安培力、磁矩、电动势、电磁能量等。 3 、注意培养学生以下几方面能力 （1）分析电磁运动规律及物理实验构思方法，重视对实验现象的总结，培养科学分析问题的能力。 （2）积极思考并总结研究方法、实验技能，培养创新意识。 （3）灵活有效应用高等数学知识，解决物理问题，进一步提高科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等科学素质。 三、课程教学内容 第一章静电场的基本规律（12课时） 第二章有导体时的静电场（8课时） 第三章静电场中的电介质（8课时） 第四章恒定电流和电路（8课时） 第五章恒定电流的磁场（12课时） 第六章电磁感应与暂态过程（12课时） 第七章磁介质 (8课时) 第九章时变电磁场和电磁波（4课时） 四、教学重点、难点 静电场的高斯定理，静电场的环路定理，电位，静电平衡时导体的性质，用电力线工具讨论静电平衡的若干电现象，电介质存在时场的讨论方法及场强计算，电介质存在时高斯定理的应用，电动势的物理意义及数学表示方法，基尔霍夫方程组求解电路，磁感应强度矢量的概念，毕奥—萨伐尔定律，磁场的
电磁加速器的原理及应用
电磁加速器的原理及应用 摘要： 当代物理学发展极其迅速，各种新奇的机械装置都是层出不穷，极大地提高了我们的生活水平，并且节约了能源。这都要归功于人类的智慧以及对物理学的深入研究。电磁学作为物理学中的一大板块，对人类来说自然是很重要而且极具发展前途的，依据电磁学的原理,人们已经制出了包括电磁铁起重机、电视的显像管、回转加速器和电磁加速器等等的一系列应用到电磁感应的原理来工作的装置。其中的电磁加速器是现在各个大国都在研究的热门领域，利用电磁加速可以在更加环保的条件下获得更好的加速效果，在战略性武器和航空航天领域都有着十分广阔的前景。下面我们来探究一下电磁学原理在电磁加速器中的应用。 关键词： 物理学、电磁学、电磁加速器、原理及应用、前景； 正文： 要了解电磁加速器的原理，首先要了解电磁学的原理和什么是电磁加速器。 需要了解的电磁学知识： 1. 电流磁效应：通电导体周围会形成磁场，由丹麦物理学家奥斯特提出。 2. 安培力：通电导体在磁场中所受的磁场力，为纪念物理学家安培而得以命名。 3. 磁感应强度：描述磁场强弱的物理量，符号B 。磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号T ，1 T =1 N/A ·m 。 4. 判断电流周围磁感应强度方向的右手定则和判断安培力方向的左手定则，由科学家们通过观察并总结而得，原理较简单，在此不做详细说明。 电磁加速器：利用电磁力提升和推动物体,或者把物体加速到超高速 ( > 3km/s )的装置。基本原理如图。 电源 物体 电流 电流 电流 开关 导轨 导轨 回 路 导轨 电枢 磁感线 电流 图１
如图，高压电源，开关，导轨和物体（若物体本身不导电，则在物体底面加上一个可以导电的电枢）组成回路（如图1），使两导轨有反向电流通过，根据安培右手定则可知导轨中间会产生很大的同向磁场（如图2，方向向下），再根据左手定则，可知电枢受一个如图2所示的，方向向前的力Ｆ。 根据安培力公式： Ｆ＝ＩＬＢ 又根据动量定理： ｖ＝Ｆｔ／ｍ 可知加速物体至一个很大的速度，需要有足够长的导轨（提供时间）和足够大的电流，并尽可能减少轨道与物体间的摩擦。 这便是简单的电磁加速器的原理。 接下来就来看看电磁加速器的应用吧，高端的技术只有用在合适的地方才能凸显其高端所在。 应用一：电磁轨道炮 电磁轨道炮（磁轨炮）我们经常在很多影视作品中看到，我们也为其绚丽的效果和巨大杀伤力所震骇。而在实际中，各国也将磁轨炮的发展作为重点研究对象。磁轨炮作为一种利用电磁发射技术制成的一种先进的高科技设备在许多发面都有着重要的应用，而与传统的大炮在原理上有着重要的区别。 美国于1982年研制成功实验级磁轨炮,弹丸质量317g 、初速4200m/ s 。 1992 年夏,美国研制成功世界上第一套完整的9MJ 靶场磁轨炮,并在陆军试验场进行了发射试验,迈出了电磁炮走出实验室的第一步。该炮是一个连续发射物体 图２
823普通物理考试大纲
硕士研究生招生考试业务课考试大纲 考试科目： 普通物理 科目代码： 823 一、 参考书目： 《普通物理学教程：力学》（第二版），漆安慎，高等教育出版社，2005年 《电磁学》（上、下册）（第二版），赵凯华，高等教育出版社，1985年 或包含以下“考试内容范围”所列内容的任意一套“普通物理”或“大学物理”教科书。 二、考试内容范围： 力学部分： （一）、质点运动学 1、直角坐标系中质点的位置矢量、速度、加速度、运动学方程 2、质点运动的角量描述（即角位置、角速度、角加速度等），自然坐标系中质点的切向和法向加速度 3、掌握已知运动方程()r r t 求)(t v 和)(t a ，已知加速度)(t a 求)(t v ,)(t r 的方法 （二）、质点动力学 1、动量、动量守恒定律、动量定理的应用 2、牛顿运动定律及其应用 3、功的计算，质点和质点系的动能定理 4、保守力和非保守力，重力、弹簧弹力、万有引力的功及其相关的势能 5、势能与保守力的关系，机械能守恒定律及应用 6、关于质点对于某固定点的角动量定理及角动量守恒 （三）、刚体力学 1、刚体定轴转动的运动学方程、角速度、角加速度 2、刚体定轴转动转动惯量的计算。 3、刚体定轴转动时的动能表示式、转动定理、角动量守恒定律及其应用
4、刚体定轴转动与质点平动的组合求解 （四）、振动和波动 1.简谐振动的运动学方程及动力学方程 2.同方向、同频率和同方向不同频率简谐振动的合成 3.波的干涉 （五）、狭义相对论 1、狭义相对论的基本假设及本质含义 电磁学部分 （一）、静电场 1、库仑定律，电场和电场强度 2、高斯定理及应用 3、电势，电场强度与电势的相互关系 4、掌握各种对称性带电体周围的电势与场强的分布规律和计算 5、掌握电容器与电容计算方法及其电能储存，静电场能量的计算。 6、有介质时的高斯定理 （二）、恒磁场 1、磁场，磁感应强度，毕奥--萨伐尔定律 2、掌握磁通量的定义及计算方法，磁场的高斯定理 3、安培环路定理，磁场对载流导线及线圈的作用 4、带电粒子在电场和磁场中的运动 （三）、电磁感应 1、电磁感应的基本定律，动生与感生电动势的计算
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)发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，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，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。 电磁学在生活中应用也比较广泛，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发明之一的司南。主要组成部分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，利用这一性能可以辨别方向。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，所以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用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、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部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原
子互相碰撞、摩擦而产生热能（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，所以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，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全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接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、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外，铁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。电磁起重机的主要部分是磁铁。接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方。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，就能很方便地收集和搬运，不但
电磁的应用
电磁的应用 电磁学是研究电和磁的相互作用现象，及其规律和应用的物理学分支学科。广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等等。电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，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，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。下面就来谈一谈电磁学在在我们生活中的应用。 电磁炉的原理是电磁感应现象，即利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场，处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流，涡旋电流的焦耳热效应使导体升温，从而实现加热。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，炉面下边装有高频感应加热线圈、高频电力转换装置及相应的控制系统，炉面的上面放有平底烹饪锅。其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场，其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生，涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。由于电磁炉无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率极高，十分环保。 与电磁炉类似的还有工业上用于炼铁的感应电炉，也是利用电磁感应中的涡流原理。工作时，高频强电流通过环状加热线圈，由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将金属等被加热物体放置在线圈内，磁束就会贯通整个被加热物体，在被加热物体的内部与加热电流相反的方向，便会产生相对应的很大涡电流。由于被加热物体内存在电阻，所以会产生很多
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题及解析
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题及解析 一、选择题 1．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（） A．M带正电，N带负电 B．M的速度率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间等于N的运行时间 2．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则() A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1 C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶1 3．在探索微观世界中，同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没，1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（） A．该束粒子带负电 B．速度选择器的P1极板带负电 C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q m 越小
4．对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（） A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比 B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向 C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关 D．磁感线越密，磁感应强度越大 5．如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为φ1、 φ2。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。那么 A． 12IB enb ?? -=B． 12IB enb ?? -=- C． 12 IB ena ?? -=D． 12 IB ena ?? -=- 6．如图，一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。已知电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。粒子圆周运动的半径为R，若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2，假设粒子质量和电量都恰好均分，粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，半径变为3R，下列说法正确的是（） A．粒子带正电荷 B．粒子分裂前运动速度大小为REB g C．粒子2也做匀速圆周运动，且沿逆时针方向 D．粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R 7．如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平 面（未画出）。一群比荷为q m 的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同 方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧足够大荧光屏上，离子重力不计。则下列说法正确的是（）
大一普通物理学电磁学随堂测试题及答案
解：由于圆环上的电荷对y 轴呈对称性分布，电场分布也是轴对称，则有 0d =?L x E ，点O 处的合电场强度为?=L y j E E ρ ρd 20 1 sin d 4O L Q E l R R θπε π=- ? ?? 由几何关系： d d l R θ=，统一积分变量，有 2 02 2 02 2sin 4R Q d R Q E O επθθεππ - =-=? 方向沿y 负方向 解：由于电荷分布具有球对称性，因此采用高斯定理 d S E ???v ò在球体内： 2 225 10 00 1 44'4'd '5r k E r kr r r r πππεε?= = ? 球内的电场强度： 3 10 5kr E ε= 0< r h I B B πμ439301= = 方向垂直于纸面向里，与电流成右手螺旋关系。 4．解: 建立如图所示坐标系。在矩形平面内任取一点P ，距I 1为x , 则距I 2为（d -x ）,两电流在P 点处的磁感应强度分别为 x I B P πμ21 01= )(2202x d I B P -=πμ 由于B P1, B P2方向相同，均垂直于纸面向外，故， ) (22201021x d I x I B B B P P P -+= +=πμπμ (1) 在离两导线相同距离A 点处，2 d x = ，且21I I =,所以 50010422 22-?==? = d I d I B A πμπμ T (2) 取矩形面积的法线方向垂直纸面向外，通过该面积的磁通量为： 6 121102010102.2ln )(22d 211 -+?=+=??? ????-+=?=Φ??r r r l I ldx x d I x I S B r r r πμπμπμ?? Wb 电磁学基础知识 一、学习目的 1．掌握电场和磁场的相关基础知识 2．熟练解决带电粒子在电场、磁场及复合场运动的相关问题 3．熟练运用闭合电路欧姆定律解决电路问题 4．能够运用法拉第电磁感应定律解决电磁感应的相关问题 二、活动内容： 活动一、回忆电场和磁场的相关内容，完成下列题目 例1．如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD ，对角线AC 与两点电荷连线重合，两对角线交点O 恰为电荷连线的中点。下列说法中正确的是（ ） A ．A 点的电场强度大于B 点的电场强度且两点电场强度方向不同 B ．B 、D 两点的电场强度及电势均相同 C ．一电子由B 点沿B→C→ D 路径移至D 点，电势能先减小后增大 D ．一质子由C 点沿C→O→A 路径移至A 点，电场力对其先做负功后做正功 例2．将两个分别带有电荷量-2Q 和+5Q 的相同金属小球 A 、 B 分别固定在相距为r 的两处（均可视为点电荷），它们间库仑力的大小为 F ．现将第三个与 A 、 B 两小球完全相同的不带电小球 C 先后与A 、 B 相互接触后拿走， A 、 B 间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为（ ） A ．F B ．51 F C ．F 109 D ．F 41 例3．质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是 （ ） 小结： + — O A B C D 活动二、回顾带电粒子在电场、磁场及重力场中的运动情况，综合解决带电粒子在复合场中的运动，完成下列题目 例4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分 是两个D 形金属盒，两盒相距很近，接高频交流电源，两盒间的窄缝中 形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面．带电粒子 在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆 周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核 （31H ）和α粒子（42He ），比较它们所需加的高频交流电源的周期和获得 的最大动能的大小，有 （ ） A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大 例5．如图所示，质量为m 、电荷量为e 的质子以某一初速度从坐标原点O 沿x 轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y 轴向上的匀强电场时，质子通过P （d ，d ）点时的动能为k E 5；若场区仅存在垂直于xoy 平面的匀强磁场时，质子也能通过P 点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为E 、匀强磁场的磁感应强度大小为B ，则 下列说法中正确的是（ ） A. ed E E k 3= B. ed E E k 5= C. ed mE B k = D. ed mE B k 2= 小结： 活动三、回忆闭合电路欧姆定律，分析电路，完成下列题目 例6．如图所示，L 1、L 2、L 3为三个相同的灯泡。在变阻器R 的滑片P 向上移动过程中，下列判断中正确的是（ ） A ．L 1变亮，L 3变暗 B ．L 2变暗，L 3变亮 C ．L 1中电流变化量大于L 3中电流变化量 D ．L 1中电流变化量小于L 2中电流变化量 L 3 L 1 L 2 R P E r 电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用 摘要：电磁场理论在现代科技中有着广泛的应用。现代电子技术如通讯、广播、导航、雷达、遥感、测控、嗲面子对抗、电子仪器和测量系统，都离不开电磁场的发射，控制、传播和接收；从工业自动化到地质勘测，从电力、交通等工业农业到医疗卫生等国民经济领域，几乎全都涉及到电磁场理论的应用。不仅如此，电磁学一直是，将来仍是新兴科学的孕育点。在本文中主要介绍电磁场理论发现和发展的历史以及在现代科技中的也应用。 关键词：电磁学电磁场理论现代科技 对电磁场现象的研究是从十六世纪下半叶英国伊莉莎白女王的试医官吉尔伯特开始，然而他的研究方法很原始，基本上是定性地对现象的总结。对电磁场的近代研究是从十八世纪的卡文迪许、库伦开始，他们开创了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，引起了电磁场从定性到定量的飞跃。 库仑定律的建立基于英国科学家卡文迪许在1772年做的一个一个电学实验，他用一个金属球壳使之带电，发现电荷全部分布在球壳的外表面，球腔中任何一点都没有电的作用。库伦定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。安培在假设了两个电流元之间的相互作用力沿着它们的连线之间的作用力正比于它们的长度和电流强度，而与它们之间的距离的平方成反比的公式，即提出了著名的安培环路定理。基于这与牛顿万有引力定律十分类似，.泊松、.高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。 直到M.法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。他在1831年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述，但是电磁感应定律的确认是在1851年，这一过程花了20年。1846年,M.法拉第还提出了光波是力线振动的设想，为以后麦克斯韦从数学上建立电磁场理论奠定了基础。.麦克斯韦继承并发展了法拉第的这些思想，仿照流体力学中的方法，采用严格的数学形式,将电 电磁学原理在工程技术中的应用 尚永军(11) (黑龙江科技学院电气与信息工程学院电气10-6班) 摘要:电磁学在我们的生活中应用的十分广泛，电磁学在磁悬浮列车（MAGLEV）上的应用是电磁在工程技术上达到了一个新的高潮。磁悬浮列车是一种新型的高速有轨地面运输系统，开创了铁路运输史上的新时代。论述磁悬浮列车应用电磁学的基本原理，探讨一些有待进一步完善的方面，并给出相关建议，最终对其发展前景作出评价。 关键词：磁悬浮，超导，摩擦，常导型，超导型 The principle of electromagnetism applications in engineering Shang Yongjun（11） Heilongjiang Insitute of Science and Technology Institute of electrical and information engineering electrical(6)class Abstract：Electromagnetism in our life application is very extensive, electromagnetism in MAGLEV train（磁悬浮列车）application in engineering technologies are electromagnetic met a new high. Maglev train is a new high-speed rail ground transportation system, pioneered the railway transport in the history of new era. Discusses maglev train, the basic principle of application electromagnetism about some of the aspects should be further improved, and gives corresponding Suggestions finally the development prospect is evaluated. Key words：Maglev, superconducting, friction,normal conduction，supperconduction 0引言：磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。磁悬浮列车是目前陆地上最快的交通工具，它被认为是 d I I 2 1 A l r 1 r2 r 3 解：由于圆环上的电荷对y 轴呈对称性分布，电场分布也是轴对称，则有 dE x 0 ，点O处的合电场强度为 EdE y j y L L E O 1 sin Q dl L 4 0 R2 R R 由几何关系：dl Rd，统一积分变量，有 O x E O Q Q 22 sin d 2 2 4 0 R 2 0 R 方向沿 y 负方向 解：由于电荷分布具有球对称性，因此采用高斯定理 v v 1 E dS dV ，可得ò S 在球体内： E1 4 r 21 r 2 dr ' 4 k r5 kr '2 4 r ' 0 5 0 球内的电场强度： E 1 kr 3 0< r Chapter 1: Introduction: Waves and Phasors Lesson #1 Chapter — Section: Chapter 1 Topics: EM history and how it relates to other fields Highlights: ?EM in Classical era: 1000 BC to 1900 ?Examples of Modern Era Technology timelines ?Concept of “fields” (gravitational, electric, magnetic) ?Static vs. dynamic fields ?The EM Spectrum Special Illustrations: ?Timelines from CD-ROM Timeline for Electromagnetics in the Classical Era ca. 900 Legend has it that while walking BC across a field in northern Greece, a shepherd named Magnus experiences a pull on the iron nails in his sandals by the black rock he was standing on. The region was later named Magnesia and the rock became known as magnetite [a form of iron with permanent magnetism]. ca. 600 Greek philosopher Thales BC describes how amber, after being rubbed with cat fur, can pick up feathers [static electricity]. ca. 1000 Magnetic compass used as a navigational device. 1752 Benjamin Franklin (American) invents the lightning rod and demonstrates that lightning is electricity. 1785Charles-Augustin de Coulomb (French) demonstrates that the electrical force between charges is proportional to the inverse of the square of the distance between them. 1800 Alessandro Volta (Italian) develops the first electric battery. 1820 Hans Christian Oersted (Danish) demonstrates the interconnection between electricity and magnetism through his discovery that an electric current in a wire causes a compass needle to orient itself perpendicular to the wire. 电磁学在生活中的应用 主要内容： 一、电磁炉 (Electromagnetic Oven ) 二、微波炉 (Microwave Oven) 三、蓝牙技术 (Bluetooth Technology) 四、磁悬浮列车 (Maglev Train) 一、电磁炉 1、电磁炉的结构 电磁炉是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。它是一种高效节能橱具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。在加热过程中没有明火，因此安全、卫生。电磁炉的功率一般在700～1800W 之间，它的结构主要由外壳、高级耐热晶化陶瓷板、PAN 电磁线盘、加热电路板、控制电路板、显示电路板、风扇组件及电源等组成。 2、电磁炉的工作原理 2.1 整体电路图 电磁炉的整体电路方框图如下图1-1；各部分关系框图如下图1-2： 图1-1电磁炉整体电路方框图 图1-2电磁炉各部分关系框图 2.2 加热原理 在电磁炉内部，由整流电路将50Hz 的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为15～40kHz 的高频电压，高速变化的电流流过扁平空心螺旋状的感应加热线圈（励磁线圈），线圈会产生高频交变磁场。其磁感线穿透灶台的陶瓷台板而作用于不锈钢锅（导磁又导电材料）底部，在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，锅底迅速释放出大量的热量，就是烹调的热源。 2.3 涡流和涡流的产生 在柱形铁芯上绕有线圈，当线圈中通上交变电流时，每个铁芯片就处在交变的磁场中。如图1-3所示：铁芯可看成是由一系列半径逐渐变化的柱状薄壳组成，每层薄壳构成一个闭合回路。在交变的磁场中，通过这些薄壳的磁通量都在不断地变化，所以沿着一层层的壳壁产生感应电流。从铁芯的上端俯视，电流的流线呈闭合的旋涡状，因而这种感应电流叫做涡电流，简称涡流。由于大块铁芯的电阻很小，因此涡流可非常大。强大的涡流在铁芯内流动时，电能转化为内能，从而释放出大量的焦耳热,而使铁芯的温度升高。电磁学基础知识
电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用
电磁学在工程技术中的应用
大一普通物理学电磁学随堂测试卷试题包括答案经典啊.doc
Ulaby应用电磁学基础答案01
电磁学应用举例