电磁学的规律及应用

电磁学的规律及应用

摘要：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。电流激发磁场，磁场对电流有力的作用，这是电与磁相互联系的一个方面。

关键词：电磁感应 电磁感应定律 电磁场

Laws and the application of electromagnetism

Abstract：Electromagnetism is the interaction on the phenomenon of electricity and magnetism, the branch of physics discipline and rules and Application. Current magnetic field excitation, the effect of magnetic field on the current strong, this is one aspect of electric and magnetic interrelated.

Keywords: electromagnetic induction law of electromagnetic induction electromagnetic field

电磁学包含了许多的部分。其中最主要介绍有电磁感应和电磁场。

1 电磁感应

1.1电磁感应的基本规律

电磁感应的基本规律有包括楞次定律及法拉第电磁感应定律

1.1.1楞次定律

闭合回路中的感应电流的方向，总是企图使感应电流本身所产生的通过回路面积的磁通量，去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的改变。这就是楞次定律，是楞次于1833年通过实验总结出的规律。它也可表述为运动导体上的感应电流受的磁场力（安培力）总是反抗（或阻碍）导体的运动。楞次定律可以有不同的表述方式，但各种表述的实质相同，楞次定律的实质是：产生感应电流的过程必须遵守能量守恒定律，如果感应电流的方向违背楞次定律规定的原则，那么永动机就是可以制成的。在利用楞次定律来解决问题时，我们需要判断感应电流的方向。而在判定感应电流方向时：（1）明确原磁场的方向及磁通量的变化情况（增加或减少）；（2）确定感应电流的磁场方向，依“增反减同”确定；（3）用安培定则确定感应电流的方向。

1.1.2法拉第电磁感应定律

法拉第从实验中总结出感应电动势与磁通量变化之间的关系，称为法拉第电磁感应定律。即不论何种原因使通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比。它的表达式为E=-dΦ/dt。

电磁感应的基本规律可以从这几个方面体现出来。电磁感应，首先要有电流及电动势。

感应电流是指当一闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中有电流的产生。

1.2感应电动势

而关于电动势，是指感应电动势，它包含两个部分，即感生电动势和动生电动势。

1.2.1感生电动势

感生电动势是由麦克斯韦提出的。变化的磁场在其周围空间激发一种新的电场，称为感生电场或涡旋电场。它的公式为E=nΔΦ/Δt。处于电场的中的电荷会受到感生电场力的作用，感生电场力是产生电动势的非静电力，其感应电场的存在与是否存在闭合电路无关。并且变化的磁场周围所产生的电场与电荷周围的静电场是有区别的：a.静电场由电荷激发，而磁场周围的电场是由变化的磁场激发的。 b.静电场的电场线不闭合，总是出发于正电荷，终止于负电荷，且单位正电荷在电场中沿闭合电路运动一周时，电场力所做的功为零。而变化的磁场周围的电场中的电场线是闭合曲线，没有终点与起点，这种情况与磁场中的磁感线类似，所以，单位正电荷在此电场中沿闭合电路运动一周时，电场力所做的功不为零。

1.2.1动生电动势

导体在不随时间改变的磁场内运动，因切割磁感线而产生的感应电动势，称为动生电动势。其公式为E=Blv*sinθ。而产生动生电动势的那段导体相当于电源。动生电动势来源于磁场对运动导体中带电粒子的洛伦兹力。由洛伦兹力公式 F=qvB，当导体中的带电粒子在恒定磁场B中以速度v运动时，F'=evB/e,单位正电荷所受洛伦兹力为evB，此即引起动生电动势的非静电力。

2 电磁场

2.1电磁场的概念

电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称 。随时间变化的电场产生磁场 ， 随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论原因如何，电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。

2.2电磁场的应用

电磁场由近及远的扰动的传播形成电磁波。随时间变化着的电磁场。时变电磁场与静态的电场和磁场有显著的差别，出现一些由于时变而产生的效应。这些效应有重要的应用，并推动了电工技术的发展。

人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁波的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体正常循环机能会遭受破坏。

电磁波是电磁场的一种运动形态。而电磁辐射是传递能量的一种方式。所以在生活中会认识到这一个方面。所以在现代的社会人们会用电磁辐射来医治病人。同时，现在的通信也是依靠电磁波来传递信息的。当然，凡事都有两面，电磁波也有危害。长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙，甚至导致各类癌症等；男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症。

3总结

本文主要写的是关于电磁学方面的知识。其中有电磁感应的基本规律，里面涉及到楞次定律、法拉第电磁感应定律、感应电动势等等多方面的应用；电磁场的是写电磁波的一些应用及它的危害。

参考文献

[1] 张三慧. 大学物理学（第三册）电磁学. 北京：清华大学，1999 .

[2] 祝之光. 物理学（第四版）.北京：高等教育出版社，2012.12.

[3] 赵凯文、陈熙谋.电磁学.高等教育出版社，2003.4.