麦克斯韦电磁理论

大学物理之麦克斯韦电磁理论思维导图，包括法拉第电磁感应定律、动生电动势、感生电动势、麦克斯韦方程组、自感 互感 磁能等内容。

麦克斯韦电磁理论

• 法拉第电磁感应定律
  • 电源电动势
    • 电源：提供非静电力的装置；维持稳恒电流
    • 电动势
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      • 低电势指向高电势
      • 正电荷所受非静电力的方向
  • 电磁感应现象
    • 当穿过闭合导体回路所包围的面积内的磁通量发生变化时，在导体回路中产生电流的现象。
    • 感应电动势：在回路中由于磁通量变化引起的电动势
    • 感应电流：回路中所产生的电流
    • 感应电动势更反映电磁感应现象的本质
    • 概要
  • 法拉第电磁感应定律
    • 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。
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    • -：感应电动势总是反抗磁通量的变化
    • 感应电流
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      • 与回路中磁通量随时间的变化率有关
    • 感应电荷
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      • 置于回路中磁通量的变化量有关
    • 产生感应电动势
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      • 感生电动势
        • 导体回路不变，磁场随时间变化
      • 动生电动势
        • 磁场不随时间变化，导体回路运动
          • 回路面积变化
          • 角度变化
  • 楞次定律
    • 判断感应电流的方向
    • 磁通量减小，拇指指向原磁场
    • 磁通量增大，拇指指向原磁场反方向
    • 反抗——法拉第电磁感应负号
    • 是“能量转换与守恒定律”在电磁现象中的反映
    • 说明闭合电路具有电磁惯性
• 动生电动势
  • 洛伦兹力
    • 产生动生电动势的非静电场力
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    • 洛伦兹力不做功，能量来源于外界力做功
    • 方向：沿导线的投影方向
  • 动生电动势为0的情况
    • 导线不动，=0
    • 与平行，=0
    • ⊥，=0
  • 计算
    • 动生电动势公式
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    • 法拉第电磁感应定律
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  • 在匀强磁场中，平面内任意一段运动导线上的动生电动势等于其首尾相连的直导线上的电动势
• 感生电动势
  • 非静电力只能是变化的磁场引起的
  • 涡旋电场（感生电场）
    • 非保守力场
    • 无源场
    • 有旋场
    • 只要有变化的磁场就有涡旋电场，涡旋电场不是由电荷激发的
    • 电场线是绕磁感应线的闭合曲线
    • 环流不为0
    • 麦克斯韦第一基本假定——变化的磁场能产生涡旋电场
• 麦克斯韦方程组
  • 位移电流
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    • 位移电流密度
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    • 位移电流强度
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    • 安培环路定理
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    • 全电流是连续的
    • 麦克斯韦第二基本假定——变化的电场可以产生变化的磁场
    • 位移电流与传导电流都能激发磁场
    • 传导电流产生焦耳热，位移电流不产生焦耳热
  • 麦克斯韦方程组
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      • 由电荷产生的电场是有源场
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      • 变化的磁场可以产生变化的电场
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      • 磁场是无源场
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      • 变化的电场可以产生变化的磁场
• 自感 互感 磁能
  • 自感
    • 自感系数
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      • L:自感系数
    • 自感电动势
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    • 猛拉电闸烧坏
      • 电流变化过快，电路中产生很大的自感电动势，引起很强的感应电流，使线圈的绝缘层烧坏，或在电闸断开的缝隙处产生强烈的电弧，烧坏电闸开关。
    • 自感具有使回路电流保持不变的性质，电磁惯性
  • 互感
    • 互感系数
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    • 互感电动势
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  • 磁能能量
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  • 磁场能量密度
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  • 电磁场能量密度
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