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4.14涡旋电场

本模块的主要学习内容是第六章电磁感应,这部分内容对于来自中学的同学,是比较熟悉的。因此在学习时,要注意在中学学习的基础上提高对电磁感应的认识。第一课介绍电磁感应定律的建立,然后介绍研究产生感应电动势的原因,可以发现作为动生电动势的非静电力实际上是洛伦兹力的后果,而感生电动势的非静电力是涡旋电场力。由此引入了与静电场完全不同的涡旋电场。相应于《大学物理通用教程》电磁学的习题有p258 6-1、2、3、4、5、6、7;第二课通过研究由于电流变化而产生的感应电动势,将感应电动势与电流变化率相联系,因而又引入了自感电动势和互感电动势。如果说电磁感应规律的发现是在物理学历史上一个重大的突破,那么由于区分动生与感生电动势使人们了解了一种完全不同于静电场的涡旋电场,从而使人们更加深入地理解感应电动势的实质;而自感电动势与互感电动势的研究可以进一步推动电磁感应的应用。特别要抓住中学不熟悉的知识点如感生电动势、涡旋电场、自感、互感等。在这一节里,还研究了磁场能量,这里是以长直螺线管自感线圈的自感磁能演绎出自感磁能与磁场的场量(磁感应强度和磁场强度)导出磁能密度,从而进一步给出求磁场能量的普遍公式,由此可以看到磁场能量是定域在场中。相应于《大学物理通用教程》电磁学的习题有p258 6-8、9、10、11、12、14;第三课重点介绍了暂态电路,与第七章的交流电路类似暂态电路是由电感、电阻和电容组成的电路,暂态过程是指电路加载电源以后达到稳态之前的过程。在此过程中,电压、电流均会随时间变化。因而,与大家熟悉的直流电路相比会更加丰富一些,但十分重要。相应于《大学物理通用教程》电磁学的习题有p258 6-15、16、17。关于习题本模块也有若干道练习题,主要注重对概念的理解,同学们可以作为自我测试,独立完成。

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