电磁学四大公式.doc

法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系的，又称为电解定律。法拉第定律又叫电解定律，是电镀过程遵循的基本定律。法拉第(Michael Faraday l791-1867)是英国著名的自学成才的科学家，他发现的电解定律至今仍然指导着电沉积技术，是电化学中最基本的定律，从事电镀专业的工作者，都应该熟知这一著名的定律。它又分为两个子定律，即法拉第第一定律和法拉第第二定律。(1)法拉第第一定律法拉第的研究表明，在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比。当我们讨论的是金属的电沉积时，用公式可以表示为：M=KQ=KIt式中M一析出金属的质量；K比例常数；Q通过的电量；I电流强度；t通电时间。关于静电场中的高斯定律 2011-06-23 10:12提问者：spdww|来自手机知道|浏览次数：466次书上关于高斯定律有这么两个补充： 高斯定律中的场强 E 是由全部电荷产生的。 通过闭合曲面的电通量只决定于它所包含的 电荷，闭合曲面外的电荷对电通量无贡献。这两点我也是同意的，但是为什么只计算高斯面内的电荷就可以得到整个电荷体系在高斯面上的场强？我来帮他解答满意回答2011-06-23 10:21有两点不能混淆1.已知高斯面内电荷的代数和只能计算出通过闭合曲面的电通量2.原则上已知电荷分布和边界条件能计算出全空间的电场分布而要利用高斯定律计算场强只有在系统具有较高对称性的情况下才能实现第三节 磁场高斯定理与安培环路定理一、磁场的高斯定理1.磁通量：仿照第一章中引入电通量的办法，规定通过一个曲面S的磁感应通量（简称磁通量）为:，为磁感应强度B与面元dS的法线矢量n之间的夹角，dS=ndS为面元矢量。根据上式，在MKSA单位制中磁感应通量 的单位是特斯拉米2，也称作韦伯。磁感应通量也可理解为磁感应线的数目。磁感应强度B就是通过单位垂直面积磁感应线数目，即磁感应线的数密度。由于磁感应线是无始无终的闭合线，所以通过任意闭合曲面S的磁通量恒等于0，即：，这个结论叫做磁场的高斯定理。与电场的高斯定律相比较，可知自然界中没有与电荷相对应的“磁荷”（或叫单独的磁极）存在。但是1931年英国物理学家狄拉克曾从理论上预言，可能存在磁单极子(Magnetic monopole)，并且磁单极子的磁荷同电荷一样也是量子化的。近几十年来，从月球岩石到深海沉积物，从高能加速器到宇宙射线，人们一直在捕捉磁单极子的踪迹。然而迄今为止，人们还没有发现可以确定磁单极子存在的实验证据。如果实验上找到了磁单极子，那么不仅磁场的高斯定律以至整个电磁理论都将作重大修改，而且将深刻影响有关基本粒子的构造、相互作用的“大统一理论”、宇宙的演化等重大理论问题。二、磁场高斯定理的证明:根据闭奥萨伐尔定律，单个电流元IdL产生的磁感应线是以 d方向韦轴线的圆,如图，圆周上元磁场的数值处处相等： 在磁感应线穿入处取一面元dS1,穿出处取另一面元dS2,IdL产生的磁场通过两面元的磁感应通量分别为:由于磁感应管呈严格的圆环状，其正截面处处相等，故，所以，即 。所以高斯定理对单个电流元成立。根据磁场叠加原理，任意载流回路产生的总磁场B是各电流元产生的元磁场dB的矢量和, 从而通过某一面元dS的总磁通量是各电流元产生元磁通的代数和。至此，磁场的高斯定理得到了完全证明。第三节 磁场高斯定理与安培环路定理三、安培环路定理的表述和证明磁感应线是套连载闭合载流回路上的闭合线。若取磁感应强线的环路积分，则因B与dL的夹角=0，cos=1,故在每条线上，从而。安培环路定理就是反映磁感应这一特点的。安培环路定理：磁感应强度沿任何闭合环路L的线积分，等于穿过这环路所有电流强度的代数和的0倍。用公式表示有: 。其中电流I的正负规定如下：当穿过回路L的电流方向与回路L的环绕方向服从右手法则时，I0,反之，I0。如果电流不穿过回路L，则它对上式右端无贡献。安培环路定理的证明,如图：dL是L上的线元，dL代表载流回路L上的线元。按照毕奥-萨伐尔定律:其中代表dS对场点P所张的立体角d,沿L的积分代表整个载流回路作位移-dl时扫过的带状面对P点所张的立体角。所以 。假设以L为边界作一曲面S，S对P点也张有一定的立体角。当L平移时，随之改变。如上图L2和L1分别是L沿-dl平移前后的新、旧位置，令S2和S1代表S的相应位置，2和1代表相应的立体角。因S2和S1和带状面组成闭合曲面，它对于外边的P点所张的总立体角2-1+=0，所以:由于dl是任意的，从而，即磁场正比于载流线圈对场点所张立体角的梯度。假设场点P沿闭合的安培环路L移动一周，则环路积分 将正比于立体角在此过程中的总改变量。如果L不与L套连，则=0，于是: 但是，当L与L套连时，=4。因此： 。所以安培环路定理得证。注意：该定理表达式中各物理量的意义。I只包括穿过闭合回路L的电流。B代表空间所有电流产生的磁场强度的矢量和，其中也包括那些不