第一篇：2014年武漢理工大學(xué)電磁場與電磁波最新考點

一、填空題

▲1．矢量的通量物理含義是矢量穿過曲面的矢量線的總和；

散度的物理意義是矢量場中任意一點處通量對體積的變化率；

散度與通量的關(guān)系是散度一個單位體積內(nèi)通過的通量。

2．散度在直角坐標(biāo)系divA??AX??AY??AZ

?x?y?z

div?1?(rAr)1?A??AZ ??r?rr???z散度在圓柱坐標(biāo)系

▲3，矢量函數(shù)的環(huán)量定義C?A?dl；旋度的定義rotA?lA?dll； MAX?S?0?S

二者的關(guān)系

向。?(??A)?dS?A?dl；旋度的物理意義：Sl

4．旋度在直角坐標(biāo)系下的表達(dá)式ex(?Ay?Az?A?AZ?Ay?A?)?ey(x?z)?ez(?)?y?z?z?x?x?y

▲5．梯度的物理意義:

等值面、方向?qū)?shù)與梯度的關(guān)系是:方向?qū)?shù)是標(biāo)量場中某一點沿某一方向等值面的變化率，梯度是方向?qū)?shù)的最大值。

6．用方向余弦cosα、cosβ、cosγ寫出直角坐標(biāo)系中單位矢量el的表達(dá)式el?excos??eycos??ezcos?

▲7．直角坐標(biāo)系下方向?qū)?shù)?u?u?u?u的數(shù)學(xué)表達(dá)式cos??cos??cos?；梯度?x?y?z?l

excos??eycos??ezcos?

▲8．亥姆霍茨定理表述在有限區(qū)域的任一矢量場由它的散度，旋度以及邊界條件唯一地確定；

說明的問題是要確定一個矢量或一個矢量描述的場，須同時確定其散度和旋度

▲9．麥克斯韋方程組的積分表達(dá)式分別為 1.SD?dS?Q;2.E?dl???lS?B?DS;3.B?dS?0;4.H?dl??(J?)?dS SlS?t?t

其物理描述分別為1.電荷是產(chǎn)生電場的通量源2.變換的磁場是產(chǎn)生電場的漩渦源

3.磁感應(yīng)強度的散度為0，說明磁場不可能由通量源產(chǎn)生； 4.傳導(dǎo)電流和位移電流產(chǎn)生磁場，他們是產(chǎn)生磁場的漩渦源。

▲10．麥克斯韋方程組的微分表達(dá)式分別為 1.??D?

第九題 ?;2.??E???B?D;3.??B?0;4.??H?J?其物理描述分別為?t?t

11．時諧場是； 一般采用時諧場來分析時變電磁場的一般規(guī)律，是因為1.任何時變周期函數(shù)都可以用正弦函數(shù)表示的傅里葉級數(shù)來描述2.在線性條件下可以使用疊加原理

▲12．坡印廷矢量的數(shù)學(xué)表達(dá)式S?E?H；

其物理意義電磁能量在空間的能流密度； 表達(dá)式(E?H)dS的物理意義 S

▲13．電介質(zhì)的極化是指電荷的現(xiàn)象。

兩種極化現(xiàn)象分別是位移極化（無極分子的極化）；轉(zhuǎn)向極化（有極分子的極化）。產(chǎn)生的現(xiàn)象分別有1.電偶極子有序排列2.表面上出現(xiàn)束縛電荷3.影響外電場分布； ▲14．折射率的定義是n?c/v；折射率與波速和相對介電常數(shù)之間的關(guān)系分別為n??r, 2v?c/n

▲15．磁介質(zhì)是指； 磁介質(zhì)的種類可分別有抗磁質(zhì)、順磁質(zhì)、鐵磁質(zhì)、亞鐵磁質(zhì)；

介質(zhì)的磁化是指在外磁場作用下，物質(zhì)中的原子磁矩將受到一個力矩的作用，所有原子都趨于與外磁場方向一致的排列，彼此不再抵消，結(jié)果對外產(chǎn)生磁效應(yīng)，影響磁場分布的現(xiàn)象； 描述介質(zhì)磁化程度地物理量是磁化矢量M

16．介質(zhì)的三個物態(tài)方程分別是D??E、B??H、JC??E

17．靜態(tài)場是指不隨時間變化的場；靜態(tài)場包括靜電場、恒定電場、恒定磁場；

分別是由靜止電荷或靜止帶電體、載有恒定電流的導(dǎo)體內(nèi)部及其周圍介質(zhì)、載有恒定電流的導(dǎo)體的周圍或內(nèi)部產(chǎn)生的。18．靜電場中的麥克斯韋方程組的積分形式分別為

1．D?dS?S?V?dV2．E?dl?03．B?dS?04．H?dl??J?dS； lSlS

靜電場中的麥克斯韋方程組的微分形式分別為

1．??D?? 2．??E?0 3．??B?0 4．??H?J 19．對偶原理的內(nèi)容是應(yīng)的邊界條件，那么它們的數(shù)學(xué)解形式相同；

疊加原理的內(nèi)容是如果?2?1?0,?2?2?0，那么?2(a?1?b?2)?0,(a，b均為常數(shù))； 唯一性定理的內(nèi)容是對于任一靜態(tài)場，在邊界條件給定后，空間各處的場也就唯一的確定了 ?2E?2B2?0 2。?B??0?02?0 ▲20．電磁場的亥姆霍茲方程組是1。?E??0?0?t2?t2

▲21．電磁波的極化是指

化的方式。

其三種基本形式分別是左旋極化波、右旋極化波、隨機(jī)極化波

▲22．工程上經(jīng)常用到的損耗正切，其無耗介質(zhì)的表達(dá)式是tan?C?0；

其表示的物理含義是無耗介質(zhì)內(nèi)部沒有傳導(dǎo)電流；

損耗正切越大說明介質(zhì)中傳導(dǎo)電流越大，電磁波能量損耗越大；

有耗介質(zhì)的損耗介質(zhì)是個復(fù)數(shù)，說明均勻平面波中電場強度矢量和磁場強度矢量之間存在相位差。

▲23．一般用介質(zhì)的損耗正切不同取值說明介質(zhì)在不同情況下的性質(zhì)，一個介質(zhì)是良介質(zhì)的損耗正切遠(yuǎn)小于1，屬于非色散介質(zhì)；當(dāng)表現(xiàn)為良導(dǎo)體時，損耗正切遠(yuǎn)大于1，屬于色散介質(zhì)?！?4．波的色散是指，其相應(yīng)的介質(zhì)為波的色散是由介質(zhì)特性所決定的。色散介質(zhì)分為正常色散和非正常色散介質(zhì)，前者波長大的波，其相速度大，群速小于相速；后者是波長大的波，其相速度小，群速大于相速；在無色散介質(zhì)中，不同波長的波相速度相等，其群速等于相速。

▲25．色散介質(zhì)與介質(zhì)的折射率的關(guān)系是n?nr?ini；耗散介質(zhì)是指損耗的介質(zhì)

26．基波的相速為?/k；群速就是波包或包絡(luò)的傳播速度，其表達(dá)式為vg?d?；

dk

一般情況下，相速與群速不相等，它是由于波包通過有色散的介質(zhì)，不同單色波分量以不同相速向前傳播引起的。

▲27．趨膚效應(yīng)是指當(dāng)交變電流通過導(dǎo)體時，隨著電流變化頻率的升高，導(dǎo)體上所流過的電流將越來越集中于導(dǎo)體表面附近，導(dǎo)體內(nèi)部的電流越來越小的現(xiàn)象； ?1???1

二、名詞解釋

▲1．傳導(dǎo)電流、位移電流

傳導(dǎo)電流：自由電荷在導(dǎo)電媒質(zhì)中作有規(guī)則運動而形成的電流

位移電流：電介質(zhì)內(nèi)部的電量將會隨著電場的不斷變化而產(chǎn)生一種持續(xù)的微觀遷移，從而形成的一種電流

2．電介質(zhì)的極化、磁介質(zhì)的磁化

電介質(zhì)的極化：在外電場作用下，電介質(zhì)中出現(xiàn)有序排列的電偶極子，表面上出現(xiàn)束縛電荷的現(xiàn)象。

磁介質(zhì)的磁化：在外磁場作用下，物質(zhì)中的原子磁矩將受到一個力矩的作用，所有原子都趨于與外磁場方向一致的排列，彼此不再抵消，結(jié)果對外產(chǎn)生磁效應(yīng)，影響磁場分布的現(xiàn)象

3．靜電場、恒定電場、恒定磁場

靜電場：靜止電荷或靜止帶電體產(chǎn)生的場

恒定電場：載有恒定電流的導(dǎo)體內(nèi)部及其周圍介質(zhì)中產(chǎn)生的電場

恒定磁場：載有恒定電流的導(dǎo)體的周圍或內(nèi)部產(chǎn)生的磁場

4．泊松方程、拉普拉斯方程

泊松方程：在有“源”的區(qū)域內(nèi)，靜電場的電位函數(shù)?所滿足的方程，即?2????/?，這種

形式的方程。

拉普拉斯方程：場中某處有電荷密度??0，即在無源區(qū)域內(nèi)，?

5．對偶定理、疊加原理、唯一性定理

對偶原理：如果描述兩種物理現(xiàn)象的方程具有相同的數(shù)學(xué)形式，并且具有相似或?qū)?yīng)的邊界條件，那么它們的數(shù)學(xué)解形式相同；

疊加原理：如果?22??0這中形式的方程。?1?0,?2?2?0，那么?2(a?1?b?2)?0,(a，b均為常數(shù))； 唯一性定理：對于任一靜態(tài)場，在邊界條件給定后，空間各處的場也就唯一的確定了 ▲6．鏡像法、分離變量法、格林函數(shù)法、有限差分法

鏡像法：利用一個稱為鏡像電荷的與源電荷相似的點電荷或線電荷來代替或等效實際電荷所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷，然后通過計算由源電荷和鏡像電荷共同產(chǎn)生的合成電場，而得到源電荷與實際的感應(yīng)電荷所產(chǎn)生的合成電場的方法。

分離變量法：把一個多變量的函數(shù)表示成為幾個單變量函數(shù)的乘積后再進(jìn)行計算的方法。

格林函數(shù)法：用鏡像法或其他方法找到與待求問題對應(yīng)的格林函數(shù)，然后將它代入第二格林公式導(dǎo)出的積分公式就可得到任一分布源的解得方法。

有限差分法：在待求場域內(nèi)選取有限個離散點，在各個離散點上以差分方程近似代替各點上的微分方程，從而把以連續(xù)變量形式表示的位函數(shù)方程轉(zhuǎn)化為以離散點位函數(shù)表示的方程組的方法。▲7．電磁波、平面電磁波、均勻平面電磁波

電磁波：是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面

平面電磁波：對應(yīng)任意時刻t，在其傳播空間具有相同相位的點所構(gòu)成的等相位面為平面的電磁

波

均勻平面電磁波：任意時刻，其所在的平面中場的大小和方向都是不變的平面電磁波?！?．電磁波的極化

電磁波的極化：均勻平面波傳播過程中，在某一波陣面上電場矢量的振動狀態(tài)隨時間變化的方式。▲9．相速、群速

相速：恒定相位面在波中向前推進(jìn)的速度。

群速：一段波的包絡(luò)上具有某種特性（例如幅值最大）的點的傳播速度

▲10．波阻抗、傳播矢量

波阻抗：電磁波在介質(zhì)中傳播時電場與磁場的振幅比

傳播矢量：用來表示波的傳播方向的矢量

▲11．駐波、行波、行駐波

駐波：幅度隨著某一方向按照正弦變化的電磁震蕩波

行波：向著某一方向傳播的平面電磁波。

行駐波：行波與駐波的混合狀態(tài)

▲12．色散介質(zhì)、耗散介質(zhì)

色散介質(zhì)：電磁波在其中傳播的速度與波的頻率有關(guān)的介質(zhì)

耗散介質(zhì)：電磁波在其中傳播會出現(xiàn)能量損耗的介質(zhì)。

▲13．全反射、全折射

全反射：當(dāng)電磁波入射到兩種媒質(zhì)交界面時，如果反射系數(shù)|R|=1，則投射到界面上的電磁波將全部反射到第一種媒質(zhì)中的情況。

全折射：當(dāng)電磁波以某一入射角入射到兩種媒質(zhì)的交界面時，如果反射系數(shù)為零，則全部電磁能量都進(jìn)入第二種媒質(zhì)的情況。

三、簡答題

1．散度和旋度均是用來描述矢量場的，它們之間有什么不同？

答：散度描述的是場中任意一點通量對體積的變化率

旋度描述的是場中任意一點最大環(huán)量密度和最大環(huán)量密度方向。

▲2．亥姆霍茲定理的描述及其物理意義是什么？

答：亥姆霍茨定理:在有限區(qū)域的任一矢量場由它的散度，旋度以及邊界條件唯一地確定；物理意義：要確定一個矢量或一個矢量描述的場，須同時確定其散度和旋度

▲3．分別敘述麥克斯韋方程組微分形式的物理意義

答：第一方程：電荷是產(chǎn)生電場的通量源

第二方程：變換的磁場是產(chǎn)生電場的漩渦源

第三方程：磁感應(yīng)強度的散度為0，說明磁場不可能由通量源產(chǎn)生；

第四方程：傳導(dǎo)電流和位移電流產(chǎn)生磁場，他們是產(chǎn)生磁場的漩渦源。

▲4．舉例說明電磁波的極化的工程應(yīng)用

答：1.當(dāng)利用極化波進(jìn)行工作時，接收天線的極化特性必須與發(fā)射天線的極化特性相同，才能獲

得好的接受效果。

2.很多情況下，無線電系統(tǒng)必須利用圓極化才能進(jìn)行正常工作。例如，由于火箭等飛行器在飛行

過程中，其狀態(tài)和信號不斷變化，因此其天線的姿態(tài)也在不斷改變，此時如用線極化的發(fā)射信號來遙控火箭，在某些情況下，可能出現(xiàn)火箭上的天線接收不到地面控制信號，從而造成失控的情況。若采用圓極化發(fā)射和接受，則從理論上講不會出現(xiàn)失控情況。

▲5．分別說明平面電磁波在無耗介質(zhì)和有耗介質(zhì)中的傳播特性

答：在無耗介質(zhì)中：1.相速與波的頻率無關(guān)；2.電場強度，磁場強度，傳播方向三者相互垂直，傳播方向上無電磁場分量。3.電場強度矢量與磁場強度矢量處處同相，波阻抗為實數(shù)。4.傳播過程中沒有能量損耗。

在有耗介質(zhì)中：1.相速與波的頻率有關(guān)，波長變短；2.電場強度矢量與磁場強度矢量之間存

在相位差，波阻抗為復(fù)數(shù)；3.傳播過程中有能量損耗。

▲6．試論述介質(zhì)在不同損耗正切取值時的特性

答：1.在tanδc=0時，為理想介質(zhì)，衰減常數(shù)α=0 ；

2．在tanδc<<1時，為良介質(zhì)，屬于非色散介質(zhì)，但衰減常數(shù)不為0，并且隨著頻率的增高，衰減將加劇。

3．tanδc=無窮，為理想導(dǎo)體，衰減常數(shù)為無窮，電磁波在其中立刻衰減到0，相位常數(shù)為無窮，說明波長為零，相速為零。因此電磁波不能進(jìn)入理想導(dǎo)體。

4．tanδc>>1（一般≥10），為良導(dǎo)體，此時γ與ω越大，衰減越快，波長越短，相速越低；相速與頻率有關(guān)，為色散介質(zhì)。

5．γ與?ε相比擬，為半導(dǎo)體。

▲7．試論述介質(zhì)的色散帶來電磁波傳播和電磁波接收的影響，在通信系統(tǒng)中一般采取哪些有效的措施

答：

▲8．試論述趨膚效應(yīng)在高速或高頻電路板設(shè)計中的電路布線、器件選擇、板層設(shè)計中的應(yīng)用 答：電路布線：扁平、微帶線、帶狀線、共面波導(dǎo)線、線距、線寬、線均勻

器件選擇：貼片、扁平

板層設(shè)計：采用多層板

四、解答題

考點1：利用麥克斯韋方程組求解電磁場問題

考點2：求解自由空間電磁波問題

考點3：求解介質(zhì)中的電磁波問題

第二篇：電磁場與電磁波學(xué)習(xí)心得

電磁場與電磁波學(xué)習(xí)心得

在開始學(xué)習(xí)“電磁場與電磁波”之前，當(dāng)我聽到其學(xué)科名稱的時候就產(chǎn)生了一種高深莫測的感覺，覺得電磁場應(yīng)該是比較難的。但是出于對知識的渴望我懷著一顆求知的心投入了這個“新奇的”知識海洋。

當(dāng)接觸了“電磁場與電磁波”并開始學(xué)習(xí)的時候這種所謂的懼怕感還是依舊存在。每當(dāng)讀到某個科學(xué)家經(jīng)過了反復(fù)的實驗從而發(fā)現(xiàn)了一個著名的定理或是公式的時候我都非常向往，無疑這些名人事跡提高了我的學(xué)習(xí)興趣。但是每當(dāng)看到一個個繁雜的公式與難于理解的論證的時候，這都讓我感到這門課程的難度之高。然而每當(dāng)專心下來仔細(xì)思考，一點一點的從基礎(chǔ)公式去推演論證的時候，我又能感受到其在科學(xué)與生活方面的獨特魅力。

縱觀電磁波發(fā)展史，人們很早就接觸到電和磁的現(xiàn)象，并知道磁棒有南北兩極。在18世紀(jì)，發(fā)現(xiàn)電荷有兩種：正電荷和負(fù)電荷。不論是電荷還是磁極都是同性相斥，異性相吸，作用力的方向在電荷之間或磁極之間的連接線上，力的大小和它們之間的距離的平方成反比。但長期以來，人們只是發(fā)現(xiàn)了電和磁的現(xiàn)象，并沒有發(fā)現(xiàn)電和磁之間的聯(lián)系。后來奧斯特、安培、法拉第等人的研究又使人類又電磁波的認(rèn)識進(jìn)步了一個階梯，19世紀(jì)中葉偉大的理論物理學(xué)家麥克斯韋總結(jié)了前人關(guān)于電磁學(xué)的研究成果，建立了完整的電磁場理論。這使得人們對電磁波的有了相對成熟的認(rèn)識。

可以說電磁場理論是工科電類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。它在物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了宏觀電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律和分析方法，是深入理解和分析工程實際中電磁問題所必須掌握的基本知識。它的地位我覺得就像英語中的語法，用來分析句子和文章的成分結(jié)構(gòu)，沒有它我們只能死記硬背一些公式與結(jié)論，而利用了電磁理論就能很容易的分析一些實質(zhì)性的問題從而有更加深刻的體會。很多實際工程問題只有通過電磁場才能揭示其本質(zhì)。對電磁場的學(xué)習(xí)使我認(rèn)識很多物理現(xiàn)象的本質(zhì)。電磁場由相互依存的電磁和磁場的總和構(gòu)成的一種物理場。電場隨時間變化時產(chǎn)生磁場，磁場隨時間變化時又產(chǎn)生電場，兩者互為因果，形成電磁場。電磁波是電磁場的一種運動形態(tài)。電與磁可說是一體兩面，電流會產(chǎn)生磁場，變動的磁場則會產(chǎn)生電流。變化的電場和變化的磁場構(gòu)成了一個不可分離的統(tǒng)一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風(fēng)輕拂水面產(chǎn)生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。電磁場與電磁波在實際生產(chǎn)、生活、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，具有不可替代的作用。如果沒有發(fā)現(xiàn)電磁波，現(xiàn)在的社會生活將是無法想象的。

相信每一門學(xué)科都是經(jīng)過反復(fù)學(xué)習(xí)與實踐才能理解它的內(nèi)涵的，所以這次對“電磁場與電磁波”的學(xué)習(xí)將為我打開一扇新的大門，為進(jìn)一步去學(xué)習(xí)它與其相關(guān)的知識打下堅實的基礎(chǔ)。

第三篇：電磁場與電磁波論文

《電磁場與電磁波論文》

學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)：電子信息工程 班級：電子0902班 學(xué)號：20092712 姓名：++++++++

電磁場與電磁波的實際應(yīng)用

電磁波是電磁場的一種運動形態(tài)。電與磁可說是一體兩面，電流會產(chǎn)生磁場，變動的磁場則會產(chǎn)生電流。變化的電場和變化的磁場構(gòu)成了一個不可分離的統(tǒng)一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風(fēng)輕拂水面產(chǎn)生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。電磁場與電磁波在實際生產(chǎn)、生活、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，具有不可替代的作用。如果沒有發(fā)現(xiàn)電磁波，現(xiàn)在的社會生活將是無法想象的。

（一）在生產(chǎn)、生活上的應(yīng)用

靜電場的最常見的一個應(yīng)用就是帶電粒子的偏轉(zhuǎn)，這樣象控制電子或是質(zhì)子的軌跡。很多裝置，例如陰極射線示波器，回旋加速器，噴墨打印機(jī)以及速度選擇器等都是基于這一原理的。陰極射線示波器中電子束的電量是恒定的，而噴墨打印機(jī)中微粒子的電量卻隨著打印的字符而變化。在所有的例子中帶電粒子的偏轉(zhuǎn)都是通過兩個平行板之間的電位差來實現(xiàn)的。1.磁懸浮列車

列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體S極所吸引，同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體N極所排斥。列車前進(jìn)時，線圈里流動的電流方向就反過來，即原來的S極變成N極，N極變成S極。循環(huán)交替，列車就向前奔馳。

穩(wěn)定性由導(dǎo)向系統(tǒng)來控制?！俺?dǎo)型磁吸式”導(dǎo)向系統(tǒng)，是在列車側(cè)面安裝一組專門用于導(dǎo)向的電磁鐵。列車發(fā)生左右偏移時，列車上的導(dǎo)向電磁鐵與導(dǎo)向軌的側(cè)面相互作用，產(chǎn)生排斥力，使車輛恢復(fù)正常位置。列車如運行在曲線或坡道上時，控制系統(tǒng)通過對導(dǎo)向磁鐵中的電流進(jìn)行控制，達(dá)到控制運行目的。

“常導(dǎo)型”磁懸浮列車的構(gòu)想由德國工程師赫爾曼·肯佩爾于1922年提出。

“常導(dǎo)型”磁懸浮列車及軌道和電動機(jī)的工作原理完全相同。只是把電動機(jī)的“轉(zhuǎn)子”布置在列車上，將電動機(jī)的“定子”鋪設(shè)在軌道上。通過“轉(zhuǎn)子”，“定子”間的相互作用，將電能轉(zhuǎn)化為前進(jìn)的動能。我們知道，電動機(jī)的“定子”通電時，通過電磁感應(yīng)就可以推動“轉(zhuǎn)子”轉(zhuǎn)動。當(dāng)向軌道這個“定子”輸電時，通過電磁感應(yīng)作用，列車就像電動機(jī)的“轉(zhuǎn)子”一樣被推動著做直線運動。2.電磁泵

利用磁場和導(dǎo)電流體中電流的相互作用，使流體受電磁力作用而產(chǎn)生壓力梯度，從而推動流體運動的一種裝置。實用中大多用于泵送液態(tài)金屬，所以又稱液態(tài)金屬電磁泵。電磁泵按電源形式可分為交流泵和直流泵；按液態(tài)金屬中電流饋給的方式可分為傳導(dǎo)式電磁泵和感應(yīng)式電磁泵；按結(jié)構(gòu)不同可分為平面泵和圓柱泵等。傳導(dǎo)式泵中，電流由外部電源經(jīng)泵溝兩側(cè)的電極直接傳導(dǎo)給液態(tài)金屬；感應(yīng)泵中，電流則由交變磁場感應(yīng)產(chǎn)生。電磁泵沒有轉(zhuǎn)動部件，結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，運轉(zhuǎn)可靠，因此在化工、印刷行業(yè)中用于輸送一些有毒的重金屬，如汞、鉛等；在原子能動力工業(yè)中用于輸送化學(xué)性質(zhì)特別活潑的金屬，如鈉、鉀、鈉鉀合金；在鑄造企業(yè)中可以用來做鋁、鎂等活潑金屬的定量泵，但現(xiàn)在主要為軍工等大型企業(yè)使用。

3.磁流體發(fā)電機(jī)

磁流體發(fā)電中的帶電流體，它們是通過加熱燃料、惰性氣體、堿金屬蒸氣而得到的。在幾千攝氏度的高溫下，這些物質(zhì)中的原子和電子的運動都很劇烈，有些電子甚至可以脫離原子核的束縛，結(jié)果，這些物質(zhì)變成自由電子、失去電子的離子以及原子核的混合物，這就是等離子體。將等離子體以超音速的速度噴射到一個加有強磁場的管道里面，等離子體中帶有正電荷、負(fù)電荷的高速粒子，在磁場中受到洛倫茲力的作用，分別向兩極偏移，于是在兩極之間產(chǎn)生電壓，用導(dǎo)線將電壓接入電路中就可以使用了。

磁流體發(fā)電的另一個好處是產(chǎn)生的環(huán)境污染少。利用火力發(fā)電，燃燒燃料產(chǎn)生的廢氣里含有大量的二氧化硫，這是造成空氣污染的一個重要原因。利用磁流體發(fā)電，不僅使燃料在高溫下燃燒得更加充分，它使用的一些添加材料還可以和硫化合，生成硫酸鉀，并被回收利用，這就避免了直接把硫排放到空氣中，對環(huán)境造成污染。

利用磁流體發(fā)電，只要加快帶電流體的噴射速度，增加磁場強度，就能提高發(fā)電機(jī)的功率。人們使用高能量的燃料，再配上快速啟動裝置，就可以使發(fā)電機(jī)功率達(dá)到1000萬kW，這就滿足了一些需要大功率電力的場合。目前，中國，美國、印度、澳大利亞以及歐洲共同體等，都積極致力于這方面的研究。4.微波爐

微波爐（microwave oven/microwave），顧名思義，就是用微波來煮飯燒菜的。微波爐是一種用微波加熱食品的現(xiàn)代化烹調(diào)灶具。微波是一種電磁波。微波爐由電源，磁控管，控制電路和烹調(diào)腔等部分組成。電源向磁控管提供大約4000伏高壓，磁控管在電源激勵下，連續(xù)產(chǎn)生微波，再經(jīng)過波導(dǎo)系統(tǒng)，耦合到烹調(diào)腔內(nèi)。在烹調(diào)腔的進(jìn)口處附近，有一個可旋轉(zhuǎn)的攪拌器，因為攪拌器是風(fēng)扇狀的金屬，旋轉(zhuǎn)起來以后對微波具有各個方向的反射，所以能夠把微波能量均勻地分布在烹調(diào)腔內(nèi)。微波爐的功率范圍一般為500～1000瓦。從而加熱食物。

（二）電磁場與電磁波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

1.電磁波在醫(yī)療上的應(yīng)用

在科學(xué)上，稱超過人體承受或儀器設(shè)備容許的電磁輻射為電磁污染。電磁輻射分二大類，一類是天然電磁輻射，如雷電、火山噴發(fā)、地震和太陽黑子活動引起的磁暴等，除對電氣設(shè)備、飛機(jī)、建筑物等可能造成直接破壞外，還會在廣大地區(qū)產(chǎn)生嚴(yán)重電磁干擾。另一類是人工電磁輻射，主要是微波設(shè)備產(chǎn)生的輻射，微波輻射能使人體組織溫度升高，嚴(yán)重時造成植物神經(jīng)功能紊亂。但是對電磁輻射，要正確認(rèn)識，而且要科學(xué)防護(hù)。事實上，電磁波也如同大氣和水資源一樣，只有當(dāng)人們規(guī)劃、使用不當(dāng)時才會造成危害。一定量的輻射對人體是有益的，醫(yī)療上的烤電、理療等方法都是利用適量電磁波來治病健身 2.生物電磁場保健

將人體置于姜氏場導(dǎo)艙內(nèi)接受載有青春信息的植物幼苗發(fā)射的生物電磁波。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：人體紅細(xì)胞膜的滲透脆性降低，韌性增強；甲狀腺素、性激素分泌增加；免疫功能提高；腎上腺皮質(zhì)激素分泌無明顯變化。提示：植物幼苗電磁波有助于紅細(xì)胞功能的發(fā)揮，促進(jìn)機(jī)體新陳代謝，增加青春活力，提高性功能，增強免疫力從而對人體發(fā)揮返老還青和醫(yī)療保健作用。

3.激光治療

激光是60年代初出現(xiàn)的一種新光源。已廣泛應(yīng)用于國防、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生醫(yī)療和科學(xué)研究，也是治療腫瘤的一種新方法。用它既能切割組織，又能同時止血，能使腫瘤組織迅速氣化和霧化，從而使腫瘤在瞬間消失。激光對組織具有熱、壓、光和電磁場效應(yīng)的作用。

（1）、熱效應(yīng)：激光能使腫瘤組織在幾秒種的短時間內(nèi)，局部溫度高達(dá)200-1000攝氏度，使其變性、凝固壞死，繼而氣化消失。

（2）、壓力效應(yīng)：激光本身的光壓和由高熱導(dǎo)致的組織膨脹引起的二次沖擊波，加深了腫瘤組織破壞。

(3)、光效應(yīng)：激光被腫瘤組織吸收后，可增強熱效應(yīng)，使腫瘤組織被破壞。(4)、電磁場效應(yīng)：激光是一種電磁波。能產(chǎn)生電磁場，可使腫瘤組織離化、核分解而被破壞死亡，如有殘癌也可自行消退，這可能與免疫有關(guān)。激光制造成激光器、激光手術(shù)刀用于治療體表腫瘤，眼耳鼻咽喉腫瘤、神經(jīng)腫瘤等。4.EMF系統(tǒng)

EMF系統(tǒng)是由（株）日本MDM公司開發(fā)研究生產(chǎn)的新一代腦外科手術(shù)器械。根據(jù)其作用原理，我們俗稱之為“電磁刀”。EMF系統(tǒng)利用高頻電磁能對機(jī)體組織進(jìn)行汽化，切割和凝固。因該系統(tǒng)外周圍優(yōu)良組織的熱損傷小且不需要對極板，因此尤其使用于腦外等精密外科。對硬性及深部微小腦瘤的去除極為有效。EMF系統(tǒng)與常規(guī)的電刀相比，在原理和設(shè)計上都有很大區(qū)別。EMF系統(tǒng)用于汽化，切割和凝固的輸出功率很小（49W以下），為一般電刀所不及。不需要對極板這一特點使單極手術(shù)刀用于腦外手術(shù)成為可能。沒有燒傷感電和破壞神經(jīng)系統(tǒng)的危險，安全性高，使用方便。與激光刀相比，不需要眼球保護(hù)鏡和其它保護(hù)附件，操作時對患者和醫(yī)生均無危害。手術(shù)時與患部直接接觸，醫(yī)生可以靈活掌握調(diào)節(jié)。與超聲波刀相比，EMF系統(tǒng)對于硬化深部微小腫瘤的汽化治療效果尤為顯著。HandPiece非常輕便且呈彎曲狀，使視野不受影響，并有利于長時間手術(shù)。刀頭部分可以任意彎曲，適用于各種手術(shù)需要。5.微波治療

微波是指波長在1毫米至1米范圍內(nèi)的非電離輻射高頻電磁波。70年代后期微波技術(shù)在醫(yī)療上得到應(yīng)用?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，微波治療有3種：一是大劑量高熱治療腫瘤，能抑制腫瘤細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，降低腫瘤細(xì)胞分裂速度，增強化療、放療效果；二是用于局部生物體組織的凝固治療，具有不炭化、不產(chǎn)生煙霧的特點；三是小劑量的溫?zé)嶂委?，可以解痙、止痛、消炎并促進(jìn)傷恢復(fù)等。6.電磁波消毒

利用電磁波的場效應(yīng)和熱效應(yīng)，在5－l0分鐘內(nèi)能迅速達(dá)到國家衛(wèi)生部規(guī)定的消毒要求，對成捆、成扎的紙幣、成疊的毛巾、醫(yī)療器械具有穿透力強，無殘留藥毒性的消毒特點，是當(dāng)今消毒領(lǐng)域的新突破。

（三）在軍事上的應(yīng)用

1.雷達(dá)

雷達(dá)是利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電磁波對目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。

雷達(dá)所起的作用和眼睛和耳朵相似，當(dāng)然，它不再是大自然的杰作，同時，它的信息載體是無線電波。事實上，不論是可見光或是無線電波，在本質(zhì)上是同一種東西，都是電磁波，傳播的速度都是光速C, 差別在于它們各自占據(jù)的頻率和波長不同。其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達(dá)天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息(目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。

測量距離實際是測量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據(jù)此就能換算成目標(biāo)的精確距離。測量目標(biāo)方位是利用天線的尖銳方位波束測量。測量仰角靠窄的仰角波束測量。根據(jù)仰角和距離就能計算出目標(biāo)高度。

測量速度是雷達(dá)根據(jù)自身和目標(biāo)之間有相對運動產(chǎn)生的頻率多普勒效應(yīng)原理。雷達(dá)接收到的目標(biāo)回波頻率與雷達(dá)發(fā)射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離變化率。當(dāng)目標(biāo)與干擾雜波同時存在于雷達(dá)的同一空間分辨單元內(nèi)時，雷達(dá)利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標(biāo)。2.電磁炮

電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動能殺傷武器．與傳統(tǒng)的大炮將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌?，電磁炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場的作用力，其作用的時間要長得多，可大大提高彈丸的速度和射程．因而引起了世界各國軍事家們的關(guān)注．自80年代初期以來，電磁炮在未來武器的發(fā)展計劃中，已成為越來越重要的部分。3.電子對抗 電子對抗也稱“電子戰(zhàn)”或“電子斗爭”。敵對雙方利用電子技術(shù)進(jìn)行的作戰(zhàn)行動。目的是削弱、破壞敵方電子設(shè)備的使用效能，以保護(hù)己方電子設(shè)備效能得到

充分發(fā)揮。包括雷達(dá)對抗、無線電通信對抗、光電對抗等。基本內(nèi)容有電子對抗偵察、電子干擾和電子防御。電子對抗是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的重要作戰(zhàn)手段。

電子對抗就是敵對雙方為削弱、破壞對方電子設(shè)備的使用效能、保障己方電子設(shè)備發(fā)揮效能而采取的各種電子措施和行動，又稱電子戰(zhàn)。電子對抗分3個方面：電子對抗偵察、電子干擾和電子防御。電子對抗按電子設(shè)備的類型可分為雷達(dá)對抗、無線電通信對抗、導(dǎo)航對抗、制導(dǎo)對抗、光電對抗和水聲對抗等；按配置部位又可分為外層空間對抗、空中對抗、地面(包括海面)對抗和水下對抗。機(jī)載電子對抗系統(tǒng)是現(xiàn)代電子對抗的主要手段。隨著彈道導(dǎo)彈和衛(wèi)星的發(fā)展，外層空間是一個新的戰(zhàn)場，電子對抗在未來的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，將對戰(zhàn)略攻防起到重要作用。

電磁場與電磁波在實際中應(yīng)用廣泛，以上所寫只是實際應(yīng)用中的一小部分。電磁場與電磁波有著強大的生命力和蓬勃的朝氣，人們對它進(jìn)行不斷探索，創(chuàng)造出一個又一個具有強大功能的新工具。

++++++++ 2011.5.21

第四篇：電磁場與電磁波感想

電磁場與電磁波

姓名學(xué)號

趙倬毅 080260310 電磁場理論的應(yīng)用

經(jīng)過過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們知道電磁場理論是工科電類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。它在物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了宏觀電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律和分析方法，是深入理解和分析工程實際中電磁問題所必須掌握的基本知識，很多實際工程問題只有通過電磁場才能揭示其本質(zhì)。下面舉例說明電磁場理論在實際工程問題中的應(yīng)用。

1、電容式傳感器

電容量和極板面積、極板間的距離，以及極板間所充的介質(zhì)有關(guān)，改變其中任何一項，就可以改變電容量。利用這個特性，可以構(gòu)成“電容式傳感器”，它可以把物理量的變化轉(zhuǎn)化為電容兩的變化。如果把這個電容器接在橋式電路中或是一個振蕩電路中，就可以把電容的變化，轉(zhuǎn)化成電量的變化。經(jīng)過放大處理，可以實現(xiàn)對于原物理量的檢測或控制。圖 1a、1b 分別為改變面積和介質(zhì)的電容傳感器原理圖

1a(改變面積）1b（改變介質(zhì)）

圖 1 電容式傳感器的原理圖

由圖 1a 得

利用這個傳感器，可以用來測量物體得位移。故

在實際應(yīng)用中，為了提高傳感器的靈敏度，常常做成差動式傳感器。例如圖2 所示，為一變面積的差動式電容傳感器，其中間為一動片，上下兩個園筒是定片，當(dāng)動片上升時，1 C 增大2 C 減小，當(dāng)動片下降時則相反，所以動片位置的變化轉(zhuǎn)化成1 C、2 C 的變化。若將其放于橋路中，就可以將電容的變化變換成電壓的變化。

圖 2 差動式電容式傳感器的原理圖

電容式傳感器常常用于測量零件的尺寸、物位、位移的變化等等。

2、靜電技術(shù)應(yīng)用

任何事物都有兩重性，給人們帶來許多麻煩的靜電能也能變害為利，它在靜電分選、靜電除塵、靜電分離、靜電植絨、靜電紡紗、靜電噴漆、靜電復(fù)印等等方面大顯身手。靜電分選:是利用各種塑料不同的靜電性能來進(jìn)行分選的方法。利用靜電進(jìn)行分選，對于多種混雜在一起的廢舊塑料需通過多次分選。靜電分選法特別適用于帶極性的聚氯乙烯，分離純度可達(dá)99%。物料經(jīng)饋料系統(tǒng)均勻散布在接地轉(zhuǎn)動電極光滑表面上，荷電的物料與接地轉(zhuǎn)輥電極交換，兩種不同靜電性能不同的物料有差異。然后荷電的物料進(jìn)入分選區(qū)，在靜電力、重力、離心力等的合力下落。完成兩種不同電性物料的分離。

靜電復(fù)?。含F(xiàn)在靜電復(fù)印得到廣泛使用。靜電復(fù)印機(jī)的中心部件是一個可以

旋轉(zhuǎn)的接地的鋁質(zhì)圓柱體，表面鍍一層半導(dǎo)體硒，叫做硒鼓。半導(dǎo)體硒有特殊的 光電性質(zhì)：沒有光照射時是很好的絕緣體，能保持電荷；受到光的照射立即變成 導(dǎo)體，將所帶的電荷導(dǎo)走。復(fù)印每一頁材料都要經(jīng)過充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印等 幾個步驟，這幾個步驟是在硒鼓轉(zhuǎn)動一周的過程中依次完成的。充電:由電源使 硒鼓表面帶正電荷。曝光:利用光學(xué)系統(tǒng)將原稿上的字跡的像成在硒鼓上。硒鼓 上字跡的像，是沒有光照射的地方，保持著正電荷。其他地方受到了光線的照射，正電荷被導(dǎo)走。這樣，在硒鼓上留下了字跡的“靜電潛像”。這個像我們看不到，所以稱為潛像。顯影:帶負(fù)電的墨粉被帶正電的“靜電潛像”吸引，并吸附在“靜電 潛像”上，顯出墨粉組成的字跡。轉(zhuǎn)印:帶正電的轉(zhuǎn)印電極使輸紙機(jī)構(gòu)送來的白紙 帶正電。帶正電的白紙與硒鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負(fù)電的墨粉吸到白 紙上。此后，吸附了墨粉的紙送入定影區(qū)，墨粉在高溫下熔化，浸入紙中，形成 牢固的字跡。硒鼓則經(jīng)過清除表面殘留的墨粉和電荷，準(zhǔn)備復(fù)印下一頁材料。靜電除塵，具有效率高的優(yōu)點，現(xiàn)在很多空氣凈化器就是用靜電能吸除空氣 中的很小的塵埃，使空氣凈化，靜電在環(huán)境保護(hù)中能發(fā)揮重要作用。以煤作燃料 的工廠、電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉，不僅浪費燃料，而且嚴(yán)重地污 染環(huán)境．利用靜電除塵可以消除煙氣中的煤粉．除塵器由金屬管A 和懸在管中 的金屬絲B 組成，A 接到高壓電源的正極，B 接到高壓電源的負(fù)極，它們之間有很強的電場，而且距B 越近，場強越大．B 附近的空氣分子被強電場電離，成為電子和正離子．正離子被吸到B 上，得到電子，又成為分子．電子在向著正極A運動的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負(fù)電，吸附到正極A 上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中．靜電除塵用于粉塵較多的各種場所，除去有害的微粒，或者回收物資，如回收水泥粉塵。

3.恒定電場應(yīng)用舉例

當(dāng)一定值電流流經(jīng)被檢金屬試件時，試件兩端的電位差應(yīng)服從歐姆定律：

U=IR，由于電流I 為恒定值，故電位差U 僅取決于試件的電阻R。電阻R 是受 材料中許多因素影響的，例如試件的幾何形狀、尺度、試件自身的材質(zhì)、試件是 否有缺陷存在、缺陷的尺度、方向等。利用電位差與上述因素之間的對應(yīng)關(guān)系可 以實現(xiàn)對試件幾何尺寸的測量；可以用于材質(zhì)檢驗；缺陷檢測及對裂紋深度的測 量等等。

裂紋深度測量原理：當(dāng)電流從被檢工件的檢驗部位通過時，將形成一定的電流、電位場。如工件表面存在裂紋，隨著裂紋的形位、尺度的不同，它對電流電位場的影響也不同。利用測量電位分布的方法來判斷金屬材料中裂紋的狀況，是電位法測量裂紋深度的依據(jù)。圖3 所示是將四個電流電極（或稱電流探針）分別直線排列放置在工件的無裂紋部位（a）和有裂紋部位（b）時的電流、電位場。一個恒定的電流通過電流探針A 和B 在工件中產(chǎn)生電流場和一個與材料的組成和結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的電位分布，通過另一對電極c 和d 可以檢測某兩點間的電位差，并在電壓表上顯示。假定與材料有關(guān)的影響因素和幾何尺寸均相同，以相同的電 流分別在無裂紋和有裂紋的試樣上測試，顯然在測量極c 和d 之間無裂紋試樣的 電位差與有裂紋試樣的電位差之間的差異是由裂紋引起的。如果保持試驗電流、被檢工件材質(zhì)、厚度不變，而只有裂紋深度變化時，則該電位差是一個裂紋深度 的函數(shù)，通過標(biāo)定可將電測系統(tǒng)取得的電位差信號轉(zhuǎn)化成裂紋尺寸，從而實現(xiàn)裂 紋深度的測量。

圖 3 電流電位場

第五篇：電磁場與電磁波點電荷模擬實驗報告

重慶大學(xué) 電磁場與電磁波課程實踐報告 題 目：

點電荷電場模擬實驗 日 期：

2013 年 12 月 _J_ 日 N=28

《電磁場與電磁波》課程實踐 點電荷電場模擬實驗 1.實驗背景 電磁場與電磁波課程內(nèi)容理論性強，概念抽象，較難理解。在電磁場教學(xué)中，各種點電荷的電場線成平面分布，等勢面通常用等勢線來表示。

MATLAB 是一種 廣泛應(yīng)用于工程、科研等計算和數(shù)值分析領(lǐng)域的高級計算機(jī)語言，以矩陣作為數(shù) 據(jù)操作的基本單位，提供十分豐富的數(shù)值計算函數(shù)、符號計算功能和強大的繪圖 能力。為了更好地理解電場強度的概念，更直觀更形象地理解電力線和等勢線的 物理意義，本實驗將應(yīng)用 MATLA 對點電荷的電場線和等勢線進(jìn)行模擬實驗。

2.實驗?zāi)康?應(yīng)用 MATLA 模擬點電荷的電場線和等勢線 3.實驗原理 根據(jù)電磁場理論，若電荷在空間激發(fā)的電勢分布為 V ,則電場強度等于電勢 梯度的負(fù)值，即：

r E V 真空中若以無窮遠(yuǎn)為電勢零點，則在兩個點電荷的電場中，空間的電勢分布為：

q i q 2

V

y V 2

— 4 本實驗中，為便于數(shù)值計算，電勢可取為 V 蟲 R 4.實驗內(nèi)容 應(yīng)用 MATLA 計算并繪出以下電場線和等勢線，其中 q i 位于(-1,0,0), q 2 位于(1,0,0), n 為個人在班級里的序號：

(1)電偶極子的電場線和等勢線(等量異號點電荷對 q 2 ：

q i = 1，q 2 為負(fù)電荷)； ⑵

兩個不等量異號電荷的電場線和等勢線(q 2 ：

q 1 = 1 + n/2，q 2 為負(fù)電荷)；(3)兩個等量同號電荷的電場線和等勢線； 0 R 1 4

0 R 2 R 2

⑷

兩個不等量同號電荷的電場線和等勢線(q 2 ：

q 1 = 1 + n/2)；(5)三個電荷，q 1、q 2 為⑴中的電偶極子，q 3 為位于(0,0,0)的單位正電荷。、n=28(1)電偶極子的電場線和等勢線(等量異號 點電荷對 q 2 :q 1 = 1，q 2 為負(fù)電荷)； 程序 1 ：

clear all q=1;xm=2.5;ym=2;x=linspace(-xm,xm);y=linspace(-ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A2+Y.A2);R2=sqrt((X-1).A2+Y.A2);U=1./R1-q./R2;u=-4:0.5:4;figure contour(X,Y,U,u, “--”);hold on plot(-1,0, “o” , “MarkerSize” ,12);plot(1,0, “o” , “MarkerSize” ,12);[Ex,Ey]=gradient(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=r0*cos(th1)-1;y1=r0*sin(th1);streamline(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*sin(th2);streamline(X,Y,-Ex,-Ey,x2,y2);axis equal tight title(“ 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???>ntsize” ,12)

點偶極子的電場線和等勢線

(2)兩個不等量異號電荷的電場線和等勢線(q 2 ：

q i = 1 + n/2 , q 2 為負(fù)電荷)； 程序 2 : clear all q=15;xm=2.5;ym=2;x=li nspace(-xm,xm);y=li nspace(_ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A 2+Y.A 2);R2=sqrt((X-1).A 2+Y.A 2);U=1./R1-q./R2;u=-4:0.5:4;figure con tour(X ,Y, U,u, “--”);hold on plot(-1,0, “o”，‘MarkerSize“ ,12);plot(1,0, ”o“ , ”MarkerSize“ ,12);[Ex,Ey]=gradie nt(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=rO*cos(th1)-1;y1=r0*si n(th1);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;

th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*si n(th2);streamli ne(X,Y,-Ex,-Ey,x2,y2);axis equal tight title(” 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???>ntsize“ ,12)點偶極子的電場線和等勢■線

-2.6-2-1.5-1-0.6 0 0.5 1 1.6 2

(3)兩個等量同號電荷的電場線和等勢線;程序 3 ：

clear all q=-1;xm=2.5;ym=2;x=li nspace(-xm,xm);y=li nspace(_ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A 2+Y.A 2);R2=sqrt((X-1).A 2+Y.A 2);U=1./R1-q./R2;u=-4:0.5:4;figure con tour(X ,Y, U,u, ”--“);hold on plot(-1,0, ”o“，‘MarkerSize” ,12);

plot(1,0, “o” , “MarkerSize” ,12);[Ex,Ey]=gradie nt(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=r0*cos(th1)-1;y1=r0*si n(th1);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*si n(th2);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x2,y2);axis equal tight title(“ 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???ntsize” ,12)點偶極子的電場線和等勢線

-2-15 「 1 0 0.5 1 1.,5 2

(4)兩個不等量同號電荷的電場線和等勢線(q 2 ：

q 1 = 1 + n/2);程序 4 : clear all q=-15;xm=2.5;ym=2;x=li nspace(-xm,xm);y=li nspace(_ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A2+Y.A2);R2=sqrt((X-1).A 2+Y.A 2);U=1./R1-q./R2;

u=-4:0.5:4;figure con tour(X ,Y, U,u, “--”);hold on plot(-1,O, “o”，‘MarkerSize“ ,12);plot(1,O, ”o“ , ”MarkerSize“ ,12);[Ex,Ey]=gradie nt(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=r0*cos(th1)-1;y1=r0*si n(th1);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*si n(th2);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x2,y2);axis equal tight title(” 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???ntsize“ ,12)點偶極子的電場線和等勢線

(5)三個電荷，q i、q 2 為(1)中的電偶極子，q 3 為位于(0,0,0)的單位正電荷 程序 5: clear all q=1;q3=-1;xm=2.5;ym=2;x=linspace(-xm,xm);

y=linspace(-ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A 2+Y.A 2);R2=sqrt((X-1).A 2+Y.A 2);R3=sqrt(X.A2+Y.A2);U=1./R1-q./R2-q3./R3;u=-4:0.5:4;figure contour(X,Y,U,u, ”--“);hold on plot(-1,0, ”o“ , ”MarkerSize“ ,12);plot(1,0, ”o“ , ”MarkerSize“ ,12);[Ex,Ey]=gradient(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=r0*cos(th1)-1;y1=r0*sin(th1);streamline(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*sin(th2);streamline(X,Y,-Ex,-Ey,x2,y2);dth3=11;th3=(dth3:dth3:360-dth3)*pi/180;x3=r0*cos(th3);y3=r0*sin(th3);streamline(X,Y,Ex,Ey,x3,y3);axis equal tight title(” 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???>ntsize" ,12)

點偶極子的電場線和等勢線

-1.6-1 白 0 05 1 15 2

從實驗過程中學(xué)習(xí)到的東西: 1.靈活學(xué)習(xí)，大膽求證，當(dāng)不清楚 E1,E2 前面符號的正負(fù)時，隨便假設(shè)一 個，再根據(jù)電荷的正負(fù)關(guān)系，看得到的圖形是否正確，若不正確則再修 改符號 2.注意 q 的正負(fù)與兩電荷是否異號有關(guān)，異號與同號 q 的正負(fù)不同 3.學(xué)習(xí)初步使用 matlab 軟件，為以后的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ) 4.更加深入地了解電荷的電場線與等勢線