对一个静电平衡问题的分析

本文通过一个典型静电平衡问题的分析，指出在电磁学教材中作为静电平衡条件提出的“导体在静电平衡时体内电场强度处处为零”实际是静电动平衡的结果，不能机械地用来分析一个导体是否会产生新的静电平衡过程；介绍了导体电位情况的分析在导体静电平衡现象讨论中的意义。     

静电平衡原理与空腔导体内外两侧场强的独立性

静电平衡的空腔导体内外两侧场强彼此独立的问题,几乎每本普通物理教材都要讲到,然而只作定性的解释,并说明严格的证明要用到唯一性定理,使学习的人对静电屏蔽原理只停留在现成的结论上.其实即使用了唯一性定理,也还要经过一番数学上的推证,对普通物理来说亦非直截了当.本文的宗旨是在静电平衡原理的基础上应用高斯定理、环路定理(电力线的性质)和叠加原理等严格地证明上述结论. 静电场中导体上的电荷最后将处在一个稳定状态,这时导体内部的宏观电场为零、导体是。等势体,即 这一过程和结论称为静电平衡原理,上式又称为静电平衡必要条件,式…     

载流导体中电荷分布问题的讨论——一个由霍尔效应引起的教学案例

讨论恒定载流导体内的电荷分布问题.从霍尔效应出发,以无限长圆柱形载流导体为例,导出该导体内的电荷分布,并且给出任意形状的载流导体内的电荷密度公式.     

第二代高温超导带材涂层导体的研究

第二代高温超导带材YBCO涂层导体的研究,广受世人重视.本文介绍国内外涂层导体的研究工作进展,讨论了涂层导体的重点科学问题,包括金属基带材料和涂层工艺技术.     

ITER PF导体缩径机轧辊温升数值模拟研究

文中对ITER PF超导导体缩径机轧辊温升问题进行了数值模拟研究.针对不同导体坯料尺寸和轧辊形状单独建模进行热力耦合数值模拟,基于热力耦合模拟结果构造轧辊传热分析模型,获得了多道次轧制过程中各轧辊的温度场信息,确定了各轧辊处于热平衡状态时的温度场.研究结果表明,各轧辊在轧制400米PF导体后轧辊温度均达到平衡,且平衡状...     

载有稳恒电流圆柱形导体内外的电场分布

当一根又长又直半径为R的圆柱形导体通以稳恒电流I时(图一),一般的电磁学教科书都讨论了导体内外的磁场分布和导体内轴向电场分量(导体内电流方向和这个轴向电场分量的方向是一致的).但是,它们往往没有讨论在导体的径向方向是否存在着电场?本文将对这个问题以及导体外的电场分布作简要的讨论,供教学上参考. 首先要指出的是,在导体内部存在着径向方向的电场分量.由安培环路定理可知,导体内部的环向磁感应强度为:其中r为导体内某点至导体轴的垂直距离,J(r)为导体内电流密度矢量.导体内电子在这个磁场作用下受到一个洛仑兹力的作用(图二) j—…     

有限长带电直导线的电荷不可能均匀分布

本文特别讨论了有限长带电直导线的电荷分布问题, 用简单的方法证明若有限长带电直导线电荷均匀 分布, 则带电直导线上的电势逐点变化, 不符合导体静电平衡时为等势体的特征, 因而证明有限长带电直导线的电 荷不可能均匀分布     

物理教学中尖端放电实验方法的研究

处于静电平衡的导体尖端电荷密度较大,从而使导体尖端附近的场强就特别强,这会导致尖端放电.对于尖端放电现象,在中学物理教学中,常常用蜡烛火焰在尖端附近的电场作用下被吹离原位置来演示,又称"电风".     

关于静电屏蔽上限的讨论

将导体壳放入外电场中,导体会在表面产生感应电荷,并达到静电平衡状态,导体壳腔内的电场处处为零,这就是静电屏蔽效应.然而,如果外电场极强,或者导体内部的自由电荷太少,以至于感应电场不能完全抵消外电场,则静电屏蔽效应将失效,这就是静电屏蔽的上限问题.本文从静电屏蔽的原理出发,将导体壳简化为一对平行金属平板的模型,定量的讨论了这一问题.通过计算我们发现,由于金属内存在大量的自由电子,在非极端问题中,宏观的导体装置都远远不会遇到静电屏蔽的上限问题.     

展示相对性原理和电磁场相对性的一个佳例

以条形磁铁与导体圆环相对运动为例,依据导体圆环产生感应电流这一事实,首先讨论了条形磁铁参考系和导体圆环参考系下电场和磁场的不同.并在条形磁铁参考系下,从产生动生电动势的物理本质洛伦兹力出发,导出了法拉第电磁感应定律.然后,在导体圆环参考系下,由相对性原理直接给出了感生电场性质的数学表述,并深入讨论了电场和磁场的联系.最后,给出了爱因斯坦和费曼对该问题的不同思考并进行了简单分析.     

导体环在交变磁场中受的力

导出了导体环在一般交变磁场中的平均受力公式,以交变磁偶极子场为例讨论了导体环的受力方向,探讨受力大小与频率ω、导体环自感L等因素的关系.     

载流导体磁相互作用的实验演示

"载流导体间的磁相互作用"是一种有关电磁学的物理现象,高中物理要作定性讨论,大学物理要作定量分析.如图1,图2所示,根据安培定则和左手定则可得:互相平行的两根载流导体,电流同向时相互吸引,电流反向时相互排斥.     

圆柱形导体壳的霍尔效应

提出了一种同轴电缆结构的霍尔效应装置.若中心导体通电流,则在通电的导体壳内外表面之间产生霍尔电势差.讨论了导体壳电势差与中心导体的电流强度、导体壳的电流强度以及导体壳结构之间的关系,发现导体壳很薄时霍尔电势差最大.     

一个静电场问题的若干讨论

导体和外电场的相互作用静电能中,有一个著名的1/2问题.本文从点电荷观点、电介质的机械类比以及电介质热力学关系等几个不同角度来讨论这个问题.同时,将论述有关静电场能量问题的几个容易引起混淆的关系.     

“电磁学”教学问题两则

1.不接地导体壳内的电荷改变位置不影响壳外电场分布的问题。 在电磁学讨论静电屏蔽时,常出现这样的问题:如图1所示,点电荷q在导体壳内移动位置时,壳外的电场分布是否改变见了这问题采用唯一性定理是易于解决的.但在普通物理范围内,如何解决呢;我们以球形导体壳为例加以说明.如图2所示,设导体壳为球形壳,在球心放置一点电荷q,此时球壳上的电势为当q从球心移到a点(离球心为r)时,设球壳上的电势为U’.由于导体是等势体以及球对称性,q在以r为半径的球面上任一处,导体壳上的电势均为U’。设 电荷Q均匀地分布在半径为r的球面上,则带电为Q 的球…     

电像法求解线电荷与带有半圆柱凸起的接地平板导体形成的电势和电场

利用电像法求解了线电荷与带有半圆柱凸起的接地导体平板形成的电势、电场分布,讨论了导体表面电荷分布特征,并用Matlab软件绘出了等势图.     

中国硅酸盐学会快离子导体专业委员会正式成立

经中国硅酸盐学会第三届理事会研究和中国科协学会工作部审定批准,快离子导体专业委员会已经正式成立.该委员会由中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院物理研究所、北京钢铁学院等单位的11人组成,挂靠在中国科学院上海硅酸盐研究所. 快离子导体专业委员会于1987年2月25日至26日在中国科学院上海硅酸盐研究所举行了弟一次会议.会议由快离子导体专业委员会主任委员林祖教授主持. 会议回顾了1980年第一届中国快离子导体学术讨论会以来,国内快离子导体的研究、教学、应用开发与国际交往等方面的情况.会议讨论决定:(1)中国第四届快离子导体学…     

用双极坐标求解带电导体圆柱和无限大接地导体平板间的电势

利用双极坐标求解了带电导体圆柱和无限大接地导体平板间的电势分布,并对带电导体圆柱表面的电荷分布及无限大接地导体平板表面的电荷分布作了讨论.     

《电磁学》自学辅导材料(二)

第二章静电场中的导体和电介质 在第一章里,建立了静电场的描述,讨论了静电场的基本性质和规律.只要电荷是静止的,电场就是静电场,这些性质和规律都普遍适用。在那里,没有涉及到电荷是如何获得的,而且在空间除了电荷之外.不存在任何物质.在本章将进一步涉及到携带电荷的物质,即考虑空间存在导体和电介质的情形,这就需要进一步考虑电场与导体和电介质的相互作用问题.由于本章仍然限于讨论静电情形,第一章静电场的基本性质和规律都适用,因此本章内容是第一章的深入和发展.此外,这一章还讨论了静电场的能量问题. 下面分三个方面来研究本章的主…     

第三届固体电解质国际会议评介

第三届固体电解质(亦称快离子导体)国际会议于1980年9月16日至18日在日本东京举行,约二百名学者赴会.我国有三位学者参加,其中王舒黎和王占华二同志分别作了报告.物理所的陈立泉同志本来也备有两篇报告,并被邀作为会议召集人之一,但未能出席. 会议分三组同时进行,共约130篇报告.其中30篇讨论快离子导体结构与导电机制;4篇是关于核磁共振的实验;14篇讨论氧离子导体的性质;4篇是关于氟离于导体;B-Al2O3和NASICON各8篇;8篇是关于锂离子导体;4篇是银或铜离子导体;质子导体和非晶态材料各3篇;6篇讨论了离子-电子混合导体;6篇研究电解质和电极…