语出惊人!物理系的学姐不好追

2007-09-01 19:34 来源: 作者: 网友评论 0 条 浏览次数 0

假设有一对平行电板,一张带有电荷密度σ,另一张带有负电荷密度-σ,前者以v往z

方向移动;后者以-v速度往-z方向移动,两板之间距离为d,

││

││

-σ││σ

││

││

││

Δqσ×(1×v×Δt)

则──=────────=σv而其中v=v(t)

ΔtΔt

Δq

若d趋近于0,──≒2σv(∵一正一负)

Δt

考虑III

↗↗↗

﹍﹍╱﹍﹍╱﹍﹍╱﹍﹍

╱╱╱╱╱

───────────────→x

╱╱╱╱╱

﹉╱﹉﹉╱﹉﹉╱﹉﹉﹉

设电流密度为n条╱单位长度,则在x处与-x的导线在z高度所产生的磁场

→μI

dB=────────────μ即真空磁导率

2π(z^2+x^2)^(1/2)

→→x

所以B=∫2dBcosψ其中tanψ=─

μ(nIdx)z

=2∫────────────×─────────

2π(z^2+x^2)^(1/2)(z^2+x^2)^(1/2)

μnIx│∞

=───arctan─│

πz│0

μnI

=───---------(*)

所以平行电板相对运动所产生的电流,在电板的附近会产生磁场

由安培定律与法拉第定律可知,B

→→→→→→dB→

∫B·dl=μ∫J·dA与∫E·dl=∫(-──)·dA

│││dt

└──────┘└────────┘

相垂直相垂直

即电流感应磁场,磁场再感应出感应电动势,并造成感应电流,所以如图∶

感应

┌───┐Γ

I→→┌──→─┐

││B(╳)E(↑)││

││└──────┘││

││感应l↑↓l

││││

││

──┼───────────────────┼─←──┼─────────

x=0╱x╱x+Δx

↗╱

l'╱↙l'

╱╱

﹉﹉←﹉﹉Γ'

→→d→→

对于Γ环而言∫E·dl=-──∫B·dA

dt

则E(x,t)l-E(x+Δx,t)l=-──B(x,t)lΔx

dt

dEdB

-lΔx──=-──lΔx

dxdt

dEdB

所以──=──--------(1)

dxdt

→→d→→

对于Γ'环而言∫B·dl=με──∫E·dAε即真空中电容率

dt

B(x+Δx,t)l'-B(x,t)l'=με──E(x,t)l'Δx

dt

dBdE

l'Δx──=μεl'Δx──

dxdt

dBdE

所以──=με──--------(2)

dxdt

将(1)对t微分

ddEddB

──(──)=──(──)将左边E微分顺序交换,可得

dtdxdtdt

ddEddB

──(──)=──(──)将(2)代入

dxdtdtdt

ddB1ddB

──(──)=────(──)即一维波动方程式

dtdtμεdxdx

同理,将(1)对x微分

ddEddB

──(──)=──(──)将右边B微分顺序交换,可得

dxdxdxdt

ddEddB

──(──)=──(──)将(2)代入

dxdxdtdx

ddE1ddE

──(──)=────(──)也是一维波动方程式

dtdtμεdxdx

令B(x,t)=F(x-ct)=F〔-c(t-─)〕

在x=0附近,由(*)

μnIμ

B(0,t)=F(-ct)=───=─〔2σv(t)〕=μσv(t)

│22│

└────────────────────┘

一致

xx

所以B(x,t)=F〔-c(t-─)〕=μσv(t-─)

cc

└─────────┘

一致

另外,令E(x,t)=f(x-ct)

dEdB

由──=──

dxdt

所以f'(x-ct)=-cF'(x-ct)

故f(x-ct)=-cF(x-ct)+某常数

﹋﹋﹋

令x=0,t=0代入可知其为0

所以E(x,t)=f(x-ct)=-cμσv(t-─)其中负号代表方向向下

若v(t)=cos(ωt)

ω

则E(x,t)=-cμσcos(ωt-─x)=-cμσcos(ωt-kx)

同理,B(x,t)=μσcos(ωt-kx)

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