电磁学中几个有趣问题的研究

摘要：电磁学研究电磁现象和规律，是物理学的重要内容。本文选择电磁学中部分有趣的事例开展研究，目的是领略电磁学知识的奥秘，同时启迪和激励我们在现在和将来的学习与生活中讲究主动学习、研究性学习，激励学习与探究兴趣，在认识和改造世界的现代实践中不断提高能力。58315

毕业论文关键词：电磁学；有趣问题；解释

Abstract: The electromagnetic is an important part of physics in studying the electromagnetic phenomena and laws. Some interesting examples for the electromagnetism are instigated. The secret of the electromagnetism are realized, the method of the active learning and the research study are awakened for present and future, so as the learning and inquiry interest are incentive, and the ability for the modern practice in understanding and transforming the world are increased constantly.

Keywords: electromagnetic; interesting question; explanation

0. 引言...4

1. 电磁学中有趣问题的探析...4

1.1能量最小原理与并联电路中支路电流的分配 .4

1.2闭合回路中的功率分配..5

1.3导体球上的感应电荷..6

1.4高斯定理与库仑定律的关系 7

1.5导体表面上与E的关系研究 8

1.6电容器充电能量利用率只能为50% 9

2. 结束语 10

参考文献......11

致谢......12

0 引言

作为物理学专业，电磁学是其重要的课程与内容。电磁现象、电磁规律及应用渗透于人们日常生活、社会进步、现代科技等的方方面面，深入研究和认识电磁问题十分有意义。

本文选择电磁学中部分有趣的问题开展研究，针对诸如能量最小原理与并联电路中支路电流的分配、闭合回路中的功率分配、导体球上的感应电荷、高斯定理与库仑定律的关系、导体表面上电荷密度与场E的关系、电容器充电能量利用率等问题，深入探究电磁学的奥妙所在，从不同侧面来解释电磁学中有趣问题的成因，更好地理解电磁现象与电磁学的规律。此外，我们在学习电磁学过程中会遇到种种的问题，但是在学习中我们仅满足于记住结论、简单应用，未能追究其所以然，未能深入思考。通过本文探究电磁学中部分有趣的问题，能够启迪我们在现在与将来的学习和生活中讲究主动学习、研究性学习，激发探究兴趣，在现代生活的实践中不断提高能力，这也成为选择此选题开展研究的一个重要起因。

1 电磁学问题探析

1.1 能量最小原理与并联电路中支路电流的分配

如图1所示，简单直流并联电路电流，其中各支路电流的分配占总电流的比例份额受制于并联电组的结构，这是熟悉的结论。人们在回答为什么

会是如此时，常常借助于简单唯象的电路理论及规律进行诠释，孰不知各支路电流的分配是能量最小原理的结果。分析如下：图1中电阻耗散的总功率为

(1)源[自-优尔*`论/文'网·www.youerw.com

其中，总电流是恒量，功率P是的函数。利用数学求极值的办法，令

或，即并联电路电压相等的规律。而(3)式则表明，满足(2)式条件所对应的功率将出现最小值的结果。将(4)式代入(1)式，给出其最小值为

(5)

可见，总等效电阻，这些结果与电路理论中的结论一致。由此我们可以形成这样的概念，即常见的并联电路的总电阻是一个等效电阻，它不是别的等效，而是使得整个电路产生焦耳热为最小的一种“等效”；或者说，各支路中的电流所占总电流的份额比例是力图使产生的热功率为最小。电磁学中几个有趣问题的研究:http://www.youerw.com/wuli/lunwen_63217.html