大学物理电磁学复习内容.ppt

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1、 静电场的基本规律静电场的基本规律一一 基本要求基本要求1 1 了解静电现象和电荷量子化的概念。了解静电现象和电荷量子化的概念。2 2 掌握用库仑定律和电场叠加原来计算点电荷、点电荷系和掌握用库仑定律和电场叠加原来计算点电荷、点电荷系和几何形状简单的带电体形成的电场。几何形状简单的带电体形成的电场。3 3掌握电通量的概念，理解并能应用高斯定理计算电荷均匀掌握电通量的概念，理解并能应用高斯定理计算电荷均匀分布的带电系统的电场强度。分布的带电系统的电场强度。4 4理解静电力作功与路径无关的保守力特征，掌握静电场环理解静电力作功与路径无关的保守力特征，掌握静电场环路定理的物理意义及电势的概念，掌握用

2、电势叠加和电场路定理的物理意义及电势的概念，掌握用电势叠加和电场强度积分两种方法计算点电荷、点电荷系和几何形状简单强度积分两种方法计算点电荷、点电荷系和几何形状简单的带电体形成的电势分布。的带电体形成的电势分布。5 5 理解电势梯度的概念，初步掌握用电势分布计算电场强理解电势梯度的概念，初步掌握用电势分布计算电场强度分布的方法。度分布的方法。二二 内容提要内容提要1 1 电荷的基本性质：两种电荷、量子性和电荷的守恒性。电荷的基本性质：两种电荷、量子性和电荷的守恒性。2 2 库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力rrqqF4122100 08

3、.858.8510101212C C2 2/N/Nm m2 2称为真空中的介电常数。称为真空中的介电常数。 3 3 静电力的叠加原理：静电力的叠加原理： iFF4 4 电场强度：电场强度： 0qFFq q0 0为试探电荷为试探电荷5 5 电场强度的叠加原理：电场强度的叠加原理： EE点电荷系的场强：点电荷系的场强： iiirrqE4120连续分布电荷的场强：连续分布电荷的场强： rrdqEQ41206 6 电通量：电通量： SSdE7 7 高斯定理：高斯定理： iSqSdE018 8 典型电荷分布的场强：典型电荷分布的场强：均匀带电球面均匀带电球面 0E（球面内）；（球面内）； rrqE412

4、0（球面外）；（球面外）； 均匀带电无限大平面均匀带电无限大平面 nE20，方向垂直于带电平面；，方向垂直于带电平面；9 9 静电场的环路定理静电场的环路定理 ll dE010 10 电势差电势差 2121PPl dEUU电势电势 0PPPl dEU（P P0 0为电势参考点）；为电势参考点）； 电势叠加原理电势叠加原理 iUU11 11 电势分布：点电荷的电势电势分布：点电荷的电势 rqU04均匀带电无限长圆柱面：均匀带电无限长圆柱面： 0E（柱面内）；（柱面内）； 012Err（柱面外）；（柱面外）； 连续分布的电荷的电势连续分布的电荷的电势 rdqU0412 12 电场与电势的关系：电场

5、与电势的关系：积分关系积分关系 0PPPl dEU；微分关系；微分关系 UE13 13 电场线：电场线处处与等势面垂直，并指向电势降低的电场线：电场线处处与等势面垂直，并指向电势降低的方向；电场线密处，等势面间距小。方向；电场线密处，等势面间距小。 静电场中的导体静电场中的导体1 1 掌握导体的静电平衡条件，并能运用这个条件分析导体中的掌握导体的静电平衡条件，并能运用这个条件分析导体中的电荷分布，计算存在导体时静电场中的场强分布和电势分布。电荷分布，计算存在导体时静电场中的场强分布和电势分布。2 2 掌握电容的定义以及电容器的计算方法。掌握电容的定义以及电容器的计算方法。3 3 掌握计算静电场

6、能量的方法。掌握计算静电场能量的方法。 内容提要内容提要1 1 导体的静电平衡条件：导体的静电平衡条件： ；垂直导体表面或导体是等势体。；垂直导体表面或导体是等势体。2 2 静电平衡导体上的电荷分布：静电平衡导体上的电荷分布： 导体内部导体内部 q q=0=0；导体表面；导体表面0 0E E ；3 3 讨论有导体存在时静电场分布问题的基本依据：讨论有导体存在时静电场分布问题的基本依据： 高斯定理；电势的概念；电荷守恒定律；导体的静电平衡条件。高斯定理；电势的概念；电荷守恒定律；导体的静电平衡条件。 讨论静电场分布问题的有力工具是电场线。讨论静电场分布问题的有力工具是电场线。4 4 静电屏蔽：导

7、体空腔（不论接地与否）内部电场不受壳外电场静电屏蔽：导体空腔（不论接地与否）内部电场不受壳外电场的影响；接地导体空腔外部的电场不受空腔内部电荷的影响。的影响；接地导体空腔外部的电场不受空腔内部电荷的影响。0内E5 5 电容器的电容：定义式电容器的电容：定义式 UQC 平行板电容器平行板电容器 0SCd球型电容器球型电容器 012214R RCRR柱型电容器柱型电容器 0212lnlCRR6 6电容器的连接电容器的连接串联电容器的电容串联电容器的电容iiCC11 并联电容器的电容并联电容器的电容iiCC 7 7电容器的储能：电容器的储能： QUCUCQW21212122PED04 4 电位移的定

8、义式电位移的定义式 EEDr0各向同性均匀介质各向同性均匀介质1 1了解电介质的极化现象和电介质对电场的影响。了解电介质的极化现象和电介质对电场的影响。2 2掌握用电介质中的高斯定理计算有介质存在时，静电场中的掌握用电介质中的高斯定理计算有介质存在时，静电场中的电位移矢量和的方法。电位移矢量和的方法。3 3掌握计算静电场能量的方法。掌握计算静电场能量的方法。 静电场中的电介质静电场中的电介质 内容提要内容提要1 1 静电场中电介质的极化：非极性分子的位移极化和极性分子静电场中电介质的极化：非极性分子的位移极化和极性分子的取向极化。的取向极化。2 2极化强度矢量极化强度矢量ipPV3 3极化电荷

9、面密度极化电荷面密度nP e 001erPEE 5 5 电介质中的高斯定理：电介质中的高斯定理： SqSdD0； 6 6静电场的能量密度静电场的能量密度12D E 7 7静电场的能量静电场的能量12dWdVD E V稳恒电流和电路稳恒电流和电路 一一 基本要求基本要求1 1 掌握电场是维持导体中电流的必要条件，了解导体内部电掌握电场是维持导体中电流的必要条件，了解导体内部电流作功时的能量转换关系，掌握电源电动势的概念流作功时的能量转换关系，掌握电源电动势的概念2 2 理解电流密度的概念和欧姆定律的微分形式的意义，了解理解电流密度的概念和欧姆定律的微分形式的意义，了解“路路”与与“场场”这两种研

10、究金属导电过程的不同方法及其它的特这两种研究金属导电过程的不同方法及其它的特点和相互作用关系。点和相互作用关系。3 3能利用一段含源电路和闭合电路的欧姆定律计算简单电路中能利用一段含源电路和闭合电路的欧姆定律计算简单电路中的功和热。的功和热。4 4 能够运用基尔霍夫定律求解复杂电路问题。能够运用基尔霍夫定律求解复杂电路问题。二二 内容提要内容提要1 1 电流、电流强度、电流密度矢量：传导电流存在的条件：电流、电流强度、电流密度矢量：传导电流存在的条件：（1 1）导体内有可移动的电荷；（）导体内有可移动的电荷；（2 2）导体内存在电场。）导体内存在电场。电流强度电流强度 dtdqI 电流密度电流

11、密度 ndtdIJSSdjIvJ2 2 电流的连续性方程：电流的连续性方程： dtdqSdj稳恒电流的条件：稳恒电流的条件： 0Sdj3 3 欧姆定律及其微分形式：欧姆定律欧姆定律及其微分形式：欧姆定律 RUI 微分形式微分形式 Ej4 4 焦尔楞次定律及其微分形式：焦尔楞次定律及其微分形式： tRUIUtRtIQ22微分形式微分形式 2Ep（p p称为功率密度）称为功率密度）； 5 5 电动势电动势： l dEqA非非（电源内）（电源内）对整个闭合电路都有非静电力的情况（如感应电动势）对整个闭合电路都有非静电力的情况（如感应电动势） dlE非6 6 一段含源电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定

12、律： iiiBAABRIUUU7 7 基尔霍夫定律：基尔霍夫第一定律：基尔霍夫定律：基尔霍夫第一定律： 0iI基尔霍夫第二定律：基尔霍夫第二定律： iiiRI一一 基本要求基本要求1 1 掌握磁感应强度的定义及其物理意义。掌握磁感应强度的定义及其物理意义。2 2 掌握毕奥萨伐定律，并能运用它计算几何形状简单的载掌握毕奥萨伐定律，并能运用它计算几何形状简单的载流导体产生的磁场分布。流导体产生的磁场分布。3 3掌握磁感应线和磁通量的物理意义，能计算简单非均匀磁掌握磁感应线和磁通量的物理意义，能计算简单非均匀磁场中某回路所包围的磁通量。场中某回路所包围的磁通量。4 4 了解并能计算运动电荷产生的磁场

13、。了解并能计算运动电荷产生的磁场。5 5 了解安培环路定理的物理意义，并能用它计算一些特殊情了解安培环路定理的物理意义，并能用它计算一些特殊情 况下的定理产生的磁场分布。况下的定理产生的磁场分布。6 6 了解磁介质的磁化机理及磁介质的分类了解磁介质的磁化机理及磁介质的分类7 7 掌握有磁介质存在时的高斯定律掌握有磁介质存在时的高斯定律 稳恒电流的磁场及磁介质稳恒电流的磁场及磁介质 1 1 磁感应强度的定义式：磁感应强度的定义式： qvFB2 2 毕奥萨伐定律（真空中）：毕奥萨伐定律（真空中）： 304rrlIdBd由毕奥萨伐定律求得真空中一些电流磁场的重要结果：由毕奥萨伐定律求得真空中一些电流

14、磁场的重要结果：一段载流直导线外一点的磁感应强度一段载流直导线外一点的磁感应强度 012coscos4IBa无限长载流直导线外一点的磁感应强度无限长载流直导线外一点的磁感应强度 aIB20N N匝圆形载流线圈轴线上一点的磁感应强度匝圆形载流线圈轴线上一点的磁感应强度 2322202xRNIRB圆心处圆心处 RNIB20无限长螺线管内部的磁感应强度无限长螺线管内部的磁感应强度 nIB0二二 内容提要内容提要3 3 磁通量磁通量： SSdB；磁场的高斯定理；磁场的高斯定理 SSdB04 4 安培环路定理安培环路定理 LiIl dB05 5 安培力公式：微分形式安培力公式：微分形式BlIdFd积分形

15、式积分形式BlIdF线圈的磁矩线圈的磁矩mpIS；线圈在外磁场中所受的合力矩；线圈在外磁场中所受的合力矩BmM6 6 运动电荷产生的磁感应强度运动电荷产生的磁感应强度 204rrvqB7 7 运动电荷在外磁场中所受的和外力运动电荷在外磁场中所受的和外力BvqF8 8 磁介质的磁化磁介质的磁化 ：顺磁质：顺磁质 抗磁质抗磁质 铁磁质的分类铁磁质的分类 1313 有磁介质存在时的安培环路定理有磁介质存在时的安培环路定理0Il dH9 9 磁化强度的定义磁化强度的定义mpMVsM10 10 磁化电流密度磁化电流密度lIss11 11 磁化电流强度磁化电流强度MBH012 12 磁场强度矢量磁场强度矢

16、量对于线性各向同性的磁介质对于线性各向同性的磁介质gMB0rBH 01rrg 15 15 磁能密度磁能密度12mH B1414磁场的场方程磁场的场方程0Il dH0dBS 电磁感应电磁感应 一一 基本内容基本内容1 1 掌握法拉第电磁感应定律的物理意义，能熟练应用楞次定律掌握法拉第电磁感应定律的物理意义，能熟练应用楞次定律确定感应电动势的方向；能熟练应用法拉第电磁感应定律计算确定感应电动势的方向；能熟练应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势。感应电动势。2 2 能够用动生电动势的公式计算几何形状简单的导体在均匀磁能够用动生电动势的公式计算几何形状简单的导体在均匀磁场或对称分布的非均匀磁场中运动时，所产生的动生电动势。场或对称分布的非均匀磁场中运动时，所产生的动生电动势。理解动生电动势中的非静电力是洛伦兹力。理解动生电动势中的非静电力是洛伦兹力。3 3 了解麦克斯韦从电磁感应现象引出感应电场的概念，了解感了解麦克斯韦从电磁感应现象引出感应电场的概念，了解感应电场的两条基本性质以及它与静电场的区别。能够计算简单应电场的两条基本性质以及它与静电场的区别。能够计算简单的感应电场强度及感应电动势，