大學物理電磁學復習提綱

大學物理電磁學復習提綱電磁學共包括三大部分：1、電學主要學習電場的描述及其規(guī)律（第1、3、4、5章）2、磁學主要學習磁場的描述及其規(guī)律（第7、8、9章）3、電磁感應主要學習電場與磁場相互聯(lián)系的規(guī)律（第10、章）第一部分電學（第1、3、4、5章）綜述：我們主要研究靜電場（即靜止電荷所產(chǎn)生的電場）。為描述靜電場的性質，引入兩個基本物理量電場強度從力的角度出發(fā)引入的，是個矢量。電勢從能的角度出發(fā)引入的，是個標量。靜電場的兩個基本規(guī)律：高斯定理(反映靜電場是有源場)場強環(huán)路定理（反映靜電場是保守場）一般分析計算三種情況的場真空中的靜電場有導體存在時的靜電場介質中的靜電場主要內(nèi)容庫侖定律電場強度定義：場強疊加原理：空間中總場強等于各個電荷單獨存在時在該點所產(chǎn)生的場強的矢量與。電通量：通過某曲面S的電通量高斯定理：幾點說明：1）式中S是電場中任意閉合曲面；是閉合曲面上任意面元，其方向為曲面外法線方向；是處的電場強度，是由空間中所有電荷（包括曲面外）所產(chǎn)生的總的場強；是閉合曲面所包圍的電荷的代數(shù)與。2）通過一閉合曲面的總電通量只及此閉合曲面內(nèi)所包圍的電荷有關。3）高斯定理是關于電場的普遍規(guī)律，反映靜電場是有源場。4）運用高斯定理求解具有對稱性分布的電場很方便。電偶極子：一對靠的很近的等量異號的點電荷，電矩為電偶極子在電場中受到的力矩為：場強環(huán)路定理電勢差電勢電勢疊加原理：空間中總電勢等于各個電荷單獨存在時在該點所產(chǎn)生的電勢的代數(shù)與。點電荷電勢：連續(xù)帶電體的電勢：場強及電勢的微分關系電荷在外電場中的電勢能：移動電荷時電場力所做的功：靜電場的能量密度導體的靜電平衡條件：，表面外緊鄰處表面，導體是個等勢體靜電平衡的導體上的電荷的分布：電荷只能分布在導體表面。電介質極化：極化強度矢量：面束縛電荷密度：電位移矢量：對于各向同性介質：D的高斯定理：（自由電流）說明：D的高斯定理是由E的高斯定理推出來的，所以兩個高斯定理在本質上是完全一樣的，（不能說E的高斯定理只適用于真空，而D的高斯定理只適用于介質中的電場）。電容器電容：定義式：平行板電容器的決定式：電容器的能量：電學部分的典型計算場強的計算，三種方法；疊加法；點電荷系：（如：P171.3等）連續(xù)帶電體:(如:例1.4,例1.5,例1.6,習題1.9,1.10等等)高斯定理:(或)容易計算.(如:P30–36例題1.8-1.12習題:1.15,1.16,1.17,1.18,1.245.2等)3.對于常見典型場可記住結論,考試時直接應用真空中介質中方向均勻帶電球面的電場(半徑為R,帶電量為q)球面內(nèi):球面外:球面內(nèi):球面外:沿徑向均勻帶電的球體:(半徑為R,帶電量為q)球體內(nèi):球體外:球體內(nèi):球體外:沿徑向均勻帶電無限長直線(線電荷密度為)垂直于帶電直線均勻帶電無限長圓柱面(線電荷密度為)柱面內(nèi):柱面外:柱面內(nèi):柱面外:垂直于帶電圓柱面均勻帶電無限大平面(面電荷密度為)垂直于無限大平面4.其他方法:如等效法(例如習題1.11)二.電場力的計算1.根據(jù)庫侖定律計算兩個點電荷間的作用力(如習題1.1,1.2,1.4)根據(jù)(如習題1.8)根據(jù)定義:根據(jù)高斯定律:根據(jù)電勢的定義:(例3.13.2習題3.9,3.7)根據(jù)疊加原理:點電荷系:(例3.3,3.5,習題3.3,3.4)連續(xù)帶電體:(例3.4,習題3.53.6)第二部分:磁學(第7,8,9章)綜述綜述:主要學習磁場的規(guī)律及電流或運動電荷在磁場中受力的規(guī)律.在復習時可以類比電場.主要內(nèi)容：電流產(chǎn)生磁場的規(guī)律------畢-薩定律電流源所產(chǎn)生的磁場：磁通量：磁場的高斯定律：（磁通連續(xù)定理）說明磁場不是有源場磁場的環(huán)路定理：磁場強度矢量運動電荷在磁場中受的洛淪滋力：電流在磁場中受的安培力：載流線圈在均勻磁場中位移電流：磁場的能量密度（第10章）磁學部分的典型計算一、的計算1、根據(jù)畢-薩定律，運用疊加原理（如：例題8.1,8.2）2、據(jù)安培環(huán)路定理（有介質存在時，利用）求解。具體操作，可以類比用高斯定理求解電場強度。（如例題8.6,8.7,8.8,習題8.7,8.10,8.13）對于常見典型場可記住結論,考試時直接應用真空中介質中()直線電流無限長直電流圓電流中心無限長螺線管內(nèi)部一點磁場其中n為單位長度上的匝數(shù)螺繞環(huán)內(nèi)部一點的磁場（P261）無限大平面電流的磁場（很多題都是直接利用上面的結論求解的，如習題8.1,8.2,8.4,8.5,8.18(本題關鍵:選擇寬度為dr的圓形窄條,此窄條可等效為圓形電流,)）求磁通量根據(jù)（如習題8.5,8.15）三、求磁力：1、運動電荷在磁場中受的洛淪滋力：（如習題7.6,7.10）2、電流在磁場中受的安培力：(如例題7.1,7.2)第四部分：電磁感應（第10章）主要內(nèi)容：計算感應電動勢的普遍式——法拉第電磁感應定律2、動生電動勢兩種計算方法：1）