总复习课-电磁学.ppt

总复习内容提要,电磁学,1、静电场,（1）库仑定律,（2）电场强度定义,（3）点电荷的场强公式,（4）电场叠加原理：,a）取元dq,（5）连续带电体q的电场,b）求dE:,C）求E :,2）对同一方向的分量求和:,1）将dE分解为dEx，dEy，dEz,内,（6）高斯定律,4)代入高斯定律,1)分析对称性,明确E的方向; 2)选恰当的闭合高斯面S; 3)求S内的qi ;,解题步骤：,常见对称类型：,球对称、柱对称、面对称等,(1)无限长均匀带电细棒的场强,几个常用的电场公式,(2)圆环在其中轴线上 任意点产生的场强,(3)无限大均匀带电平面产生的场强,电势分布曲线,场强分布曲线,E,V,R,R,r,r,O,O,(4)均匀带电球面，球内的电势等于球表面的电势，球外的电势等效于将电荷集中于球心的点电荷的电势。,1.定义: 导体内部有自由电子，受静电场作用作定向运动. 稳定后，导体上电荷静止不动。,2.条件:,1.内部：E 内 =0。,2.外部：E垂直表面,（7）静电平衡,1）导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体表面上。,3.静电平衡时导体的电荷分布,2）带电导体表面场强,2、电势,（1）静电场是保守场,（2）电势差,（3）电势：选2为零势点，则,某点的电势将单位正电荷移到无穷远 处（零势点）电场力做的功。,（4）电势叠加原理,1）离散点电荷,2）连续带电体,1.取电荷元,2.dq产生电势为,3.整个带电体Q在P点的电势：,（5）静电势能：,例2，均匀带电圆环，带电量为q，半径为a，求轴线上任意一点的P电势。,解：,法一),法二),例3，半径为R的均匀带电球面，带电量为q。求电势分布。,r,解：,按高斯定理可得场分布,r R时：,rR时：,球内为等势区。,例4，设两球面同心放置，半径分别为R1和R2 ，带电q1、 q2，求其电势分布。,解：,按高斯定理可得场强分布,rR1时：,rR2时：,R1r R2时：,两同心带电球面，求 A，B，C 点的电势。,单独在该点的电势的和!,3、电容器和介电质,（1）电容,（2）平行板电容,步骤：1）求E；2）求电压,3）求电容,（3）电容的串、并联,电容的计算,1.平板电容器的电容,步骤： 求E；求电压,求电容,已知S,d,（4）电容器能量,（5）电场能量,电场能量密度,电场能量：,例,E,插入S，相对常数介电er, 厚度为d（dd)的介质,先要说明电容大小与插入的位置无关,方法一,Q,-Q,E0,E0,C=Q/U,方法二,与贴着插入电容相同,4、电流和磁场,（1）洛仑兹力,（2）磁感应强度定义,（3）毕萨定律,1）任取元,2）求该元激发的,（4）毕萨定律应用步骤,3）求B：,（5）有限长直导线,（6）无限长直导线,（7）圆电流圆心处,例题：如图所示，几种不同形状的平面载流导线的电流均为I，它们在O点的磁感应强度各为多大？,1、无限长载流圆柱形导体的磁场分布,（1）圆柱外的磁场：,分析：电流呈轴对称分布，磁场对圆柱形轴线具有对称性。,（2）圆柱内的磁场：,思考：若电流I 沿圆柱的表面流动，圆柱内外的磁场分布又如何？,（8）安培环路定理及其应用,应用关键： 1)判断对称; 2)选积分回路l。,跟高斯定律 相比较！,2.环路与电流方向遵守右手定则；,1.可任选积分回路l ；,3.电流一定是闭合的稳恒电流。,适用于任何稳恒磁场,（2）安培力,求 安 培 力 ：,1）取电流元求力：,大小为：,2）建立坐标系，分解求积分：,3）写出总的安培力：,5、磁力,（1）电磁场中的洛仑兹力,整个弯曲导线受的磁场力的总和等于从起点到终点连起的直导线通过相同电流时受的磁场力,结论,任意形状闭合载流线圈受合力为零,在均匀磁场中,练习,如图 求半圆导线所受安培力,方向竖直向上,例.真空中导线R,I置于均匀外磁场B中，该载流导线所受的磁力大小？,R,I,l,l,电流单位“安培”的定义,平行电流间的相互作用力：,单位长度受力：,设： I1=I2 =1（A），a=1（m）,单位长度导线受到的磁力：,“安培”的定义：,两平行长直导线相距1m，通过大小相等的电流，如果这时它们之间单位长度导线受到的磁场力正好是210-7N/m时，就把两导线中所通过的电流定义为“1安培”。,力矩,定义 磁矩,线圈法向 与电流成右手关系,6 磁力矩,7、电磁感应和电磁波,（1）法拉第电磁感应定律,（2）,感应电动势,N匝相同,动生,低电势b指向高电势a,动生,动生电动势指向:沿 方向。,特例,金属棒上总电动势为,例长为L的铜棒，在磁感强度为 的均匀磁场中以角速度 在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端o 匀速转动，求棒中的动生电动势。,取线元 ，方向沿o指向A,解：,方向为