(完整word版)大学物理电磁学复习提纲.doc

1、大学物理电磁学复习提纲电磁学共包括三大部分：1、电学主要学习电场的描述及其规律（第1、3、4、5 章）2、磁学主要学习磁场的描述及其规律（第7、8、9 章）3、电磁感应主要学习电场和磁场相互联系的规律（第 10、章）第一部分电学（第 1、3、 4、5 章）综述：我们主要研究静电场（即静止电荷所产生的电场）。为描述静电场的性质，引入两个基本物理量1、电场强度 E 从力的角度出发引入的，是个矢量。2、电势 从能的角度出发引入的，是个标量。静电场的两个基本规律：1、高斯定理(反映静电场是有源场 )2、场强环路定理（反映静电场是保守场）一般分析计算三种情况的场1、 真空中的静电场02、 有导体存在时的

2、静电场03、 介质中的静电场r0 r主要内容1、 库仑定律 Fq1 q24 0 r 22、 电场强度定义： EF q3、 场强叠加原理：空间中总场强等于各个电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。EEii4、 电通量：通过某曲面 S 的电通量 esE dseE ds15、 高斯定理：qintS0几点说明： 1）式中 S 是电场中任意闭合曲面； ds 是闭合曲面上任意面元，其方向为曲面外法线方向； E 是 ds 处的电场强度，是由空间中所有电荷（包括曲面外） 所产生的总的场强；qint 是闭合曲面所包围的电荷的代数和。2）通过一闭合曲面的总电通量只与此闭合曲面内所包围的电荷有关。3）高斯定理是

3、关于电场的普遍规律，反映静电场是有源场。4）运用高斯定理求解具有对称性分布的电场很方便。6、 电偶极子：一对靠的很近的等量异号的点电荷，电矩为pql电偶极子在电场中受到的力矩为：MpE7、 场强环路定理E dr0b8、 电势差abEdra电势零点电势aaE dr9、 电势叠加原理：空间中总电势等于各个电荷单独存在时在该点所产生的电势的代数和。q10、 点电荷电势：40 r连续带电体的电势：dq40 r11、 场强与电势的微分关系E12、 电荷在外电场中的电势能： W q 移动电荷时电场力所做的功：A12q12W1 W213、 静电场的能量密度we1 DE214、 导体的静电平衡条件：Eint

4、0 ，表面外紧邻处 Es表面，导体是个等势体15、 静电平衡的导体上的电荷的分布： 电荷只能分布在导体表面。16、 电介质极化：极化强度矢量：PlimpiVV 017、 面束缚电荷密度：Pn18、 电位移矢量：D0 EP对于各向同性介质：D0 r EE19、 D 的高斯定理：D dsq0内（自由电S流）说明： D 的高斯定理是由 E 的高斯定理推出来的，所以两个高斯定理在本质上是完全一样的，（不能说 E 的高斯定理只适用于真空，而 D 的高斯定理只适用于介质中的电场） 。QC0r S平行板电容器的决定式：Cd21、 电容器的能量：W1 Q 21CU 21 QU2 C22电学部分的典型计算一、场

5、强的计算，三种方法；1. 叠加法；点电荷系： EEi （如：P17 1.3等）连续带电体:dqdE EdE(如 :例 1.4,例 1.5,例1.6,习题 1.9,1.10 等等 )2.高斯定理 : 运用高斯定理可以方便的计算出某些具有对称性的电场的分布 .关键是选择合适的高 斯面使 SE ds( 或SD ds ) 容易计算 . ( 如 :P30 36 例题 1.8-1.12 习题 :1.15, 1.16, 1.17,1.18,1.245.2 等)3.对于常见典型场可记住结论 ,考试时直接应用均匀带电球面的电场(半径为R,带电量为 q)均匀带电的球体: (半径为 R,带电量为 q)真空中介质中方

6、向球面内:球面内:沿径E 0E0向球面外:球面 外 :qqE2Er r 24 0 r4 0球体内 :球体内 :沿径qrqr向E4 0R3E4 0 r R3球体外 :球体外 :qqEE24 0 r 24 0 r r均匀带电无限长直线(线电荷密度为)均匀带电无限长圆柱面(线电荷密度为 )均匀带电无限大平面(面电荷密度为)4.其他方法E20 r柱面内 :E0柱面外 :E20 rE2 0:如等效法E垂直2 0 r r于带电直线柱面内 :垂直E0于带柱面外 : 电圆柱面E20 r rE垂直于无2 0r限大平面(例如习题 1.11)二 . 电场力的计算1.根据库仑定律计算两个点电荷间的作用力 (如习题 1

7、.1,1.2,1.4)2.根据 FqE (如习题 1.8)三 .电通量的计算1.根据定义 :eE dSSE dS12.根据高斯定律 :eqintS0四 .电势的计算电势零点1.根据电势的定义:aaE dr( 例3.1 3.2习题 3.9,3.7)2.根据叠加原理 :点电荷系 :i i (例 3.3, 3.5, 习题 3.3,3.4)dq连续带电体:d4 0 r ( 例 3.4,习题 3.5 3.6)第二部分 :磁学 (第 7,8,9 章)综述 :主要学习磁场的规律及电流或运动电荷在磁主要内容：1 电流产生磁场的规律 -毕-萨定律电流源所产生的磁场：0 Idl?dBer总磁场 BdB4 r22

8、磁通量：mBdss3 磁场的高斯定律：mBdS0s（磁通连续定理）说明磁场不是有源场4 磁场的环路定理：L B dl0I 内5 磁场强度矢量 HBBHr06H的环路定理： HdlI 内L07 运动电荷在磁场中受的洛沦滋力：f mqvB8电流在磁场中受的安培力：dFId lBFdFIdlB9载流线圈在均匀磁场中f 0MmB10 位移电流： I d0ds E dSdt11磁场的能量密度（第10章）wB 21 BHm22磁学部分的典型计算一、 B 的计算1、根据毕-萨定律，运用叠加原理0 Idl?dBer总磁场 B dB4 r28.1,8.2）（如：例题2、据安培环路定理（有介质存在时，利用H的环路

9、定理 ）求解 B 。具体操作，可以类比用高斯定理求解电场强度。 （如例题 8.6,8.7,8.8, 习题 8.7,8.10,8.13）3、 对于常见典型场可记住结论 ,考试时直接应用直线电流真空中B0 I1 coscos24r介质中 (r )B0rIcos 24rcos1无限B0 IB0 r I长直电流2 r2 r圆电流中B0 IB0 r I2R心无限长螺线管内部一点磁场螺绕环内部一点的磁场2RB0 nI其中 n 为单位长度上的匝数B0 NI2 r（ P261）B0r nI0r NIB2 r无限大平面电流的磁场B1jB10 r j022（很多题都是直接利用上面的结论求解的，如习题 8.1, 8.2, 8.4, 8.5, 8.18(本题关键 :选择宽度为 dr 的圆形窄条 ,此窄条可等效为圆形电流,)）二、求磁通量根据msB ds（如习题 8.5,8.15）三、求磁力：1、运动电荷在磁场中受的洛沦滋力：f mqvB （如习题 7.6 ,7.10）2、电流在磁场中受的安培力：dFIdlBFdFIdlB(如例题 7.1,7.2)第四部分：电磁感应（第10 章）主要内容：1、计算感应电动势的普遍式法拉第