大学物理II知识点复习

1、大学物理大学物理 IIII大学物理II知识点复习主讲：张雅鑫主讲：张雅鑫物理电子学院太赫兹研究中心物理电子学院太赫兹研究中心zhangyaxinUESTC考试内容考试内容 考试范围 第7章 统计物理初步、第8章 热学；第10章 静电学、第11章 静磁学、第12章 变化的电磁场；第16章 早期的量子论、第17章 量子力学2. 考试题型 选择题 45分 填空题15分 计算题 40分3. 电磁学70%（静电25%，静磁20%，变化电磁25%） 近代20% 热学10%计算题分布共4道题（10分/道）静电学 一道静磁学 一道变化的电磁场 一道早期的量子论 一道静电学知识点总结静电学知识点总结第十章第十章

2、知识点：库仑定律、电场力叠加原理、电场强度；高斯定理，；环路定理，电势，电势计算，等势面和电势梯度概念。；电流密度，电动势和稳恒电场。电介质极化，极化强度和极化电荷，电位移矢量，电容和电容器，静电场能量。静电学重要知识点静电学重要知识点6 6、电荷守恒定律、电荷守恒定律4 4、电势电势3 3、2 2、电场强度、电场强度1 1、库仑定律库仑定律5 5、7 7、电介质极化、电介质极化8 8、电容器电容器，电场能量电场能量电场电场电荷电荷库仑定律库仑定律 点电荷点电荷元电荷元电荷电场的力电场的力的性质的性质电场的能电场的能的性质的性质电场强度电场强度电势电势电场线电场线电场叠加电场叠加匀强电场匀强电

3、场等势面等势面电势差电势差电场力电场力电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系电势能电势能电功电功电场力做功与电场力做功与电势能改变的电势能改变的关系关系点电荷电场点电荷电场电荷电荷电势电势电场电场强度强度库伦库伦力力电场电场力力功功由高斯定理求具有对称性分布的场强: 由点电荷场强公式1.掌握电场强度 和电通量 概念，建立电场“分布”概念0FEqesE dS 2.掌握三种求场强 的方法：E2014rqEer和叠加原理2014reEdEdqriinsideiSqSdE,01 由场强 与电势V 的关系:E()Eijk VgradVVxyz 典型静电场分布点电荷：均匀带电圆环轴线上：无限长均匀带

4、电直线：均匀带电球面：无限大均匀带电平面：32001144rqrqEerr23)(41220 xRiqxE带电直线）( 20rE()3200110 , 44r Rrq rqEEerr(r R)带电平面）( 20E3.理解静电场的保守性（环路定理）：0E dl静电场为保守场（无源场）4.理解电势差：BABABAUVVE dl电势：dABAVElVBAAVE dl或：电势能：0BABpApBpAWEEEqE dl电场力作功：000()BABABABAWqUq VVqE dl的物理意义。dabaVElVb场强积分法：注意：(1)积分与路径无关，可依题意选最简便的积分路径。(2) 为路径上各点总场，若

5、各区域 表达式不同，应分段积分。EE(3)积分值与零势点选取有关，选取原则：0V有限b电荷有限分布选：0V5.掌握电势计算的两种方法：电荷无限分布选： 叠加法dqdVVdV注意：应用典型带电体的电势公式选取相同的零势点。典型带电体的电势：点电荷：均匀带电圆环轴线上：均匀带电球面：014qVr1222014()qVRx014qVr(rR)()014r RqVR静电场静电场中的导体中的导体1.理解导体静电平衡的条件。2.掌握导体达到静电平衡后，导体电荷分布的计算。surfaceEsurface导体表面邻近处的场强必定和导体表面垂直。0insideE导体内部场强处处为零 或: 导体是等势体。导体表面

6、是等势面。导体内处处净电荷为零，0insideqoE导体表面邻近处的场强，4.掌握有导体存在时的电场分布的计算。计算有导体存在时的静电场分布的基本依据：导体静电平衡条件；电荷守恒定律；高斯定理。3. 掌握静电平衡下空腔导体的性质两类腔体达到静电平衡条件下的特点束缚束缚电荷电荷极化极化强度强度偶极矩偶极矩电偶极子电偶极子电位移电位移矢量引入矢量引入对各向同性电介质：0(1)rPE nP1.理解电位移矢量 的定义。D0DEP0rDE 2.确切理解有电介质的高斯定理，并能利用它求解有电介质存在时具有一定对称性的电场问题。0eSSVD dSqdV静电场有电介质时的高斯定理平行板电容器：3.理解电容的定

7、义，掌握计算简单电容器和电容器组的电容的方法。电容的定义：UqC 并联电容器组0rSCd 串联电容器组iiCCiiCC114.掌握电容器的电能公式并能计算电容器的能量。电容器的能量：2211222eQWCUQUC静磁学知识点总结静磁学知识点总结第十一章第十一章知识点：磁感应强度，磁场叠加原理；毕奥萨伐尔定律，磁场高斯定理，；洛伦兹力，安培力，安培定律。磁介质及磁化现象，磁化强度和磁化电流；磁场强度矢量，。静磁学重要知识点静磁学重要知识点6 6、洛伦兹力洛伦兹力、安培力安培力4 4、3 3、磁场高斯定理、磁场高斯定理2 2、毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律1 1、磁感应强度，磁力线、磁感应强度，磁力

8、线5 5、运动电荷磁场、运动电荷磁场7 7、磁介质磁介质8 8、铁磁质、铁磁质静电荷静电荷运动电荷运动电荷稳恒电流稳恒电流静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场电场电场磁场磁场 学习方法：学习方法： 类比法类比法1.产生产生静止电荷静止电荷0v运动电荷运动电荷0v2.2.被作被作用电荷用电荷与电荷运动与电荷运动状态无关状态无关只对运动电荷作用只对运动电荷作用3.表观表观性质性质力力作功作功力力作功作功4.基本物基本物理量理量UEB5.基本基本定理定理00 LiiSldEqSdE iiLSIldBSdB00 基本基本性质性质表一表一 场的产生与性质场的产生与性质静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场1.1.点电荷点

9、电荷( (电流元电流元) )场的叠加场的叠加rerdqEd204 QdqlId204 relIdBdr Irr方法方法典型题目典型题目QIQxxboaxboaxi2.某些对称性某些对称性高斯定理高斯定理球球柱柱面面(体、面、点体、面、点)(体、面、线体、面、线)(板、面板、面)安环定理安环定理(体、面、线体、面、线)柱柱面面(板、面板、面)3.典型场叠加典型场叠加21IIJirdE02 rdIdB 20 长直螺线管长直螺线管表二表二 场量计算场量计算BE类比总结类比总结 表三表三 作用力作用力 静电场静电场 稳恒磁场稳恒磁场1.点点(元元)受力受力Eqf Bvqf 2.电荷电荷(电流电流)受力

10、受力 )(QEdqf )(IBlIdf3.典型题目典型题目孤立导体孤立导体ds受力？受力？思路：思路：0总E其余Edsdf02ds02其余ndsf d022idadl单位面积受力单位面积受力其余BlIdf diB0总20idlda20i其余nidadlf d220三三表三表三 作用力作用力 静电场静电场 稳恒磁场稳恒磁场4.应用应用电偶极子电偶极子ep磁偶极子磁偶极子mp0 iif0 iifEpM BmM 在外场中获得的能量在外场中获得的能量 qUqUWe)( UUqEpUl qe BmWm 类比总结类比总结 三三类比总结类比总结 表四表四 介质介质 电介质电介质 磁介质磁介质1.模型模型电偶

11、极子电偶极子ep有极有极无极无极磁偶极子磁偶极子mp顺、铁顺、铁抗抗2.介质对场的影响介质对场的影响极化极化极化极化强度强度VpPieiVlim0磁化磁化磁化磁化强度强度VmMiiV lim03.极化极化(磁化磁化)电荷电荷(电流电流)nPnMj4.各向同性线性各向同性线性介质介质EEPer 00) 1( HHMmr )1(5.理论上处理理论上处理绕开极绕开极(磁磁)化电化电荷荷(电流电流)的计算的计算PED 0 MBH 0 iiSqsdD0内内 iiLIl dH0内内四四类比总结类比总结 表四表四 介质介质 电介质电介质 磁介质磁介质四四6.思路思路原则原则寻找极化电荷寻找极化电荷Q，与自，

12、与自由电荷由电荷Q的场叠加的场叠加寻找磁化电流寻找磁化电流 I ，与传，与传导电流导电流 I 的场叠加的场叠加对称性对称性rDED 0 qP HBHr 0 IjM 7.特殊介质特殊介质铁电体铁电体铁磁质铁磁质电滞现象电滞现象居里点居里点介电常数大介电常数大磁滞现象磁滞现象居里点居里点磁导率大磁导率大421010 r421010 r类比总结类比总结 表五表五 能量能量 电能电能 磁能磁能1.器件中器件中电容电容电感电感221CVWe221LIWm2.场中场中场能密度场能密度EDwe 21HBwm 21场能场能dVwWVee VmmdVwW基本要求：基本要求：一、掌握毕奥一、掌握毕奥萨伐尔定律及计

13、算载流导线磁场的方法；萨伐尔定律及计算载流导线磁场的方法；二、掌握安培环路定理，并会利用该定理计算具有对称性二、掌握安培环路定理，并会利用该定理计算具有对称性电流分布的磁场。电流分布的磁场。三、掌握安培定律及计算载流导线（或载流线圈）在磁场三、掌握安培定律及计算载流导线（或载流线圈）在磁场中受力（或力矩）的方法；中受力（或力矩）的方法；四、掌握洛伦兹力公式，计算运动电荷在磁场受力问题。四、掌握洛伦兹力公式，计算运动电荷在磁场受力问题。定理及定律：定理及定律：洛伦兹力公式：洛伦兹力公式：BvqEqf 安培定律安培定律 ： BlIdFd 毕毕萨定理：萨定理：24rrlIdBd H 的环路定理：的环

14、路定理：SdtDjl dHSc )()(00EDBHrr 磁场高斯定理：磁场高斯定理： 0SdB变化的电磁场变化的电磁场知识点总结知识点总结第十二章第十二章知识点：，动生电动势，感生电动势和感应电场；自感和互感；磁场能量；全电流环路定律；麦克斯韦方程组的积分形式；电磁波的产生，平面电磁波的基本性质；电磁波谱。Company L1.法拉第的实验规律法拉第的实验规律感应电动势的大小与通过导体感应电动势的大小与通过导体回路的磁通量的变化率成正比回路的磁通量的变化率成正比tdd smcosBds 对匀强磁场中的平面线圈：对匀强磁场中的平面线圈： cosBSm 用法拉第电磁感应定律解题的步骤如下：用法拉

15、第电磁感应定律解题的步骤如下：(i)首先求出回路面积上的磁通量首先求出回路面积上的磁通量(取正值取正值)：(ii)求导：求导：dtdmi Company L2. 动生电动势动生电动势Blvf单位时间内导线切割的磁场线数单位时间内导线切割的磁场线数)(Befv电子受洛伦兹力电子受洛伦兹力 非静电力非静电力KFevBltidddtdm (16-8)il感生电场的方向可用感生电场的方向可用楞次定律楞次定律来确定。来确定。dlEi 感生电场感生电场Ei的电力线是的电力线是围绕磁力线围绕磁力线的的闭合曲线闭合曲线；3. 感生电动势感生电动势Company L式中比例系数式中比例系数L,叫做线圈的叫做线圈的自感系数自感系数,简称自感。简称自感。N m IN m =LI4. 自感自感自感电动势为自感电动势为dt)LI(ddt)N(dmL 5. 互感互感I112B,INM1212 Company L6. 位移电流位移电流位移电流密度：位移电流密度：位移电流强度：位移电流强度：dtdI