2021-2022学年高二物理竞赛课件：电磁现象的普遍规律

1、电磁现象的普遍规律重点：从特殊到一般，由一些重要的实验定律及一些假设总结出麦克斯韦方程。主要内容： 讨论几个定律，总结出静电场、静磁场方程； 找出问题，提出假设，总结真空中麦氏方程； 讨论介质电磁性质，得出介质中麦氏方程； 给出求解麦氏方程的边值关系；引入电磁场能量、能流并讨论电磁能量的传输。难点：电磁场的边值关系、电磁场能量。库仑定律和电场强度描述一个静止点电荷对另一静止点电荷的作用力QQ（场）1. 库仑定律 静电学的基本实验定律； Q 对Q的作用力为 ； 两种物理解释:超距作用：一个点电荷不需中间媒介直接施力与另一点电荷。（？）场传递：相互作用通过场来传递。对静电情况两种观点等价源点电荷电

2、场强度它的方向沿试探电荷受力的方向，大小与试探点电荷无关。给定Q，它仅是空间点函数，因而静电场是一个矢量场。电荷周围空间存在电场：即任何电荷都在自己周围空间激发电场。电荷电场电荷电场的基本性质：对电场中的电荷有力的作用 描述电场的函数-电场强度场的叠加原理（实验定律） 电荷系在空间某点产生的电场强度等于组成该电荷系的各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。Q1QnQi平行四边型法则电荷密度分布 体电荷面电荷线电荷连续分布电荷激发的电场强度 对场中一个点电荷，受力 仍成立 dQPr若已知 ，原则上可求出 。若不能积分,可近似求解或数值积分。但是在许多实际情况 不总是已知的。例如，空间存在导体

3、介质，导体上会出现感应电荷分布，介质中会出现束缚电荷分布，这些电荷分布一般是不知道或不可测的，它们产生一个附加场 ，总场为 。因此要确定空间电场，在许多情况下不能用上式，而需用其他方法。静电场对任一闭合曲面的通量等于面内电荷与真空介电常数比值。它适用求解对称性很高情况下的静电场。它反映了电荷分布与电场强度在给定区域内的关系，不反应电场的点与点间的关系。电场是有源场，源为电荷。 1.高斯 定理 Erv它又称为静电场高斯定理的微分形式。它说明空间某点的电场强度的散度只与该点电荷体密度有关，与其它点的无关。它刻画静电场在空间各点发散和会聚情况。它仅适用于连续分布的区域，在分界面上，电场强度一般不连续

4、，因而不能使用。由于电场强度有三个分量，仅此方程不能确定，还要知道静电场的旋度方程。1. 环路定理 静电场对任意闭合回路的环量为零。 说明在回路内无涡旋存在，静电场是不闭合的。证明（不要求） 又称为环路定理的微分形式，仅适用静电场。 它说明静电场为无旋场，电力线永不闭合。 在分界面上电场强度一般不连续，旋度方程 不适用，只能用环路定理。 电场强度有三个分量方程，但只有两个独立 的方程。 ？ 17951799年在哥廷根大学学习，1799年获博士学位。1870年任哥廷根大学数学教授和哥廷根天文台台长，一直到逝世。1855年2月23日在哥廷根逝世。他一生中共发表323篇（种）著作，提出404项科学创见（发表178项），在各领域的主要成就有： （1）关于静电学温差电和摩擦电的研究、利用绝对单位（长度质量和时间）法则量度非力学量以及地磁分布的理论研究；（2）利用几何学知识研究光学系统近轴光线行为和成像，建立高斯定理光学；（3）天文学和大地测量学中，如小行星轨道的计算，地球大小和形状的理论研究等；（4）结合试验数据的测算，发展了概率统计理论和误差理论，发明了最小二乘法，引入高斯定理误差曲线。此外，在纯数学方面，对数论、代数、几何