大学物理电磁学复习提纲

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（10、章）第一部分电学（、3、4、5章）综述：我们主要研究静电场（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一般分析计算三种情况的场01、真空中的静电场 002、有导体存在时的静电场 0r3、介质中的静电场 r

0 r主要内容1F主要内容

qq1 2 r20 2、电场强度定义：EFq3荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量 和。E Eii4S的电通量

Eds5

e 1 sEds q e S 0

int几点说明：1）S是电场中任意闭合曲是闭合曲面上任意面元，其方向为曲面 E是处的电场强度，是由空间（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。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。静电场是有源场。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 MpE 7、场强环路定理 Edr0 8、电势差a

b a

Edr a电势 a

电势零点a

Edr9、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： r0

dqr011、场强与电势的微分关系E12、电荷在外电场中的电势能：W移动电荷时电场力所做的功：A 12

W W212 1212e13、静电场的能量密度w DE2e14、导体的静电平衡条件：E 0，表面外紧邻处Es

int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。 p16

lim iV0 V17

' P n 18、电位移矢量：D0

EP 对于各向同性介质：D

E 0r19、D流）

D q0内S

（自由电说明：DE的高斯定理推出来的，所以两个高斯定理在本质上是完（不能说E的高斯定理只适用于真D的高斯定理只适用于介质中的电场CQ20、电容器电容：定义式： UC21、电容器的能量：

S0 rd1Q2 1 1W2 C 2CU 2QU2电学部分的典型计算电学部分的典型计算一、场强的计算，三种方法；1.叠加法； 1.叠加法；点电荷系：E i（如

连续带电体: dqdEE dE(如:1.4,1.5,1.6,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. 键是选择合适的高斯面使

Eds(或S Ds)容易计算. (如:P3036例题S1.8-1.12 习题:1.15,1.16,1.17,1.18,1.245.2等)3.3.对于常见典型场可记住结论,考试时直接应用真空中 介质中 方向均匀带球面内:球面内: 沿径电球面E0 E0 向的电场球面外:球面外:(半径为E q E qR,

r

r2q)

0 0r均匀带 球体内: 球体内: 沿径

E

E qr 向体

R3 R30 0r径为R, 球体外

球体外:带电量E q E q

r2 r20 0r

E

E 垂直电无限长直线(密度为 )

20

r 0r

r 线均匀带 柱面内: 柱面内: 垂电无限 E0 E0 于长圆柱 柱面外: 柱面外: 电圆面(线电E

E 柱面

2r为) 0

0r 垂直

EE0

于无0r 限大(面电荷 平面密度为)其他方法如等效法例如习题1.11 )二.电场力的计算根据库仑定律计算两个点电荷间的作用力如习1.1, 1.2, 1.4)FqE(1.8)三.电通量的计算 根据定义

e

EdSS 1根据高斯定律

EdSe S 0

qint四.电势的计算根据电势的定义:

a

电势零点a

Edr (例3.1 3.2 3.9,3.7)根据叠加原理: 点电荷系:

i(例3.3, 3.5, 习题i3.3,3.4)连续带电体

ddq40

r(3.4,3.53.6)第二部分磁学(7,8,9章)综述综述:主要学习磁场的规律及电流或运动电荷在磁主要内容：电流产生磁场的规律 毕-萨定律电流源所产生的磁场： dB

rIdler2

总磁场B dB mm

Bdss m磁场的高斯定律 m

BdS0（s（通连续定理）说明磁场不是有源场 L

Bdl

I0 内H B B磁场强度矢量

H

0 rL

Hdl I0内运动电荷在磁场中受的洛沦滋力： f BmIdlIdlBdFIdldFIdlB FdF

载流线圈在均匀磁场中 f0

MmBd I

0dt

EdSs磁场的能量密度（第10 章）B2 1w BHm 2 2磁学部分典型计算B的计算1、根据毕萨定律，运用叠加原理 dB

rIdler2

总磁场B dB2、据安培环路定理（2、据安培环路定理（介质存在时，利用H）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8.6,8.7,8.8,8.7,8.10,8.13）3、对于常见典型场可记住结论,考试时直接应用r真空中 介质中( )r直线B

I

cos

B0r

I

cos0电流 1 200无限 BI0

4rB

1 2I0 r长直 电流0圆电 B I0

IB0rI流中 2R 2R心无限 B nI0长螺0

BnI0 r其中n为单位线管 度上的匝数内部一点磁场螺绕 B

NI0

NIB 环内 部一 点的磁场

2r无限无限磁场B12j1B20 rj0（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:选择度为dr,流,)）二、求磁通量根据8.15）三、求磁力：

B8.5,m s1、运fm

场中受的洛沦滋力： B（7.6 2、电 在磁场中受安力dFB FdFB(如例题7.1, 7.2)第四部分：电磁感应（10章主要内容：1、计算感应电动势的普遍式——法拉第电