电磁学复习提纲赵凯华课件

《电磁学》期终复习提纲2012.61《电磁学》期终复习提纲2012.61第一章静电场的基本规律一、理解电场强度和电势的概念及其相互关系。定义式电场强度和电势是描述静电场的两个物理量能，两者的关系是微积分的关系。2第一章静电场的基本规律一、理解电场强度和电势的概念二、计算电场强度和电势(1)场强公式；(2)高斯定理；(3)电场点电荷：(1)定义法(2)叠加法电势◆常见带电体的场强及电势点线电荷分布面电荷分布体电荷分布点电荷，电偶极子，点电荷系带电直线，均匀带电圆环球体，柱体均匀带电平面圆盘，球面，柱面3二、计算电场强度和电势(1)场强公式；(2三、理解高斯定理、电通量及环路定理的含义3、电场力做功的特点:与路径无关，只与始末位置有关；静电场力是保守力。1、电通量2、高斯定理（1）它是静电场基本定理之一，反映了静电场是有源场。（2）闭合面外的电荷虽然对通量没有贡献，但并不意味着不影响闭合面上的电场，高斯面上的场强是空间所有带电体所产生的。（3）它给出了场强E和电荷q间的一种间接关系.4、电场线的特点：不闭合性、连续性、不相交4三、理解高斯定理、电通量及环路定理的含义35、特别掌握高斯定理的应用电荷对称性的分析——高斯面选取球对称性——均匀带电球面、均匀带电球体、轴对称性——均匀带电圆柱面、均匀带电圆柱体、同轴传输线面对称性——无限大带电平面、有一定厚度的无限大带电体55、特别掌握高斯定理的应用电荷对称性的分析——高斯面选取球对典型结论：1点电荷2无限长均匀带电直线3均匀带电圆环轴线上的磁场方向：沿轴线方向在圆环中心处，即x=0处6典型结论：1点电荷2无限长均匀带电直线3均匀带电圆环轴4均匀带电球面，半径R，面电荷密度为5均匀带电球体，半径R，电荷体密度为74均匀带电球面，半径R，面电荷密度为5均匀带电球体，第二章静电场中的导体和电介质二、掌握静电平衡时导体上的电荷分布情况一、掌握导体静电平衡的条件若导体板不接地，极板上电荷量守恒AB不管A板还是B板接地，极板上的电荷变为8第二章静电场中的导体和电介质二、掌握静电平衡时导体上的电荷静电平衡导体附件场强无限大均匀带电平面场强dS（平面）（导体）9静电平衡导体附件场强无限大均匀带电平面场强dS（平面）q0Sr

R例3：如图所示，已知、、及接地条件，求导体球上感应电荷球壳电势由电势叠加原理处10R例3：如图所示，已知、、及接地条件，求思考：⑴感应电荷在处的、⑵腔内任一点的、空腔导体（不接地）外有点电荷已知：R，q，d11思考：⑴感应电荷在处的、⑵腔内任一点的、空腔导体（不⑴感应电荷在处的、电荷守恒

感应电荷在O处的udq’12⑴感应电荷在处的、电荷守恒感应电荷在O处的udq’12⑵腔内任一点的、腔内任一点（导体的静电平衡条件）导体为等势体思考：若原空腔导体带电荷，则情况如何？13⑵腔内任一点的、腔内任一点（导体的静电平衡条件）导体为等势三、掌握有关电容器的相关知识串联、并联、插入电介质、能量串联电容并联电容填充满介质后：串联的特点：电容器各极板电量的绝对值相等；增加耐压能力并联的特点：各电容器电压相等：Q=Q1+Q2+Q3……14三、掌握有关电容器的相关知识串联、并联、插入电介质、能量串平行板电容器球形电容器掌握电容器电容的求解——4步法会计算常见电容器的电容圆柱形电容器电容器的储能公式15平行板电容器球形电容器掌握电容器电容的求解——4步法会计算12思考2、两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电．在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差_增大___；电容器1极板上的电荷_增大__．(填增大、减小、不变)1、若保持总电量Q不变，在电容器1中插入电介质，则W2和U2如何变化？C1C21612思考2、两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源四、有电介质时的静电场会计算极化电荷的面分布及退极化场理解并会应用介质中的高斯定理求解电荷具有某种高度对称分布时的场强球对称、轴对称、面对称电介质的分类及其极化机理举例：OSL求有极分子介质——取向极化无极分子介质——位移极化求介质中的电场强度还可用:注意适用条件17四、有电介质时的静电场会计算极化电荷的面分布及退极化场理解并一、理解电流的稳恒条件及欧姆定律微分形式理解电流的连续性方程稳恒条件连续性方程欧姆定律微分形式存在非静电力时：如电源内部第三章恒定电流二、理解电动势的概念18一、理解电流的稳恒条件及欧姆定律微分形式稳恒条件连续性方程三、掌握复杂电路的基尔霍夫定律掌握电压、电流的规定，会列节点电流方程和回路电压方程

±I0流入节点的电流前面取“-”号，在流出节点的电流前面取“+”号(2)

电阻元件的端电压为±RI，当电流I的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取“”号；(3)电源电动势为E，当电源电动势的方向与回路绕行方向一致时，选取“-”号，反之应选取“+”号。19三、掌握复杂电路的基尔霍夫定律±I0流入节点的电流电路中任意两点之间的电势差求A到Ｂ的电势增量UB–UA？20电路中任意两点之间的电势差求A到Ｂ的电势增量UB–UA？第四章恒定磁场二、掌握毕-萨定律并会应用会计算常见载流导线产生的磁场并记住常用的几种特殊载流体产生的磁场一、理解安培的分子环流假说及物质磁效应的来源载流圆环轴线上的磁场、载流圆环圆心处的磁场无限大的载流平面、及其两载流平面的任意放置情况有限长的载流导线、无限长的载流导线21第四章恒定磁场二、掌握毕-萨定律并会应用会计算常见载流导★

圆形螺绕环的磁场分布及无限长螺线管的磁场分布。22★圆形螺绕环的磁场分布及无限长螺线管的磁场分布。22四、掌握安培力、洛仑兹力公式并会计算五、理解带电粒子在磁场中的运动三、理解磁场的高斯定理和环路定理的含义并会应用安培环路定理计算电流的分布具有某种对称性时磁场的分布轴对称性和面对称性载流圆柱体，载流的圆柱面及其同轴传输线无限大的载流平面及其相关问题螺旋线运动23四、掌握安培力、洛仑兹力公式并会计算五、理解带电粒子在磁第五章电磁感应和暂态过程一、掌握法拉第的电磁感应定律和楞次定律并会应用。二、会求解动生电动势和感生电动势三、理解感应电动势、动生电动势和感生电动势的产生机制四、理解自感、互感及磁能，会求自感和互感系数磁通量变化洛伦兹力感生电场磁场区域外任意路径上的感应电动势24第五章电磁感应和暂态过程一、掌握法拉第的电磁感应定律和楞odcbarxIxdx25odcbarxIxdx25解：（1）规定回路的回转正方向为顺时针方向.方向odcbarxIxdx26解：（1）规定回路的回转正方向为顺时针方向.方向odcbar顺逆顺逆反向与反向与同向与同向与I0返回27顺逆顺逆反向与反向与同向与同向与I0返回27方向：顺时针方向（2）若导线中通有稳恒电流，线圈以匀速率v远离导线，求当线圈离导线较近的一边到导线的垂直距离为r时，线圈中感应电动势。odcbarxIxdx解28方向：顺时针方向（2）若导线中通有稳恒电流，线圈以匀速率v例2一直导线CD在一无限长直电流磁场中作切割磁力线运动。求：动生电动势。abIl方法一解：方向29例2一直导线CD在一无限长直电流磁场中作abI方法二abI作辅助线，形成闭合回路CDEF方向30方法二abI作辅助线，形成闭合回路CDEF方向30练习

如图，导体棒AB在均匀磁场中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴转动（角速度与同方向），BC的长度为棒长的1/3，则（A）A点比B点电势高（B）A点与B点电势相等（C）A点比B点电势低（D）由稳恒电流从A点流向B点ABCO方向C—A方向C—B31练习 如图，导体棒AB在均匀磁场中绕通过C第六部分磁介质一、了解分子电流观点及磁介质的磁化机理，会求磁化面电流及其产生的磁场二、重点掌握有磁介质时安培环路定理的应用三、熟练掌握之间的关系及磁介质的分类。32第六部分磁介质一、了解分子电流观点及磁介质的磁化机理12DD3312DD33★利用安培环路定理（场分布具有某种对称性时可解）(1)分析能否用；(2)选择适当安培环路，使H能从积分号中分离开；(3)运用求解。求∶(1)磁感强度大小的分布。(2)磁介质内、外表面的磁化面电流密度的大小。例1：一根无限长的圆柱形导线，外面紧包一层相对磁导率为

的圆管形磁介质．导线半径为R1，磁介质的外半径为R2，导线内均匀通过电流I．34★利用安培环路定理（场分布具有某种对称性时可解）(1)分析（1）由安培环路定理得

I35（1）由安培环路定理得I35（2）介质内表面处的磁化电流密度：介质外表面处：I方向：向下方向：向上36（2）介质内表面处的磁化电流密度：介质外表面处：I方向：例2、横截面为矩形的环形螺线管，圆环内外半径分别为R1和R2，芯子材料的磁导率为，导线总匝数为N，绕得很密，若线圈通电流I，求芯子中的B值和芯子截面的磁通量．解：在环内作半径为r的圆形回路,由安培环路定理得在r处取微小截面dS=bdr,通过此小截面的磁通量穿过截面的磁通量37例2、横截面为矩形的环形螺线管，圆环内外半径分别为R1和R2第八章电磁理论和电磁波位移电流麦克斯韦的假设和电磁波的提出

位移电流和涡旋电场麦克斯韦方程组与各方程的物理意义38第八章电磁理论和电磁波位移电流38《电磁学》期终复习提纲2012.639《电磁学》期终复习提纲2012.61第一章静电场的基本规律一、理解电场强度和电势的概念及其相互关系。定义式电场强度和电势是描述静电场的两个物理量能，两者的关系是微积分的关系。40第一章静电场的基本规律一、理解电场强度和电势的概念二、计算电场强度和电势(1)场强公式；(2)高斯定理；(3)电场点电荷：(1)定义法(2)叠加法电势◆常见带电体的场强及电势点线电荷分布面电荷分布体电荷分布点电荷，电偶极子，点电荷系带电直线，均匀带电圆环球体，柱体均匀带电平面圆盘，球面，柱面41二、计算电场强度和电势(1)场强公式；(2三、理解高斯定理、电通量及环路定理的含义3、电场力做功的特点:与路径无关，只与始末位置有关；静电场力是保守力。1、电通量2、高斯定理（1）它是静电场基本定理之一，反映了静电场是有源场。（2）闭合面外的电荷虽然对通量没有贡献，但并不意味着不影响闭合面上的电场，高斯面上的场强是空间所有带电体所产生的。（3）它给出了场强E和电荷q间的一种间接关系.4、电场线的特点：不闭合性、连续性、不相交42三、理解高斯定理、电通量及环路定理的含义35、特别掌握高斯定理的应用电荷对称性的分析——高斯面选取球对称性——均匀带电球面、均匀带电球体、轴对称性——均匀带电圆柱面、均匀带电圆柱体、同轴传输线面对称性——无限大带电平面、有一定厚度的无限大带电体435、特别掌握高斯定理的应用电荷对称性的分析——高斯面选取球对典型结论：1点电荷2无限长均匀带电直线3均匀带电圆环轴线上的磁场方向：沿轴线方向在圆环中心处，即x=0处44典型结论：1点电荷2无限长均匀带电直线3均匀带电圆环轴4均匀带电球面，半径R，面电荷密度为5均匀带电球体，半径R，电荷体密度为454均匀带电球面，半径R，面电荷密度为5均匀带电球体，第二章静电场中的导体和电介质二、掌握静电平衡时导体上的电荷分布情况一、掌握导体静电平衡的条件若导体板不接地，极板上电荷量守恒AB不管A板还是B板接地，极板上的电荷变为46第二章静电场中的导体和电介质二、掌握静电平衡时导体上的电荷静电平衡导体附件场强无限大均匀带电平面场强dS（平面）（导体）47静电平衡导体附件场强无限大均匀带电平面场强dS（平面）q0Sr

R例3：如图所示，已知、、及接地条件，求导体球上感应电荷球壳电势由电势叠加原理处48R例3：如图所示，已知、、及接地条件，求思考：⑴感应电荷在处的、⑵腔内任一点的、空腔导体（不接地）外有点电荷已知：R，q，d49思考：⑴感应电荷在处的、⑵腔内任一点的、空腔导体（不⑴感应电荷在处的、电荷守恒

感应电荷在O处的udq’50⑴感应电荷在处的、电荷守恒感应电荷在O处的udq’12⑵腔内任一点的、腔内任一点（导体的静电平衡条件）导体为等势体思考：若原空腔导体带电荷，则情况如何？51⑵腔内任一点的、腔内任一点（导体的静电平衡条件）导体为等势三、掌握有关电容器的相关知识串联、并联、插入电介质、能量串联电容并联电容填充满介质后：串联的特点：电容器各极板电量的绝对值相等；增加耐压能力并联的特点：各电容器电压相等：Q=Q1+Q2+Q3……52三、掌握有关电容器的相关知识串联、并联、插入电介质、能量串平行板电容器球形电容器掌握电容器电容的求解——4步法会计算常见电容器的电容圆柱形电容器电容器的储能公式53平行板电容器球形电容器掌握电容器电容的求解——4步法会计算12思考2、两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电．在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差_增大___；电容器1极板上的电荷_增大__．(填增大、减小、不变)1、若保持总电量Q不变，在电容器1中插入电介质，则W2和U2如何变化？C1C25412思考2、两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源四、有电介质时的静电场会计算极化电荷的面分布及退极化场理解并会应用介质中的高斯定理求解电荷具有某种高度对称分布时的场强球对称、轴对称、面对称电介质的分类及其极化机理举例：OSL求有极分子介质——取向极化无极分子介质——位移极化求介质中的电场强度还可用:注意适用条件55四、有电介质时的静电场会计算极化电荷的面分布及退极化场理解并一、理解电流的稳恒条件及欧姆定律微分形式理解电流的连续性方程稳恒条件连续性方程欧姆定律微分形式存在非静电力时：如电源内部第三章恒定电流二、理解电动势的概念56一、理解电流的稳恒条件及欧姆定律微分形式稳恒条件连续性方程三、掌握复杂电路的基尔霍夫定律掌握电压、电流的规定，会列节点电流方程和回路电压方程

±I0流入节点的电流前面取“-”号，在流出节点的电流前面取“+”号(2)

电阻元件的端电压为±RI，当电流I的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取“”号；(3)电源电动势为E，当电源电动势的方向与回路绕行方向一致时，选取“-”号，反之应选取“+”号。57三、掌握复杂电路的基尔霍夫定律±I0流入节点的电流电路中任意两点之间的电势差求A到Ｂ的电势增量UB–UA？58电路中任意两点之间的电势差求A到Ｂ的电势增量UB–UA？第四章恒定磁场二、掌握毕-萨定律并会应用会计算常见载流导线产生的磁场并记住常用的几种特殊载流体产生的磁场一、理解安培的分子环流假说及物质磁效应的来源载流圆环轴线上的磁场、载流圆环圆心处的磁场无限大的载流平面、及其两载流平面的任意放置情况有限长的载流导线、无限长的载流导线59第四章恒定磁场二、掌握毕-萨定律并会应用会计算常见载流导★

圆形螺绕环的磁场分布及无限长螺线管的磁场分布。60★圆形螺绕环的磁场分布及无限长螺线管的磁场分布。22四、掌握安培力、洛仑兹力公式并会计算五、理解带电粒子在磁场中的运动三、理解磁场的高斯定理和环路定理的含义并会应用安培环路定理计算电流的分布具有某种对称性时磁场的分布轴对称性和面对称性载流圆柱体，载流的圆柱面及其同轴传输线无限大的载流平面及其相关问题螺旋线运动61四、掌握安培力、洛仑兹力公式并会计算五、理解带电粒子在磁第五章电磁感应和暂态过程一、掌握法拉第的电磁感应定律和楞次定律并会应用。二、会求解动生电动势和感生电动势三、理解感应电动势、动生电动势和感生电动势的产生机制四、理解自感、互感及磁能，会求自感和互感系数磁通量变化洛伦兹力感生电场磁场区域外任意路径上的感应电动势62第五章电磁感应和暂态过程一、掌握法拉第的电磁感应定律和楞odcbarxIxdx63odcbarxIxdx25解：（1）规定回路的回转正方向为顺时针方向.方向odcbarxIxdx64解：（1）规定回路的回转正方向为顺时针方向.方向odcbar顺逆顺逆反向与反向与同向与同向与I0返回65顺逆顺逆反向与反向与同向与同向与I0返回27方向：顺时针方向（2）若导线中通有稳恒电流，线圈以匀速率v远离导线，求当线圈离导线较近的一边到导线的垂直距离为r时，线圈中感应电动势。odcbarxIxdx解66方向：顺时针方向（2）若导线中通有稳恒电流，线圈以匀速率v例2一直导线CD在一无限长直电流磁场中作切割磁力线运动。求：动生电动势。abIl方法一解：方向67例2一直导线CD在一无限长直电流磁场中作abI方法二abI作辅助线，形成闭合回路CDEF方向68方法二abI作辅助线，形成闭合回路CDEF方向30练习

如图，导体棒AB在均匀磁场中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴转动（角速度与同方向），BC的长度为棒长