chapter 14 大学物理总结2014

大学物理总结(I)(一)力学(二)振动和波动(三)电磁学2/21（一）力学总结力学运动学动力学牛顿运动定律：力学基础

适用范围：质点（对于刚体需要改造）守恒定律

惯性系

+质点组（刚体）动量守恒定律

力在时间上的积累机械能守恒定律

力在空间上的积累角动量守恒定律

力在方位上的作用力学的知识结构3/211.1运动学速度角速度加速度角加速度角量与线量的关系伽利略变换4/211.2牛顿运动定律牛Ⅲ定律适用范围：质点+惯性系对非惯性系，考虑惯性力后，牛II也成立。对刚体+惯性系，刚体的定轴转动问题角动量定理刚体的角动量转动定律转动惯量5/211.3动量守恒定律动量定理适用范围：质点/质点组+惯性系应用：求平均力，求速度等动量守恒定律适用范围：质点/质点组+惯性系应用：某一方向动量守恒、内力远大于外力时动量守恒、完非6/211.4机械能守恒定律动能定理质点+惯性系质点组+惯性系万有引力势能、重力势能、弹性势能机械能守恒定律：系统+惯性系7/211.5角动量守恒定律角动量定理适用范围：质点/质点组+惯性系角动量守恒：系统/刚体+惯性系对刚体关于刚体：特殊质点组(平动+转动)质心：质心运动定理（平动）关于刚体定轴转动记住转动惯量：杆、质点、圆柱体及平行轴定理8/211.6流体力学伯努利方程伯努利方程只适用于理想流体的定常流动。稳定流动的连续性原理横截面面积小，流速大9/21（二）振动和波动简谐振动运动学方程简谐振动的能量：机械能守恒同频率同振动方向简谐振动的合成简谐振动动力学方程合振动加强与减弱的条件：加强（分振动同向）减弱（分振动反向）10/21一维简谐波的波动方程：x轴正向传播一维简谐波的能量：机械能不守恒，动能=势能波的强度

干涉条件：加强（分振动同向）减弱（分振动反向）波的干涉驻波：两传播方向相反、振幅相同的相干波叠加半波损失：波疏到波密的反射波，出现π相位突变相向运动相背运动多普勒频移公式弦的长度与波腹个数关系11/21（三）电磁学总结电磁学电学磁学基础：两种电荷；同性相斥，异性相吸；电荷守恒；库仑定律；电荷和变化的磁场产生电场电磁学的知识结构电磁感应基础：毕-萨定律；运动电荷和变化的电场产生磁场基础：法拉第电磁感应定律；安培力；涡旋电磁力场叠加原理；麦克斯韦方程组统一一切电磁现象12/213.1电学描述电场的两个基本物理量电场中电荷受到电场力：电场强度电场可移动电荷作功：电势出发点：电场强度：伏特/米静电场电力线：等势面：电势：伏特13/21静电场和电势计算方法点电荷+叠加原理点电荷+叠加原理高斯定理电势的定义微分关系典型带电体场强分布典型带电体电势分布应记住一些典型的场强和电势分布！点电荷、带电球面、长带电圆柱面、长直带电导线、带电细圆环、无限大带电平板14/21静电场中的导体：静电平衡

导体是一个等势体，表面是一等势面。导体表面场强E与导体表面正交，且静电平衡时导体中处处场强为零静电场中的介质介质极化：产生极化电荷电极化强度极化电荷面密度极化规律：电介质中的电场15/21静电场能量电容器的能量电容器电容的计算导体带电电场分布求两极板间电压求电容16/213.2磁学磁学基本规律2）毕-萨-拉定律（稳恒电流产生的磁场）1）运动电荷在磁场中受到洛仑磁力。3）运动电荷产生的磁场4）磁场的叠加原理17/21磁场的计算方法载流导线在磁场中的受力、力矩和功毕-沙定律+叠加、安培环路定理、已知磁场分布+叠加记住有（无）限长直导线、电流环、长螺线管的磁场分布安培力磁力距磁力距的功18/21磁介质磁场能量介质磁化：产生极化电流磁化强度磁化电流面密度均匀、各向同性、弱磁介质中的磁场计算19/213.3电磁感应

电源电动势：单位正电荷沿闭合回路一周，非静电力所作的功为电源的电动势。电动势的方向，确切地说是指非静电场强的方向。法拉第电磁感应定律楞次定律：任何电磁感应的结果，恒反抗产生电磁感应的原因电动势的计算：涡旋电场的计算：20/21

自感与自感电动势：互感与互感电动势：自感和互感磁能：变化的电场产生磁场：位移电流21/21

电场的高斯定理。电场由电荷和变化的磁场激发。

电场的环路定理。电场包括库仑电场和感生电场。

磁场的高斯定理。磁场包括传导电流和变化的电场激发的有旋磁场。

普遍形式下的安培环路定理。传导电流和变化电场都激发磁场。电磁学基本方程洛仑兹力公式22/2123/21振动和波动：2013秋期中24/21（1）（2）

25/21如图所示，一平面简谐波沿Ox轴负方向传播，波长为λ。若P点振动方程为则该波的表达式是，P处质点时刻的振动状态与O处质点t1时刻的振动状态相同。26/21一物体在光滑水平面上作简谐振动，振幅是12cm，在距离平衡位置6cm处速度为24cm/s，求：（1）周期（2）当速度为12cm/s时的位移。27/60例1：描述静电场性质的两个基本物理量是__________；它们的定义式是____________和____________。例2：一均匀静电场，电场强度V·m1，则点a（3，2）和点b（1，0）之间的电势差Uab＝__________________。（x，y以米计）电学28/60例3：半径为R，均匀带正电的细圆环上有一长为d的小缺口(d<<R)，总电量为q。则圆心O处的场强大小E=_________，场强方向为__________。补偿法:小缺口圆弧上相应负电荷在原点的电场即为所求。29/60例4：指出下列静电场的E～r关系曲线各是哪种带电体产生的。图中在r>R的范围场强E与r的关系是：(A)和(B)E=Q(4or2)；(C)E1r2，它是半径R的均匀带电球面?球体?是电荷体密度=Ar还是=Ar(A为常数)的非均匀带电球体?(D)E1r。球面球体=Ar=A/r无限长均匀带电直导线,静电平衡30/60例5：求右图中分别通过两个半球面及一个半圆柱面的电通量(半径均为R)。例6：在边长为a的正方形平面中垂线上距中心O点a2处，有正点电荷q，则过该平面的电场强度通量为______。

31/60例7：如图，在均匀电场中，沿场强的方向取间距为d的两点A、B。从A点经任意路径到B点的场强线积分__________。例8：在点电荷+q和q产生的电场中，将一点电荷+qo沿图路径由a点移至b点，则外力作功A=_____________。32/60例9：将面密度的大导体平板置于均匀电场Eo中(假设不影响Eo的分布)，则平板附近左右两侧的合场强为________，_________。+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++33/60例10：在一不带电的导体球壳内，放进一电量为+q的点电荷，点电荷不与球壳内壁接触。然后使球壳触一下地，再将点电荷+q取走。此时球壳的电量为______，电场分布范围是_____。

34/60例1：一长直载流导线，沿空间直角坐标Oy轴放置，电流沿y轴正向。在原点O处取一电流元，则该电流元在(a,0,0)点处的磁感应强度的大小______，方向_____________。磁学35/60例2：无限长直电流I弯成下图三种形状，则P，Q，O三点磁感强度大小BP，BQ，BO关系__________(填>，<，=)。36/60例3：载流平面线圈在均匀磁场中所受的力矩大小与线圈所围面积______；在面积一定时，与线圈的形状______；与线圈相对于磁场的方向______(填：有关、无关)。有关无关有关37/60例4：半径相同、以原点O为圆心、相互正交的三个圆电流，电流强度相同，流向与各轴正方向成右手关系，如图。指出O点磁感应强度的方向(写出在直角坐标系中的方向余弦角)。三个圆电流在圆心处产生的磁场大小相同,分别指向轴向.38/60例5：如图，O、P两点相距a，由毕－萨伐尔定律得有限长直电流AB在P点产生的磁感应强度大小为

于是沿图L回路有为什么这与安培环路定理的结论不一致?39/60例6：一矩形线圈，自无