文档介绍：电磁学部分总结
静电场部分
第一部分:静电场的基本性质和规律
电场是物质的一种存在形态,它同实物一样也具有能量、动量、质量等属性。静电场的物质特性的外在表现是:
(1)电场对位于其中的任何带电体都有电场力的作用
(2)带电体在电场中运动,电场力要作功——电场具有能量
1、描述静电场性质的基本物理量是场强和电势,掌握定义及二者间的关系。
电场强度
电势
2、反映静电场基本性质的两条定理是高斯定理和环路定理
要掌握各个定理的内容,所揭示的静电场的性质,明确定理中各个物理量的含义及影响各个量的因素。重点是高斯定理的理解和应用。
3、应用
(1)、电场强度的计算
a)、由点电荷场强公式及场强叠加原理计算场强
一、离散分布的点电荷系的场强
二、连续分布带电体的场强
其中,重点掌握电荷呈线分布的带电体问题
b)、由静电场中的高斯定理计算场源分布具有高度对称性的带电体的场强分布
一般诸如球对称分布、轴对称分布和面对称分布,步骤及例题详见课堂笔记。还有可能结合电势的计算一起进行。
c)、由场强和电势梯度之间的关系来计算场强(适用于电势容易计算或电势分布已知的情形),掌握作业及课堂练习的类型即可。
(2)、电通量的计算
a)、均匀电场中S与电场强度方向垂直
b)、均匀电场,S 法线方向与电场强度方向成q角
c)、由高斯定理求某些电通量
(3)、电势的计算
a)、场强积分法(定义法)——根据已知的场强分布,按定义计算
b)、电势叠加法——已知电荷分布,由点电荷电势公式,利用电势叠加原理计算
第二部分:静电场中的导体和电介质
一、导体的静电平衡状态和条件
导体内部和表面都没有电荷作宏观定向运动的状态称为静电平衡状态。
静电平衡下导体的特性:
(1)整个导体是等势体,导体表面是个等势面;
(2)导体内部场强处处为零,导体表面附近场强的大小与该
表面的电荷面密度成正比,方向与表面垂直;
(3)导体内部没有净电荷,净电荷只分布在外表面。
有导体存在时静电场的计算
静电平衡的条件
原则: :高斯定理
场强环路定理
二、静电场中的电介质
掌握无限大、均匀的、各向同性的电介质的情况:
充满电场空间的各向同性均匀电介质内部的场强大小等于真空中场强的倍,方向与真空中场强方向一致。
电位移矢量
介质中的高斯定理(自由电荷)
掌握程度:作业中的情形
三、电容、电场能量
1、孤立导体的电容、电容器的电容计算;影响电容的因素;
电容器电容的大小只取决于极板的形状、大小、相对位置以及极板间的电介质情况
2、电容器的能量
3、电场能量
能量密度适合任何电场
电场能量
课上例题或作业
稳恒磁场部分
第一部分:稳恒磁场的基本性质和规律
(1) 磁场是物质的一种形态,具有能量、质量、动量等。
(2)磁场是由运动电荷(或电流)产生的,它又对放入其中的运动电荷(或电流)有力的作用
1、描述稳恒磁场性质的基本物理量——磁感应强度
2、反映稳恒磁场基本性质的两条定理是高斯定理和安培环路环路定理
要掌握各个定理的内容,所揭示的稳恒磁场的性质,明确定理中各个物理量的含义及影响各个量的因素。重点是安培环路定理的理解和应用。
磁场中的高斯定理
安培环路定律
3、应用
(1)、磁感应强度的计算
a)、由毕——萨定律计算任意形状的载流导线的磁场
直线电流、圆形载流导线圆心及轴线上的、圆弧形载流导线在圆心处的磁感应强度计算。
b)、由磁场叠加原理计算组合导线的磁感应强度,如
O
I
c)、利用安培环路定理计算场源分布具有高度对称性的磁感应强度
详见课堂例题
一长直螺线管,长为l ,直径为D ,且,导线均匀密绕在管的圆柱面上,单位长度的匝数为n ,导线中的电流强度为I. 求:(1)螺线管内的磁感应强度B ;(2)若管内充满磁导率为(为常数)的均匀磁介质,计算其自感系数L.
解:
(2)、磁通量的计算
a)、均匀磁场中S与磁感应强度方向垂直
b)、均匀磁场,S 法线方向与磁感应强度方向成q角
c)、由高斯定理求某些磁通量
第二部分:磁场对运动电荷和电流的作用
1、带电粒子在均匀磁场中的运动:
三种情况:
在中学基础上会简单求解即可。
2、霍尔效应:霍尔电势差的表达式、会判断载流子类型、霍尔电势差的大小,正负。
3、磁场对电流的作用:会由安培定律计算安培力;
会由公式计算载流线圈的磁矩和磁力矩。
简单求解磁力的功.
第三部分:磁介质
要求同静电场:掌握无限大、均匀的、各向同性的磁介质的情况:
介质的磁导率
磁介质中的安培环路定理
掌握程度:作业中的情形