大学物理电磁学复习提纲.doc

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（第10、章）

第一部分 电学（第1、3、4、5章）

综述：我们主要研究静电场（即静止电荷所产生的电场）。
为描述静电场的性质，引入两个基本物理量
1、 电场强度 从力的角度出发引入 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
1、 真空中的静电场
2、 有导体存在时的静电场
3、 介质中的静电场

主要内容
1、 库仑定律
2、 电场强度定义：
3、 场强叠加原理：空间中总场强等于各个电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。
4、 电通量：通过某曲面S的电通量
5、 高斯定理：
几点说明：1）式中S是电场中任意闭合曲面；是闭合曲面上任意面元，其方向为曲面外法线方向；是处的电场强度，是由空间中所有电荷（包括曲面外）所产生的总的场强；是闭合曲面所包围的电荷的代数和。
2）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。
3）高斯定理是关于电场的普遍规律，反映静电场是有源场。
4）运用高斯定理求解具有对称性分布的电场很方便。
6、 电偶极子：一对靠的很近的等量异号的点电荷，电矩为
电偶极子在电场中受到的力矩为：

7、 场强环路定理
8、 电势差
电势
9、 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。
10、 点电荷电势：
连续带电体的电势：
11、 场强与电势的微分关系
12、 电荷在外电场中的电势能：
移动电荷时电场力所做的功：

13、 静电场的能量密度
14、 导体的静电平衡条件：，表面外紧邻处表面，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。
16、 电介质极化：极化强度矢量：
17、 面束缚电荷密度：
18、 电位移矢量：
对于各向同性介质：
19、 D的高斯定理：（自由电流）
说明：D的高斯定理是由E的高斯定理推出来的，所以两个高斯定理在本质上是完全一样的，（不能说E的高斯定理只适用于真空，而D的高斯定理只适用于介质中的电场）。
20、 电容器电容：定义式：
平行板电容器的决定式：
21、 电容器的能量：

电学部分的典型计算

一、 场强的计算，三种方法；

1. 叠加法；
点电荷系：（如：P17 1.3等）
连续带电体: (如:例1.4,例1.5,例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.关键是选择合适的高斯面使(或)容易计算. (如:P30 –36 例题1.8-1.12 习题:1.15, 1.16, 1.17,1.18,1.24 5.2等)

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
均匀带电球面的电场
(半径为R,带电量为q)
球面内:
球面外:
球面内:
球面外:
沿径向
均匀带电的球体: (半径为R,带电量为q)
球体内:
球体外:
球体内:
球体外:
沿径向
均匀带电无限长直线(线电荷密度为)

垂直于带电直线
均匀带电无限长圆柱面(线电荷密度为)
柱面内:
柱面外:
柱面内:
柱面外:
垂直于带电圆柱面
均匀带电无限大平面
(面电荷密度为)

垂直于无限大平面

4.其他方法:如等效法(例如习题1.11 )

二. 电场力的计算
1.根据库仑定律计算两个点电荷间的作用力(如习题1.1, 1.2, 1.4)
2. 根据(如习题1.8)
三.电通量的计算
1. 根据定义:
2. 根据高斯定律:
四.电势的计算
1. 根据电势的定义: (例3.1 3.2 习题3.9,3.7)
2. 根据叠加原理:
点电荷系: (例3.3, 3.5, 习题3.3,3.4)
连续带电体: (例3.4, 习题3.5 3.6)

第二部分:磁学(第7,8,9章)
综述:主要学习磁场的规律及电流或运动电荷在磁场中受力的规律. 在复习时可以类比电场.

主要内容：
1． 电流产生磁场的规律------毕-萨定律
电流源所产生的磁场：
2． 磁通量：
3． 磁场的高斯定律：（磁通连续定理） 说明磁场不是有源场
4． 磁场的环路定理：
5． 磁场强度矢量
6．
7． 运动电荷在磁场中受的洛沦滋力：
8． 电流在磁场中受的安培力：
9． 载流线圈在均匀磁场中
10． 位移电流：
11． 磁场的能量密度（第10章）

磁学部分的典型计算
一、的计算
1、根据毕-萨定律 ，运用叠加原理
（如：例题8.1,8.2）
2、据安培环路定理（有介质存在时，利用）求解。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, 习题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

真空中
介质中()

直线电流

无限长直电流

圆电流中心

无限长螺线管内部一点磁场

其中n为单位长度上的匝数

螺绕环内部一点的磁场
（P261）

无限大平面电流的磁场

（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:选择宽度为dr 的圆形窄条,此窄条可等效为圆形电流,)）

二、 求磁通量 根据（如习题8.5, 8.15）
三、求磁力：
1、 运动电荷在磁场中受的洛沦滋力：（如习题7.6 ,7.10）
2、电流在磁场中受的安培力：(如例题7.1, 7.2)

第四部分：电磁感应（第10章）
主要内容：
1、 计算感应电动势的普遍式——法拉第电磁感应定律
2、动生电动势两种计算方法：1）
2）
（如例题10.1, 习题10.1 , 10.3）
3、感生电动势的两种计算方法1）
2）
（如习题10.4,10.5）
4、互感：（如例10.5）
5、自感（如例10.6）