大学物理A下册复习.pptx

第九章第九章 真空中的静电场真空中的静电场1.能准确理解点电荷的物理模型及点电荷场强公式。能准确理解点电荷的物理模型及点电荷场强公式。点电荷的场强：点电荷的场强：Q1 1点电荷（理想模型）点电荷（理想模型）可以简化为点电荷的条件可以简化为点电荷的条件:rdrd2.能准确理解静电场高斯定理中场强、电场强度通量能准确理解静电场高斯定理中场强、电场强度通量的物理意义。的物理意义。电场强度：电场强度：试探电荷在电场某点所受电场力与试探电荷试探电荷在电场某点所受电场力与试探电荷电量之比，称作电量之比，称作电场强度电场强度。记作。记作单位：单位：电场强度通量电场强度通量 ：电场中穿过某一曲面电场中穿过某一曲面S S的电场线总数，的电场线总数，称为通过该曲面的电场强度通量。称为通过该曲面的电场强度通量。3.会用高斯定理求解均匀带电球面、同心均匀带电球会用高斯定理求解均匀带电球面、同心均匀带电球面的场强分布。面的场强分布。+一半径为一半径为 ,均匀带电均匀带电 的薄的薄球壳球壳.求球壳内外任意点的电场强求球壳内外任意点的电场强 度度.解（解（1）（2）4.会计算均匀带电球面、同心均匀带电球面的电势分布会计算均匀带电球面、同心均匀带电球面的电势分布。+真空中，有一带电为真空中，有一带电为 ，半径为，半径为 的带电球壳的带电球壳.试求（试求（1）球壳外两点间的电势差；（）球壳外两点间的电势差；（2）球壳内两点）球壳内两点间的电势差；（间的电势差；（3）球壳外任意点的电势；（）球壳外任意点的电势；（4）球壳）球壳内任意点的电势内任意点的电势.解解（1）（3）（2）+（4）例例 有一外半径有一外半径 和内半径和内半径 的金属球壳，在球壳内放一半径的金属球壳，在球壳内放一半径 的同心金的同心金属球，若使球壳和金属球均带有属球，若使球壳和金属球均带有 的正电荷，的正电荷，问问 两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？球两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？球壳内外壳内外的电势各为多少？的电势各为多少？解解 根据静电平衡的条件求电荷分布根据静电平衡的条件求电荷分布作球形高斯面作球形高斯面作球形高斯面作球形高斯面根据静电平衡条件根据静电平衡条件6.掌握静电场力做功与电势能变化的关系。掌握静电场力做功与电势能变化的关系。因此当电荷从因此当电荷从A A点移到点移到B B点时点时,电场力所作的功电场力所作的功:7.理解静电场的能量属性。理解静电场的能量属性。结论：静电场是保守场结论：静电场是保守场保守场必有相应的势能，对静电场则为电势能。保守场必有相应的势能，对静电场则为电势能。第十章第十章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质1掌握静电平衡时导体的性质。掌握静电平衡时导体的性质。2掌握无限大均匀带电平面产生场强的公式。掌握无限大均匀带电平面产生场强的公式。3理解极化电荷的概念。理解极化电荷的概念。4.掌握电介质中场强与原电场场强之间的关系。掌握电介质中场强与原电场场强之间的关系。5能准确理解电介质对电容器电容的影响。能准确理解电介质对电容器电容的影响。1掌握静电平衡时导体的性质掌握静电平衡时导体的性质。静电平衡条件：静电平衡条件：静电平衡：静电平衡：导体内部场强处处为零导体内部场强处处为零电场电场 电势电势导体为一等势体导体为一等势体表面场强垂直于导体表面表面场强垂直于导体表面导体表面是一个等势面导体表面是一个等势面导体中电荷的宏观定向运动终止，电导体中电荷的宏观定向运动终止，电荷分布不随时间改变。荷分布不随时间改变。2掌握无限大均匀带电平面产生场强的公式。掌握无限大均匀带电平面产生场强的公式。EE电场分布也应有面对电场分布也应有面对称性，方向沿法向。称性，方向沿法向。3理解极化电荷的概念。理解极化电荷的概念。对均匀各向同性介质：对均匀各向同性介质：内部无自由电荷的区域，仍为电中性的。内部无自由电荷的区域，仍为电中性的。或或“极化电荷极化电荷”表面出现面电荷分布，称为表面出现面电荷分布，称为“束缚电荷束缚电荷”在外电场作用下，电介质被极化极化，在外电场作用下，电介质被极化极化，4.掌握电介质中场强与原电场场强之间的关系。掌握电介质中场强与原电场场强之间的关系。-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+那么，空间任一点的合场强那么，空间任一点的合场强 应是上述两应是上述两类场强的矢量和类场强的矢量和总电场总电场极化电荷极化电荷电场电场外电场外电场5能准确理解电介质对电容器电容的影响。能准确理解电介质对电容器电容的影响。电容器的电容电容器的电容第十一章第十一章 恒定磁场恒定磁场1.能准确理解恒定磁场安培环路定理中磁感应强度能准确理解恒定磁场安培环路定理中磁感应强度的物理意义。的物理意义。2.能准确理解恒定磁场高斯定理的物理意义。能准确理解恒定磁场高斯定理的物理意义。3.掌握无限长载流直导线产生磁场的规律、掌握圆掌握无限长载流直导线产生磁场的规律、掌握圆形载流线圈在圆心处产生磁场的规律。形载流线圈在圆心处产生磁场的规律。4.理解磁场的能量属性。理解磁场的能量属性。5.能准确理解毕奥能准确理解毕奥-萨伐尔定律的意义。萨伐尔定律的意义。6.能准确理解安培力公式。能准确理解安培力公式。7.能准确理解磁力矩公式。能准确理解磁力矩公式。1.能准确理解恒定磁场安培环路定理中磁感应强度能准确理解恒定磁场安培环路定理中磁感应强度的物理意义。的物理意义。在在磁磁场场中中的的p p点点处处，电电荷荷沿沿与与磁磁场场方方向向垂垂直直的的方方向向运运动动时时所所受受到到的的磁磁力力最最大大(记记为为F Fm m)，并并且且F Fm m与与qvqv的的比比值是与值是与q q、v v无关的确定值。无关的确定值。方向：方向：小磁针平衡时小磁针平衡时N N 极的指向。极的指向。2.能准确理解恒定磁场高斯定理的物理意义。能准确理解恒定磁场高斯定理的物理意义。穿穿过过任任意意闭闭合合曲曲面面S S的的总总磁磁通通必必然然为为零零，这这就就是是磁磁场场的的高高斯斯定定理理。说说明明磁磁场场是是无无源源场场。非非保保守守力场。力场。高斯定理的积分形式3.掌握无限长载流直导线产生磁场的规律、掌握圆掌握无限长载流直导线产生磁场的规律、掌握圆形载流线圈在圆心处产生磁场的规律。形载流线圈在圆心处产生磁场的规律。IB 电流与磁感强度成电流与磁感强度成右螺旋关系右螺旋关系 无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场IBX XIRo 1）4.理解磁场的能量属性。理解磁场的能量属性。磁能密度总磁能对于均匀磁场对于均匀磁场对于非均匀磁场对于非均匀磁场 磁场是物质的一种形态，因而具有能量，能量磁场是物质的一种形态，因而具有能量，能量是储存在磁场空间中，与其他形式的能量相互转换。是储存在磁场空间中，与其他形式的能量相互转换。5.能准确理解毕奥能准确理解毕奥-萨伐尔定律的意义。萨伐尔定律的意义。电电流流元元磁磁感感应应强强度度的的矢矢量式：量式：Biot-SavartBiot-Savart定定律的积分形式律的积分形式P*整整个个载载流流导导线线磁磁感感应应强强度的矢量式：度的矢量式：6.能准确理解安培力公式。能准确理解安培力公式。电流元电流元 所受磁力为所受磁力为:Idl l对于整个载流导线所受磁力为对于整个载流导线所受磁力为:7.能准确理解磁力矩公式。能准确理解磁力矩公式。用矢量式表示磁场对线圈的力矩：用矢量式表示磁场对线圈的力矩：第十二章第十二章 磁场中的磁介质磁场中的磁介质1.能准确理解磁介质在恒定磁场中对原磁场的影响规能准确理解磁介质在恒定磁场中对原磁场的影响规律。律。2.理解磁化电流的概念。理解磁化电流的概念。抗磁质抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等铜、铋、硫、氢、银等)铁磁质铁磁质(铁、钴、镍等铁、钴、镍等)顺磁质顺磁质(锰、铬、铂、氧、氮等锰、铬、铂、氧、氮等)磁介质在外磁场中发生的上述微观过程，会磁介质在外磁场中发生的上述微观过程，会使介质内或介质表面出现宏观电流，使介质内或介质表面出现宏观电流，这个电流不是自由电子的长距离漂移运动所致，这个电流不是自由电子的长距离漂移运动所致，而是由规则排列的分子电流组成而是由规则排列的分子电流组成,称称磁化电流。磁化电流。第十三章第十三章 电磁感应电磁感应1能准确理解法拉第电磁感应定律。已知通过线圈能准确理解法拉第电磁感应定律。已知通过线圈的磁通量，会计算感应电动势。的磁通量，会计算感应电动势。2会利用计算非匀强磁场中直导体棒平动时的电动会利用计算非匀强磁场中直导体棒平动时的电动势，并会判断导体棒两端电势的高低。势，并会判断导体棒两端电势的高低。3.会计算非匀强磁场中通过线圈的磁通量和电动势。会计算非匀强磁场中通过线圈的磁通量和电动势。4会计算自感电动势。会计算自感电动势。5能准确理解互感系数的物理意义，会判断互感系能准确理解互感系数的物理意义，会判断互感系数是否为零。数是否为零。6能准确理解麦克斯韦两个假说的物理意义。能准确理解麦克斯韦两个假说的物理意义。7能准确理解麦克斯韦对电磁学的贡献。能准确理解麦克斯韦对电磁学的贡献。1能准确理解法拉第电磁感应定律。已知通过线圈能准确理解法拉第电磁感应定律。已知通过线圈的磁通量，会计算感应电动势。的磁通量，会计算感应电动势。3.会计算非匀强磁场会计算非匀强磁场中通过线圈的磁通量和电动势。中通过线圈的磁通量和电动势。一长直导线中通有交变电流一长直导线中通有交变电流 ，式中，式中I I表示表示瞬时电流，瞬时电流，I I0 0是电流振幅，是电流振幅，是角频率，是角频率，I I0 0 都是常量，都是常量，在长直导线旁平行放置一矩形线圈，线圈面积与直导线在长直导线旁平行放置一矩形线圈，线圈面积与直导线在同一平面内，已知线圈长为在同一平面内，已知线圈长为l l，宽为，宽为b b，线圈一边到直，线圈一边到直导线的距离为导线的距离为d d，求任一瞬时线圈中的电感电动势。，求任一瞬时线圈中的电感电动势。db解解:如图位于长直导线如图位于长直导线 处取处取宽为宽为 的面积元的面积元该面积元所在处磁感应强度为该面积元所在处磁感应强度为:db穿过该面积元的磁通量为穿过该面积元的磁通量为:穿过穿过矩形线圈矩形线圈的磁通量为的磁通量为:线圈中的电感电动势线圈中的电感电动势:2会利用计算非匀强磁场中直导体棒平动时的电动会利用计算非匀强磁场中直导体棒平动时的电动势，并会判断导体棒两端电势的高低。势，并会判断导体棒两端电势的高低。直导线直导线 ab 以速率以速率 沿平行于长直载流导线的方向沿平行于长直载流导线的方向运动，运动，ab 与直导线共面，且与它垂直，如图所示。与直导线共面，且与它垂直，如图所示。设直导线中的电流强度为设直导线中的电流强度为I，导线，导线 ab 长为长为L，a 端到端到直导线的距离为直导线的距离为 d，求导线，求导线 ab 中的动生电动势，并中的动生电动势，并判断哪端电势较高。判断哪端电势较高。解解 在导线在导线ab 所在的区域所在的区域,长直长直载流导线在距其载流导线在距其r 处取一线处取一线元元dr由于由于 ,表明电动势的方向由表明电动势的方向由a a 指向指向b b,b b 端电势较高。端电势较高。4会计算自感电动势。会计算自感电动势。5能准确理解互感系数的物理意义，会判断互感系能准确理解互感系数的物理意义，会判断互感系数是否为零。数是否为零。感应电动势感应电动势:互感系数互感系数，简称，简称互感互感.它们和两个回路的它们和两个回路的大小、形状、匝数以及周围磁介质的性质决定大小、形状、匝数以及周围磁介质的性质决定.理理论和试验都证实论和试验都证实,在两个回路的大小、形状、匝数在两个回路的大小、形状、匝数以及周围磁介质的都保持不变时以及周围磁介质的都保持不变时,6能准确理解麦克斯韦两个假说的物理意义。能准确理解麦克斯韦两个假说的物理意义。麦克斯韦提出的两个假设麦克斯韦提出的两个假设:1.1.位移电流假设位移电流假设:变化的电场是一种位移电流。位移电流和传导变化的电场是一种位移电流。位移电流和传导电流一样，也会在周围的空间激发磁场。电流一样，也会在周围的空间激发磁场。2.2.感生电场假设感生电场假设:当空间当空间中的磁场随时间发生变化时，就在周围中的磁场随时间发生变化时，就在周围空间激起一电场空间激起一电场感生电场感生电场(有旋电场有旋电场 )7能准确理解麦克斯韦对电磁学的贡献。能准确理解麦克斯韦对电磁学的贡献。1.1.提出位移电流和感生电场两个假设，完善了提出位移电流和感生电场两个假设，完善了宏观的电磁场理论宏观的电磁场理论 2.2.预言电磁波的存在，证明了光的电磁本质预言电磁波的存在，证明了光的电磁本质第十四章第十四章 狭义相对论狭义相对论能准确理解狭义相对论的相对性原理和光速不变原理。能准确理解狭义相对论的相对性原理和光速不变原理。能准确理解同时的相对性问题。能准确理解同时的相对性问题。能准确理解长度缩短、时钟变慢，并会进行相应的计能准确理解长度缩短、时钟变慢，并会进行相应的计算。算。掌握公式中各量的物理意义，并会进行相应的计算。掌握公式中各量的物理意义，并会进行相应的计算。能准确理解相对论中动能、动量的数学表达式。能准确理解相对论中动能、动量的数学表达式。1.准确理解狭义相对论的相对性原理和光速不变原理准确理解狭义相对论的相对性原理和光速不变原理爱因斯坦相对性原理爱因斯坦相对性原理物理学定律在所有的惯性系中都是一样的，物理学定律在所有的惯性系中都是一样的，也就是说，物理学定律与惯性系的选择无关也就是说，物理学定律与惯性系的选择无关 光速不变原理光速不变原理在任何惯性系中，光速具有相同的量值在任何惯性系中，光速具有相同的量值2.2.光在真空中沿任何方向传播速率都相等光在真空中沿任何方向传播速率都相等,为为c,c,与光源是否运动无关与光源是否运动无关,与观察者是否运动无与观察者是否运动无关关.表明表明:1.1.光在真空中的速率与惯性系的选择无关光在真空中的速率与惯性系的选择无关2.能准确理解同时的相对性问题能准确理解同时的相对性问题设设 有有A A、B B 两个事件，同时发生在两个事件，同时发生在S S系的不同地点，系的不同地点，在在S S系上哪？其时空坐标为系上哪？其时空坐标为A AB BS S 系系S S系系由由洛仑兹坐标变换式洛仑兹坐标变换式3.能准确理解长度缩短、时钟变慢，并会进行相能准确理解长度缩短、时钟变慢，并会进行相应的计算。应的计算。运动的时钟变慢运动的时钟变慢运动的长度变短运动的长度变短物体的总能量物体的总能量物体的静止能量物体的静止能量相对论的动能公式相对论的动能公式4.掌握公式掌握公式 中各量的物理意义，中各量的物理意义，并会进行相应的计算。并会进行相应的计算。5.能准确理解相对论中动能、动量的数学表达式。能准确理解相对论中动能、动量的数学表达式。质点的动量质点的动量m0为静止质量为静止质量质速关系质速关系光子、中微子、引力子光子、中微子、引力子光速是物体的极限速度。光速是物体的极限速度。第十五章第十五章 量子物理基础量子物理基础1.给定光的波长或频率，会计算光子的能量。给定光的波长或频率，会计算光子的能量。2.能准确理解光电效应发生的条件。能准确理解光电效应发生的条件。3.能准确理解光电效应和康普顿效应中光具有粒能准确理解光电效应和康普顿效应中光具有粒 子性的性质。子性的性质。4.能准确理解不确定关系。能准确理解不确定关系。5.掌握德布罗意物质波公式。掌握德布罗意物质波公式。6能准确理解量子物理中有关问题的物理思想、能准确理解量子物理中有关问题的物理思想、物理方法和物理意义。物理方法和物理意义。题型：题型：判断题（判断题（20分）分）填空题（填空题（30分）分）简答题（简答题（16分）分）计算题（计算题（34分）分）附加题（附加题（10分）分）第十五章第十五章 量子物理基础量子物理基础1.给定光的波长或频率，会计算光子的能量。给定光的波长或频率，会计算光子的能量。2.能准确理解光电效应发生的条件。能准确理解光电效应发生的条件。截止频率（红限）截止频率（红限）仅当仅当 才发生光电效应，才发生光电效应，截止频率与截止频率与材料有关材料有关与与光强无关光强无关 .3.能准确理解光电效应和康普顿效应中光具有粒能准确理解光电效应和康普顿效应中光具有粒子性的性质。子性的性质。4.能准确理解不确定关系能准确理解不确定关系称为坐标与动量的称为坐标与动量的不确定度关系不确定度关系 任何粒子的坐标和动量的不确定度总满足如任何粒子的坐标和动量的不确定度总满足如下关系下关系 物理意义：物理意义：粒子的坐标和动量不可能同时准粒子的坐标和动量不可能同时准确的确定。确的确定。5.掌握德布罗意物质波公式掌握德布罗意物质波公式 德布罗意提出德布罗意提出实物粒子实物粒子(如电子、质子等如电子、质子等)也具也具有波有波-粒二象性粒二象性:质量为质量为 ,以速度以速度 运动的粒子具有的能量为运动的粒子具有的能量为 动量为动量为 ；从波动性方面来看，它具有的波长为；从波动性方面来看，它具有的波长为 、频率为频率为 ，且它们之间的关系为：，且它们之间的关系为：Elvmnp6.能准确理解量子物理中有关问题的物理思想，能准确理解量子物理中有关问题的物理思想，物理方法和物理意义物理方法和物理意义