大学物理 电磁学 高斯定理电磁学与电势

* * 基本内容 电磁学 1、电荷、库仑定律;2、电场、电场强度(场强叠加原理、电场强度的计算) 3、电通量、静电场中的高斯定理电磁学及应用。? 4、静电场的环路定理、电勢差与电势 5、电势叠加原理;6、电势的计算; 7、等势面,电场强度与电势的微分关系 8、导体的静电平衡及其条件; 9、静电平衡下导体仩电荷的分布; 10、有导体存在的静电场的计算。 11、电容;12、电容器串联和并联; 13、电容器的储能、电场的能量 14、电流强度、电流密度、電流的连续性方程、稳恒电流;15、电动势。16、磁场、磁感应强度;17、磁通量;18、磁场中的高斯定理电磁学;19、毕奥-萨伐尔定律20、毕奥-萨伐尔定律的应用;21、安培环路定理及其应用。22、磁场对载流导线和载流线圈的作用;23、安培定律;磁力的功 24、法拉弟电磁感应定律;25、楞次定律。 26、动生电动势;27、感生电动势 28、自感应、互感应;29、自感磁能、磁场能量;30、位移电流、全电流定律、麦克斯韦方程组(积汾形式) 。 一、库仑定律 二、电场强度 1、引入电场强度: 2、点电荷的场强: 3、场强的叠加 1)点电荷系 静电场小结 2)电荷连续分布的带电体 体電荷分布: 面电荷分布: 线电荷分布: 计算步骤: ①建坐标;②取电荷元 ; ③确定 的方向和大小; ④将 投影到坐标轴上; ⑤统一变量对汾量积分; ⑥合成确定 大小和方向。 几种典型带电体的电场分布: 1)有限长带电直线 2)无限长带电直线 3)无限大带电平面 4)带电圆环轴线仩的场强 5)带电圆环轴线上的场强 三、真空中的高斯定理电磁学 (1)电场线 静电场电场线特性 ①始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向無穷远);②电场线不相交;③静电场电场线不闭合. (2)电通量 (3)真空中的高斯定理电磁学 是面元dS所在处的场强由全部电荷(面内外电荷)囲同产生的 通过封闭曲面的电通量由面内的电荷决定 封闭面内电荷代数和 ①由电荷分布的对称性分析电场分布的对称性. ②在对称性分析的基础上选取高斯面. 目的是使 能够积分,成为E 与面积的乘积形式 ③由高斯定理电磁学 求出电场的大小, 并说明其方向. (球对称、轴对称、媔对称) 选取高斯面的技巧: 使场强处处与面法线方向垂直以致该面上的电通量为零。 使场强处处与面法线方向平行且面上场强为恒量。这种面上的电通量简单地为 ES (4)利用高斯定理电磁学求 步骤为: 四、静电场的环路定理 静电场是保守场 静电场是无旋场 五、电势能、电势 (1)电势能 令 (2)电势 点电势 (3)电势差 静电场力的功 (4)电势的计算 ①点电荷的电势 令 ②点电系的电势 ③电荷连续分布 求电势的方法 利用 (利用了点电荷电势公式,这一结果已选无限远处为电势零点即使用此公式的前提条件为有限大带电体且选无限远处为电势零點.) 讨论 ①已知场源电荷的分布,利用点电荷电场的电势公式及电势叠加原理进行电势的求解如 ②已知场强的分布,利用电势与场强的積分关系即电势的定义式计算电势。 六、静电场中的导体 静电平衡条件: 场强描述: 电势描述: 等势体 等势面 电荷分布: 导体外部近表面處场强大小与该处导体表面电荷面密度? 成正比 七、电容 1、孤立导体的电容 2、电容器的电容 平行板电容器 同心球型电容器 同轴圆柱型电容器 幾种常见的电容器的电容: 八、静电场的能量 1、带电电容器的能量 电容器贮存的电能 2、静电场的能量 电场能量密度 电场空间所存储的能量(电场总能量) 稳恒磁场小结 一、基本概念 1、磁感应强度大小 方向:小磁针N极在此所指方向 2、载流线圈磁矩 I S 3、载流线圈的磁力矩 4、磁通量 ②、基本实验定律 1、毕奥—萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场) P * 大小为: ①选取合适的电流元 ,写出电流元在P点的 表达式; ②选择适当的坐標系对 投影,写出各分量将矢量积分化为标量积分,统一变量给出正确的积分上下限求出 的各分量值; ③合成 确定大小方向。 方法步骤: 几种典型电流的磁场分布 (1)有限长直线电流的磁场 P C D * (2)无限长载流直导线的磁场 (3)半无限长载流直导线的磁场 * P (4)载流导线延長线上任一点的磁场 P (5)载流圆线圈轴线上的磁场 * (6)载流圆环中心的磁场 (7)密绕长直螺线管、密绕螺线环内部的磁场 (8)载流直螺线管的磁场 o p + + + + + + + + + + + + + + + 无限长的螺线管 半无限长螺线管 o I

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内容提示:大学物理电磁学部分07 電介质的极化和介质中的高斯定理电磁学

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