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轨迹和位能
在动力学中，我们还关注物 体的轨迹和位能变化，它们 对物体的运动状态和作用力 起着重要作用。
力学中的平衡与运动
1
动力学平衡
2
当物体受到多个力的作用，且这些力产
生了一个非零的合力时，物体将会产生
加速度，即动力学平衡。
3
静力平衡
当物体受到多个力的作用，且这些力平 衡时，物体将保持静止或恒定速度的直 线运动。
均衡力和运动状态
在力学中，我们还将研究均衡力 与物体的稳定性，以及如何分析 物体的运动状态、如何利用速度 与加速度等参数来描述物体的运 动。
物体的弹性形变与弹性力
胡克定律
弹性形变是物体在外力作用 下的拉伸、压缩或扭转等变 形。胡克定律则是描述弹性 形变和弹性力之间关系的基 本定律。
杨氏模量和剪切模量
电磁学基础
电磁学是研究电荷运动所带来的 电场和磁场相互关系的学科，应 用广泛，如高速列车上的磁悬浮 技术。
运动学与动力学
速度、位移与加速度
运动学是关于物体运动的基 本学科，其描述了物体的位 置、速度和加速度等基本概 念。
牛顿三定律
动力学是研究物体运动和力 的作用的学科，牛顿三定律 描述了物体的运动状态和受 力情况之间的相互关系。
为了更好地理解物体的弹性 形变，我们还需要了解一些 其他的基本概念，如杨氏模 量和切变模量等。
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科里奥利力的概念
在非惯性系中，当物体相对于非 惯性系有相对运动时，会受到科 里奥利力的作用，其方向垂直于 物体相对运动方向和非惯性系的 角速度方向。
04
动量守恒定律和能量守恒 定律
动量守恒定律
定律表述
一个系统不受外力或所受合外力为零， 则系统的总动量保持不变。
适用范围
适用于宏观低速物体，也适用于微观高 速粒子；既适用于单个物体，也适用于 多个物体组成的系统。
相互垂直的简谐振动的合成
阐述两个相互垂直的简谐振动的合成规律，介绍合振动的轨迹、旋 转矢量等概念。
机械波的产生和传播
机械波的产生
分析机械波的产生原理，包括波源、介质、波的 传播方向等要素。
机械波的传播
讨论机械波在介质中的传播规律，包括波速、波 长、频率等物理量的关系。
机械波的波动方程
介绍机械波的波动方程，包括一维波动方程和三 维波动方程，以及波动方程的求解方法。
理想气体的压强和温度公式
压强公式
理想气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，其大小与分子的平 均动能和分子数密度有关。根据气体动理论，理想气体的压强公式为p=(2/3)nε ，其中n为单位体积内的分子数，ε为每个分子的平均动能。
温度公式
理想气体的温度是分子热运动平均动能的标志。根据能量均分定理，每个分子的 平均动能与温度成正比，即ε=kT，其中k为玻尔兹曼常量。因此，理想气体的温 度公式为T=(2/3k)pV。
大学物理简谐运动课件
05
简谐运动的应用领域
物理学领域的应用
振动与波动实验
01
简谐运动是振动的基本形式之一，在物理学实验中常被用来研
究振动和波动现象，如共振、干涉和衍射等。
弦的振动
02
弦的振动是一种常见的简谐运动，在研究弦乐器的发声机制、
弦振动方程等方面有重要应用。
电磁波的发射与接收
03
在无线电通信和雷达技术中，信号的发射和接收都涉及到电磁
• 器材：弹簧振子、测量尺、计时器、数据采集器。
实验器材与步骤
01
步骤
02 1. 准备实验器材，确保弹簧振子处于静止状态。
03
2. 启动计时器，记录时间。
实验器材与步骤
1
3. 让弹簧振子开始振动，并使用测量尺测量振子 的位移。
2
4. 使用数据采集器记录振子的速度和加速度。
3
5. 重复实验若干次，以获取足够的数据。
阻尼简谐运动
阻尼简谐运动的定义
阻尼简谐运动是指振动物体受到阻尼力的作用，使得振动的幅度 逐渐减小的简谐振动。
阻尼简谐运动的特性
阻尼简谐运动具有能量耗散的特性，其振动幅度随时间而减小， 最终趋向于静止状态。
阻尼简谐运动的实例
例如，振荡器的阻尼振动，由于摩擦和空气阻力的作用，使得振 动的幅度逐渐减小。
电磁振荡的简谐运动分析
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§1.质点和质点系的动量定理 / 一、Newton第二定律的原始形式
由Newton第二定律，有
Fdt d (mv)
t2 t1
Fdt
mv2
mv1
上式中，等式左边的量是过程量，有
边的量是状态量的变化，这一关系—力的
时间累积效应具有重要的意义和应用价值。
为此，特别定义物理量来表示上式的左、
右两边。
可以看出，当物体的状态变化一定 时，作用力越大，时间越短；作用力越 小，时间越长。
§1.质点和质点系的动量定理 / 二、冲量
1、恒力的冲量
力与力的作用时间的乘积为恒力的冲量。
I F(t t0 ) Ft
2、F~t图
F
在F~ t 图曲线 下的面积为冲量。 F
曲线下的面积为：
o
S F (t t0 ) Ft
F~t图曲线下
F
的面积为冲量。
由高等数学中计 算曲线下的面积
Fi
方法，将曲线下 的面积分割成无
o
t0 t t
t
数多的矩形面积，
再求和：
n
S lim t 0 i 1
Fi t
t
t0
Fdt
为变力的冲量，即
I
t
t0
Fdt
§1.质点和质点系的动量定理 / 二、冲量
5、平均冲力
由于力是随时间变化的，当变化较快
《大学物理力学》PPT课件
0
y
加x 速度：a
l
i
mv
t0 t
dv dt
d2
r
dt2
r
加速度的方向：v变化的方向
加速度的大小：aadv d v
dt d t
★ 1个核心：r(t) ★ 4个基本量：r , r ,v ,a
★ 2个公式： v dr,a dv
dt dt
★ 两类问题：
( ( 1 2 ) ) 由 由 r a ( t ) v v r ( t a ) ((求积导分))
xx(t)
或 yy(t)
zz(t)
轨迹/ 轨道
——质点运动的痕迹
如何求轨迹？
——从运动方程中消去时间t即可
如：r ( t ) R ct i o R s s t i jn x y R R s sii n n tt 消 t x2y2 1
§1.3 位移，速度，加速度
一. 位移（displacement） 位移 —— 质点在一段时间内位置的改变。
v雨对地
v雨对人
一块塑料布即可遮雨。 v雨对地=v雨对人+v人对地(骑车)
（v ） （v） （u ）
加速度关系：在 S相对于S平动的条件下
若 u co.n 则 a a s0 ta d d u ta 0 0,有 a a
几点说明：
1.以上结论是在绝对时空观下得出的：
大学物理《电磁学》PPT课件
m B dS 0 S1
m B dS 0 S2
磁感应线是闭 合的，因此它在任 意封闭曲面的一侧 穿入，必在另一侧 全部穿出。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
作用于
运动电荷 B
产生
三、磁感应强度(Magnetic Induction)
1. 磁感应强度 B 的定义：
对比静电场场强的定义 F q0 E
将一实验电荷射入磁场，运动电荷在磁场中 会受到磁力作用。
实验表明
① Fm v
② Fm q0v sin
2
时Fm达到最大值
Fm
q0
v
θ＝0 时Fm= 0，
将Fm= 0 时的速度方向定义为 B 的方向
Fm (v, B)
定义 B Fm
q0v sin
SI单位：T（特斯拉）
Fm
B
q0
v
工程单位常用高斯（G） 1T 104 G
磁感应强度是反映磁场性质的物理量，与 引入到磁场的运动电荷无关。
运动电荷受到的磁场力为
Fm q0vB sin
写成矢量式
Fm qv B ─罗仑兹力
～0.3T
太阳表面
～10-2T
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热传导、热对流和热辐射
热传导是物体内部或物体之间直接接触时的热量传递方式；热对流是流体中热量传递的 方式；热辐射是物体通过电磁波辐射热量的方式。
热力学第一定律
热力学第一定律的表述
热力学第一定律指出，热量可以从一个物体 传递到另一个物体，也可以与机械能或其他 能量互相转换，但是在转换过程中，能量的 总量保持不变。
06
近代物理学基础
相对论基础
爱因斯坦的狭义相对论
阐述了时间膨胀、长度收缩、质能关系等基 本概念。
广义相对论
介绍了引力场、时空弯曲、黑洞等理论。
相对论的实验验证
包括迈克尔逊-莫雷实验、光速不变原理的 实验验证等。
量子力学基础
德布罗意波
阐述了物质波的概念及其与粒子性的关系。
不确定性原理
介绍了海森堡不确定性原理及其对量子测量的影响。
02
力学
质点运动学
质点的基本概念
质点是具有质量的点，是物体的一种理想化模型。在物体的大小和形 状对所研究的问题影响可忽略不计时，可将物体视为质点。
参考系和坐标系
参考系是描述物体运动时所选择的参照物，坐标系是用于定量描述物 体位置和运动状态的数学工具。
位置矢量与位移
位置矢量描述质点在空间中的位置，位移表示质点位置的变化。
量子力学的数学基础
包括波函数、薛定谔方程、算符、本征值等基本概念。
热传导是物体内部或物体之间直接接触时的热量传递方式；热对流是流体中热量传递的 方式；热辐射是物体通过电磁波辐射热量的方式。
热力学第一定律
热力学第一定律的表述
热力学第一定律指出，热量可以从一个物体 传递到另一个物体，也可以与机械能或其他 能量互相转换，但是在转换过程中，能量的 总量保持不变。
06
近代物理学基础
相对论基础
爱因斯坦的狭义相对论
阐述了时间膨胀、长度收缩、质能关系等基 本概念。
广义相对论
介绍了引力场、时空弯曲、黑洞等理论。
相对论的实验验证
包括迈克尔逊-莫雷实验、光速不变原理的 实验验证等。
量子力学基础
德布罗意波
阐述了物质波的概念及其与粒子性的关系。
不确定性原理
介绍了海森堡不确定性原理及其对量子测量的影响。
02
力学
质点运动学
质点的基本概念
质点是具有质量的点，是物体的一种理想化模型。在物体的大小和形 状对所研究的问题影响可忽略不计时，可将物体视为质点。
参考系和坐标系
参考系是描述物体运动时所选择的参照物，坐标系是用于定量描述物 体位置和运动状态的数学工具。
位置矢量与位移
位置矢量描述质点在空间中的位置，位移表示质点位置的变化。
量子力学的数学基础
包括波函数、薛定谔方程、算符、本征值等基本概念。
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目录
• 绪论 • 力学 • 热学 • 电磁学 • 光学 • 量子物理基础
绪论
01
物理学的研究对象
01
物质的基本结构
研究物质由什么基本粒子组成，以及这些粒子之间的相 互作用。
02
物质的基本性质
研究物质的宏观性质，如力学、热学、电磁学等。
03
物质的基本运动形式
研究物质在不同条件下的运动规律，如机械运动、热运 动、电磁运动等。
物理学的研究方法
观察和实验
01
通过观察自然现象和进行实验研究，获取物理现象的数据和信
息。
数学建模
02
运用数学工具对物理现象进行描述和建模，以便更深入地理解
物理规律。
理论分析
03
通过逻辑推理和演绎，对物理现象进行深入分析，揭示其内在
规律。
物理学的发展历史
古代物理学
以自然哲学为主要形式，探讨宇宙的 本质和构成。
量子力学基本原理
量子力学基本原理包括波粒二象性、测不准关系、量子态和 概率诠释等。这些原理揭示了微观世界的奇特性和规律性， 是理解量子现象的基础。
谢谢聆听
光电效应与爱因斯坦光子假设
光电效应
光电效应是指光照在物质上，引起电子从束缚状态进入自由状态，从而产生电 流的物理现象。
爱因斯坦光子假设
目录
• 绪论 • 力学 • 热学 • 电磁学 • 光学 • 量子物理基础
绪论
01
物理学的研究对象
01
物质的基本结构
研究物质由什么基本粒子组成，以及这些粒子之间的相 互作用。
02
物质的基本性质
研究物质的宏观性质，如力学、热学、电磁学等。
03
物质的基本运动形式
研究物质在不同条件下的运动规律，如机械运动、热运 动、电磁运动等。
物理学的研究方法
观察和实验
01
通过观察自然现象和进行实验研究，获取物理现象的数据和信
息。
数学建模
02
运用数学工具对物理现象进行描述和建模，以便更深入地理解
物理规律。
理论分析
03
通过逻辑推理和演绎，对物理现象进行深入分析，揭示其内在
规律。
物理学的发展历史
古代物理学
以自然哲学为主要形式，探讨宇宙的 本质和构成。
量子力学基本原理
量子力学基本原理包括波粒二象性、测不准关系、量子态和 概率诠释等。这些原理揭示了微观世界的奇特性和规律性， 是理解量子现象的基础。
谢谢聆听
光电效应与爱因斯坦光子假设
光电效应
光电效应是指光照在物质上，引起电子从束缚状态进入自由状态，从而产生电 流的物理现象。
爱因斯坦光子假设
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运动学方程
匀速直线运动、匀变速直线运动、抛体 运动、圆周运动
牛顿运动定律
牛顿第一定律
惯性定律、惯性系与非惯性系、惯性力 的概念
牛顿第三定律
作用力和反作用力的关系、牛顿第三定 律的应用
牛顿第二定律
动量定理的推导、质点系的动量定理、 变力作用下的动量定理
万有引力定律
万有引力定律的表述、引力常量的测定、 万有引力定律的应用
热力学第一定律可以应用于各种热力学过程和现象的分析，如热机的效
率、制冷机的性能、热传导和热辐射等。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律指出，不可能从单一热源取热，使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。换句话说，热力学过程总是 伴随着一些不可逆的损失。
熵和熵增加原理
熵是表示系统无序程度的物理量，熵增加原理则指出，在孤立系统中发生的任何过程，总是向着熵增加的方向进行。这意 味着自然界中的过程总是向着更加无序的方向发展。
热量的定义和性质 热量是物体之间由于温度差异而进行的能量转移。热量总 是从高温物体流向低温物体，直到两者温度相等。
热传导、热对流和热辐射 热传导是物体内部或物体之间直接接触时的热量传递方式； 热对流是流体中由于温度差异引起的热量传递；热辐射则 是通过电磁波传递热量的方式。
热力学第一定律
01
热力学第一定律的表述
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劳厄的 X 射线衍射实劳验原厄理斑图
晶体
（硫化铜）
记
录
干
X 射
板
线
衍射斑纹（劳 厄 斑）
晶体中有规那么排列的原子，可看作一个立体的光栅。原子的线度和 间距大约为10 - 10 m 数量级，根据前述可见光的光栅衍射根本原理推断， 只要 入射X 射线的波长与此数量级相当或更小些，就可能获得衍射现象。
1912年， 英国物理学 家布喇格父 子提出 X射 线在晶体上 衍射的一种 简明的理论 解释 布 喇格定律， 又称布喇格 条件。
布喇格父子
1915年布喇格父子获诺贝尔物理学奖，小布 喇格当年25岁，是历届诺贝尔奖最年轻的得主。
三维空间点阵
晶体结构中的三维空间点阵
氯化钠晶体
氯离子 Cl ＋
钠离子 Na
点阵的散射波
X 射晶体线结构中的三维外空场原子作间或用点离下子做阵中受的迫电振子动在。
晶体中的 原子或离子
晶体点阵
氯化中钠的晶每体一阵
X射线衍射 X ray diffraction
衍射现象
第一节
20-1 Huygens-Fresnel principle
惠菲原理
根据这一原理，原那么上可计算任意形状孔径的衍射问题。本章的 重点不是具体解算上述积分，而是运用该原理有关子波干预的根本思想 去分析和处理一些典型的衍射问题。
《大学物理学》PPT课件
正方向的单位矢量(恒矢量)。
i j k 1
z
a
az
o
ax x
ay
y
图1-1
a axi ay j azk a a ax2 ay2 az2
4
二.矢量的加、减法
a + b =？
b a 三角形法 a - b =？ a
b
a b c =? c
b a 多边形法
a 3i 4 j b 2i 6 j a b i 10 j
从坐标原点o指向P点的有向线段op=r 位 置
矢量，简称位矢或矢径。
z
由图1-1 可知,
r oA AB BP
•P(x,y,z)
r
i、j、k 单位矢量。
r=xi+yj+zk (1-1)
x xA
o
y
图1-1
z
C
y
B
12
位置矢量 r 的大小(即质点P到原点o的距离)为
r r
x2 y2 z2
r r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
在x轴方向的位移为
r ( x2 x1 )i
注意：坐标的增量x = x2-x1是位移，而不是路程!
16
(2)位移和路程是两个不同的概念。 位移代表位置变化，是矢量，在图1-2中，是有向
线段AB, 它的大小是| r ,即割线AB的长度。
i j k 1
z
a
az
o
ax x
ay
y
图1-1
a axi ay j azk a a ax2 ay2 az2
4
二.矢量的加、减法
a + b =？
b a 三角形法 a - b =？ a
b
a b c =? c
b a 多边形法
a 3i 4 j b 2i 6 j a b i 10 j
从坐标原点o指向P点的有向线段op=r 位 置
矢量，简称位矢或矢径。
z
由图1-1 可知,
r oA AB BP
•P(x,y,z)
r
i、j、k 单位矢量。
r=xi+yj+zk (1-1)
x xA
o
y
图1-1
z
C
y
B
12
位置矢量 r 的大小(即质点P到原点o的距离)为
r r
x2 y2 z2
r r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
在x轴方向的位移为
r ( x2 x1 )i
注意：坐标的增量x = x2-x1是位移，而不是路程!
16
(2)位移和路程是两个不同的概念。 位移代表位置变化，是矢量，在图1-2中，是有向
线段AB, 它的大小是| r ,即割线AB的长度。
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3 位置矢量（position vector of a particle）
---从参考点指向质点所在位置的有向线段
表征某时刻质 点位置的矢量, 简称位矢或矢径
r x iyjzk
r 位矢 的大小:
y
rr x2y2z2 r 位矢 的方向余弦:
cosxr
y
r
*P
zo
x
x
cosyr cosz r
z
4 运动方程（function of motion）
解 (1)质点的运动方程(或位置矢量)为:
rxiyj(4 t22 )i2 tj(m )
t 1 s:r 1 2 i 2 j(m )
t 2 s :r 2 1 i 4 4 j( m )
(2)质点在第2秒内的位移:
r r x r i2 r 1 y j x (i4 t 2y j2 )1 i i 2 2 2 tjj( (m m ))
r arccosy
r
arccosz
r
注意: (1) r s
(2) 当 t 0,li m rli m s,drd
t 0
t 0
二）质点运动的速度
1 平均速度 定义：
y （ta）r（bt+t）
质点在 t时间内, 位
移和所经历的时间的比
值称为这段时间内质点
的平均v速度。r ----（1）
大学物理学(第二版)全套PPT课件
法拉第电磁感应定律与楞次定律
法拉第电磁感应定
律
当穿过回路的磁通量发生变化时 ，回路中就会产生感应电动势， 感应电动势的大小与穿过回路的 磁通量的变化率成正比。
楞次定律
感应电流的方向总是要使感应电 流的磁场阻碍引起感应电流的磁 通量的变化。
电磁感应现象的应
用
发电机、变压器、电动机等电气 设备都是利用电磁感应原理工作 的。
卡诺循环是一种理想的可逆循环，由两个等温过程和两个绝热过程组 成。卡诺循环的效率只与高温热源和低温热源的温度有关。
07
静电场与恒定电流
电场的基本概念
电场
存在于电荷周围的特殊物质，对放入其中的电 荷有力的作用。
电场强度
描述电场强弱的物理量，用E表示，单位是N/C 或V/m。
电场线
为了形象地描述电场而引入的一系列假想的曲线，其疏密程度反映电场的强弱 。
静电感应
当导体靠近带电体时，由于电荷间的相互 作用，导体内的电荷会重新分布，使得导 体两端出现等量异号电荷的现象。
电介质的极化
电位移矢量
在外电场作用下，电介质内部正负电荷中 心发生相对位移，形成电偶极子的现象。
描述电介质极化程度的物理量，用D表示， 单位是C/m²。
恒定电流与电路基础
恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流。
刚体的定轴转动中的功与能
大学物理力学ppt课件
洛伦兹变换与质速关系
洛伦兹变换
描述不同惯性参照系之间物理量（如时间、空间坐标 等）的变换关系。
质速关系
物体质量随其速度的增加而增加，当物体接近光速时 ，其质量趋于无穷大。
动量守恒和能量守恒
在狭义相对论中，动量守恒和能量守恒依然成立，但 需要考虑质速关系对动量和能量的影响。
质能方程及其意义
01
质能方程
简谐振动及其合成
定义
物体在一定位置附近做周期性往返运动
特性
振幅、周期、频率、相位等概念
简谐振动及其合成
简谐振动的动力学方程 动力学方程的推导和解析 方程的物理意义和应用
简谐振动及其合成
不同方向、不同频率简谐 振动的合成
同方向、同频率简谐振动 的合成
简谐振动的合成
01
03 02
机械波产生与传播
生物物理力学研究进展
生物物理力学的基本概念与 原理
生物物理力学的研究对象与 方法
生物物理力学的研究进展与 未来趋势
以上内容仅供参考，具体课 件内容需要根据实际教学需 求和目标进行设计和编排。 同时，为了提高课件的质量 和效果，可以结合实际案例 、图表、动画等多种形式进 行展示和讲解。
THANKS
E=mc^2，表示物体的能量与其质量成正比，其中c为光速。
02
能量与质量的等价性
质能方程揭示了能量与质量的等价性，即能量可以转化为质量，质量也
大学物理ppt课件完整版
波动方程的应用
波动方程在物理学、工程学、地震学 等领域有广泛的应用。例如，在地震 学中，可以通过求解波动方程来预测 地震波的传播路径和强度。
光的干涉和衍射
光的干涉
当两束或多束相干光波在空间某些区域相遇时，它们的振幅会相加或相减，形成明暗相间的干涉条纹。干涉现象 是光具有波动性的重要证据之一。
光的衍射
匀速直线运动、匀变速直线运动；
曲线运动
抛体运动、圆周运动；
相对运动
参考系的选择、相对速度、相对 加速度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
惯性定律，定义了力和运动的关系；
牛顿第三定律
作用力和反作用力，大小相等、方向 相反。
牛顿第二定律
F=ma，阐述了力、质量和加速度之 间的关系；
动量守恒定律
动量的定义和计算
光电效应和爱因斯坦的光量子理论
阐述光电效应的实验现象和爱因斯坦的光量子理论。
玻尔的原子理论
介绍玻尔的原子理论及其对原子结构认识的贡献。
德布罗意波和不确定性原理
概述德布罗意波的概念和不确定性原理的物理意义。
原子核和基本粒子
原子核的组成和性质
介绍原子核的组成、大小、质量、电荷等性 质。
基本粒子的分类和性质
内能的概念
系统内所有微观粒子的动能和势能之和。
做功与热传递
改变系统内能的两种方式。
波动方程在物理学、工程学、地震学 等领域有广泛的应用。例如，在地震 学中，可以通过求解波动方程来预测 地震波的传播路径和强度。
光的干涉和衍射
光的干涉
当两束或多束相干光波在空间某些区域相遇时，它们的振幅会相加或相减，形成明暗相间的干涉条纹。干涉现象 是光具有波动性的重要证据之一。
光的衍射
匀速直线运动、匀变速直线运动；
曲线运动
抛体运动、圆周运动；
相对运动
参考系的选择、相对速度、相对 加速度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
惯性定律，定义了力和运动的关系；
牛顿第三定律
作用力和反作用力，大小相等、方向 相反。
牛顿第二定律
F=ma，阐述了力、质量和加速度之 间的关系；
动量守恒定律
动量的定义和计算
光电效应和爱因斯坦的光量子理论
阐述光电效应的实验现象和爱因斯坦的光量子理论。
玻尔的原子理论
介绍玻尔的原子理论及其对原子结构认识的贡献。
德布罗意波和不确定性原理
概述德布罗意波的概念和不确定性原理的物理意义。
原子核和基本粒子
原子核的组成和性质
介绍原子核的组成、大小、质量、电荷等性 质。
基本粒子的分类和性质
内能的概念
系统内所有微观粒子的动能和势能之和。
做功与热传递
改变系统内能的两种方式。
大学物理PPT完整全套教学课件
磁场磁感线方向磁感应强度
磁场
01
由运动电荷或电流产生的特殊物质形态。
磁感线
02
描述磁场分布的一系列曲线，其切线方向表示该点的磁场方向
。
磁感应强度
03
表示磁场强弱和方向的物理量，用B表示，单位为特斯拉（T）
。
毕奥-萨伐尔定律及其应用
毕奥-萨伐尔定律
描述电流元在空间任意点P处所激发的磁 感应强度dB的大小和方向。
能量守恒定律
能量守恒定律的表述
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从 一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
能量守恒定律的适用范围
无论是宏观世界还是微观世界，无论是低速运动还是高速运动，能量守恒定律都适用。
能量守恒定律的数学表达式
ΔE = W + Q，其中ΔE表示系统内能的增量，W表示外界对系统做的功，Q表示系统吸 收的热量。
能量转化和守恒定律的应用
机械能守恒
热力学第一定律
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动 能与势能可以互相转化，而总的机械能保 持不变。
热量可以从一个物体传递到另一个物体， 也可以与机械能或其他能量互相转化，但 是在转换过程中，能量的总值保持不变。
光电效应和康普顿效应
原子核反应和衰变
光子与电子的相互作用过程中，光子的能 量可以转化为电子的动能，同时遵守能量 守恒和动量守恒。
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2. 真空中两个电子相距为a，以相同的速度同向飞行，则它 们相互作用的库仑力与洛伦兹力大小之比为__________.
2. 真空中两个电子相距为a，以相同的速度同向飞行，则它 们相互作用的库仑力与洛伦兹力大小之比为__________.
3. 质子和α粒子质量之比为１:４ ，电量之比为1:2 ,它们的 动能相同，若将他们引进同一均匀磁场，且在垂直于磁场 的平面内作圆运动，则它们回转半径之比为: (A) 1:4 ； (C) 1:2 ； (B) 1:1 ； (D) 1: .
源自文库
则该微元两端的电势差为：
dƐi=(V×B)·dx=Vu0i/2π(x+a) dx 解得Ɛi= Vn-Vm=(Vu0i/2π)ln3
5. 一矩形导线框，以恒定的加速度a向右穿过一均匀磁场区， 的方向如图5所示，则在下列Ｉ－t图中哪一个正确地反映了 线框中电流与时间的定性关系，取逆时针方向为电流正方向。 [ ]
大学物理练习课件
张祺
3. 如图3所示，一根载流导线被 弯成半径为R的１／４圆弧，放
在磁感应强度B为的均匀磁场中，
则载流导线ab所受磁场的作用力 的大小______;方向_____.
4.如图 4所示，一条长为 0.5m的直导线沿 y 方向放置，通以沿 y 正方向的电流 I=10A ， 导线所在处的磁感应强度 则该
线方向与B垂直。当圆盘以角速度ω绕过圆心Ｏ点，且垂直于 圆盘平面的轴作逆时针旋转时，求圆盘所受磁力矩的大小和方 向。
1. 直导线载有10Ａ的电流，在距它为 a=2cm处有一电子由于运动受洛伦兹力 ,方 向如图所示，且f=1.6×10-16N，设电子在它 与ＧＥ组成的平面内运动，则电子的速率
V=_____在图中画出 的方向。
【分析】无限长直螺 线管内部磁场大小 B=μni
2. 图1所示，均匀磁场B限制在半径为Ｒ的无限长圆柱形空间内，若 磁场的变化率dB/dt为正的常数，则圆柱形空间外距轴线为r的Ｐ点的 感生电场的大小为 ：
3. 均匀磁场B局限在半径为Ｒ的无限长圆柱形空间内，有一长为R的 金属细杆ＭＮ如图2所示位置放置，若磁场变化率dB/dt=k（k为正常 数），则杆两端的电势差为UM-UN为：
向均匀磁场（如图 4 ）。有一长为２
Ｒ的导体棒在垂直磁场的平面内以速 度横扫过磁场，若磁感应强度以变化
。试求导体棒在如图所示的位置处的
感应电动势。
谢 谢
4. 如图3所示，一矩形线圈ABCD与长直 导线共面放置，长边与长直导线平行，长
l1=0.20m,宽l2=0.10m,ＡＤ边与长直导线
相距a＝0.1m，线圈共1000匝，保持线圈 不动，而在长直导线中通有交变电流A，t
以秒计算。求t＝0.01s时线圈中的感应电
动势。
6. 在半径为Ｒ的圆柱形空间存在着轴
6．试证明氢原子中的电子绕原子核作圆形轨道运动的磁矩 大小为： （式中e为电子电量的绝对值，r为轨道半径，ω为角速度）
1. 图１中三条曲线分别为顺磁质、抗磁 质和铁磁质的Ｂ－Ｈ曲线，则oa表示 ___________；ob表示__________； oc表示__________.
2. 某铁磁质的磁滞回线如图 ２所示，则图中ob（ob’）
表示__________；oc(或
oc’)表示__________。
3. 如图 3 所示，长为Ｌ的导体棒 ab 在均匀磁场 B中，绕通过Ｃ点的轴
匀速转动，角速度为 ω， ac 为 L/3,
则 Ua-Uc=_____;Ub-
Uc=_________; Ub-Ua=________.
【分析】在ac上取一个长度微元dx ，它离a点的距离为x，方向向a端。则dx 两端的电势差由动生电动势公式可求得： dƐi=(V×B)·dx =VBdx=ωBxdx 所以a 、c两端的电势差为： Va-Vc= 同理c 、b两端的电势差为： Vb-Vc=
直导线所受磁力 F=_______.
5.如图5所示，半径为Ｒ的半圆线圈ACD通有电流I2，置
于电流为I1的无限长直线电流的磁场中，直线电流I1恰过 半圆的直径，两导线相互绝缘。求半圆线圈所受到长直 线电流I1的磁力。
6.半径为R的圆盘，带有正电荷，其电荷面密度σ=kr，k是常数，
r为圆盘上一点到圆心的距离，圆盘放在一均匀磁场B中，其法
6. 如图6所示，一很长的钢管竖直放置，让一条形磁铁沿其 轴线从静止开始下落，不计空气阻力，则磁铁的运动速率： （Ａ）越来越大； （Ｂ）越来越小； （Ｃ）先增加，经一段距离后保持不变； （Ｄ）先减小，经一段距离后保持不变 ； [ ]
1. 一面积为Ｓ的平面导线回路，置于载流长螺线管中，回路的法线 与螺线管轴线平行。设长螺线管单位长度上的匝数为 n，通过的电流 为，其中 Im 和 ω为常数， t 为时间，则该导线回路中的感生电动势为 _______________.
所以a、b两点的电势差可求得： Vb-Va=
4. 如图4所示，一长为2a的细铜杆ＭＮ与载流 长直导线垂直且共面。Ｎ端距长直导线为 a ， 当铜杆以Ｖ平行长直导线移动时，则杆内出现 的 动 生 电 动 势 的 大 小 为
εi=_______________;_________端电势较高
【分析】长直导线在周围空间产生的磁场的磁感应强度为：u0i/2πr ,r为场点 离直导线的距离。方向与电流方向成右手螺旋关系。在金属杆MN处,B的方 向垂直纸面向外。在MN上取一微元dx ，它离N端的距离为x，方向向N端，
4．如图2所示，半导体薄片为Ｎ型，则a、b两点的电势差 Uab: (A)大于零； （B）等于零； （C）小于零。
5．如图3所示，一个带有电荷q的粒子，以速度V平行于一 均匀带电的长直导线运动，该导线的线电荷密度为λ，并载 有传导电流Ｉ。试问粒子要以多大的速度运动，才能使其保 持在一条与导线距离为r的平行直线上？