电磁学要点重点总结(山东大学)
山东省考研物理学复习资料电磁学重点公式归纳
山东省考研物理学复习资料电磁学重点公式归纳山东省考研物理学复习资料 - 电磁学重点公式归纳电磁学是物理学中的重要分支,它研究电荷和电磁场的相互作用以及电磁波的传播规律。
在山东省考研中,电磁学是一个重要的考试科目,掌握电磁学的关键公式和知识点是非常重要的。
本文将为您归纳整理山东省考研物理学复习资料中的电磁学重点公式。
1. 静电场静电场是指没有时间变化的电场,其强度由库仑定律描述。
下面是一些静电场的重要公式:1.1 库仑定律库仑定律用于描述两个电荷之间的电力相互作用。
对于两个点电荷之间的相互作用力F,可以用以下公式表示:\[F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\]其中,F为电荷之间的相互作用力,k为库仑常量,q1和q2分别为两个电荷的电荷量,r为两个电荷之间的距离。
1.2 电场强度电场强度E代表单位正电荷在该点所受到的力。
对于一个点电荷产生的电场强度,可以用以下公式表示:\[E=\frac{{k \cdot q}}{{r^2}}\]其中,E为电场强度,k为库仑常量,q为点电荷的电荷量,r为距离点电荷的距离。
1.3 电场能电场能描述了电场对电荷所做的功。
对于静电场中的电场能,可以用以下公式表示:\[W=\frac{1}{2}\cdot\frac{k(q^2)}{r}\]其中,W为电场能,k为库仑常量,q为电荷量,r为距离电荷的距离。
2. 磁场磁场是指磁荷(电流)产生的一种物理现象,它包围在电流周围,并通过磁感线表示。
下面是一些磁场的重要公式:2.1 洛伦兹力洛伦兹力描述了磁场对带电粒子(电流)的作用力。
对于在磁场中的带电粒子所受到的洛伦兹力F,可以用以下公式表示:\[F = q \cdot (v \times B)\]其中,F为洛伦兹力,q为带电粒子的电荷量,v为带电粒子的速度矢量,B为磁场强度矢量。
2.2 磁场强度磁场强度H描述了单位电流产生的磁场强度,它与电流I和磁场强度B之间存在一定的关系。
大一电磁学知识点总结
大一电磁学知识点总结电磁学是物理学中的一个重要分支,它研究电荷和电流之间的相互作用及其产生的电磁力现象。
本文将对大一电磁学涉及的一些重要知识点进行总结和概述。
一、电场与静电力在电磁学中,电场是一个重要的概念。
电荷在空间中产生电场,并对其他电荷施加静电力。
根据库仑定律,两个电荷之间的静电力与它们之间的距离成反比,与电荷的大小成正比。
静电力的方向沿着两个电荷之间的直线,满足叠加原理。
二、电场强度与电势电场强度描述单位正电荷所受到的力,是一个向量量。
电场强度的方向与电荷的正负性质有关。
电势是描述电场能量分布情况的物理量,可以理解为单位正电荷静止在某一位置上时所具有的能量。
电势的计算公式为电势差除以单位正电荷的电荷量。
根据电势与电场强度的关系,电势梯度可以解释为电场强度的负梯度。
三、高斯定理高斯定理是电磁学中一个基本而重要的定理。
它表明,通过任意闭合曲面的电场通量与闭合曲面所包围的总电荷量成正比。
这个定理可以用来简化一些电场计算问题,特别是对具有某种对称性的场情况下。
四、电场能与电介质电场中存在电势能,描述了电场对电荷进行功的能力。
对于电介质而言,由于分子或原子内部的正负电荷分布不均匀,使得电介质内产生极化,导致电场能量在电介质中储存。
电介质的性质可以通过介电常数来描述,介电常数越大,电介质在电场中的极化程度越强。
五、磁场与电磁感应和电场类似,磁场也是一个重要的概念。
电流和电荷运动可以产生磁场。
根据比奥-萨伐尔定律,电流元产生的磁场对于距离电流元很近的位置而言,其大小与距离成反比。
磁场是一个矢量,其方向满足右手定则。
电磁感应是指当磁场变化时,会在回路中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁场变化率成正比。
六、安培定律与电磁场安培定律描述了电流元产生的磁场对于距离电流元很远的位置而言,其大小与电流元的大小和距离成正比。
根据安培定律,可以计算通过闭合曲面的总电流。
电磁场是电场和磁场的联合体现,它们互相影响,同时也受到电荷和电流的影响。
山东省考研物理复习资料电磁学重点知识点汇总
山东省考研物理复习资料电磁学重点知识点汇总电磁学是物理学中的重要分支,研究电荷和电流产生的电场和磁场之间的相互作用。
在山东省考研物理复习中,电磁学是一个必备的知识点。
本文将为大家汇总山东省考研物理复习资料中的电磁学重点知识点。
一、静电场1. 库仑定律:描述电荷之间的相互作用力,数学表达式为F= k|q1q2| / r^2,其中F为电荷之间的作用力,k为库仑常数,q1和q2为两个电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。
2. 电场强度:描述单位正电荷在某点所受的力的大小和方向,数学表达式为E=F/q,其中E为电场强度,F为力的大小,q为单位正电荷。
3. 电场线:用于表示电场的方向和分布,电场线从正电荷指向负电荷。
4. 高斯定理:描述电场通量与电荷之间的关系,数学表达式为∮E·dA= q(/ε0),其中∮ E·dA为电场通量,q为包围在曲面内的总电荷数目,ε0为真空中的介电常数。
二、静磁场1. 安培定律:描述电流元之间相互作用的力,数学表达式为dF=μ0I1I2dl1 × dl2 / 4πr^2,其中dF为单位电流元之间的作用力,μ0为真空中的磁导率,I1和I2为两个电流的大小,dl1和dl2为两个电流元长度的微小位移。
2. 磁场强度:描述单位正电流元在某点所受的力的大小和方向,数学表达式为B= dF/dlI,其中B为磁场强度,dF为单位电流元所受的力,dlI为电流元的长度。
3. 奥伦尼克定律:描述通过闭合线的总电流与线圈所围成的区域内的磁场之间的关系,数学表达式为∮ B·dlI= μ0I,其中∮ B·dlI为穿过闭合线的磁感应强度,I为线圈内的总电流。
4. 毕奥-萨伐尔定律:描述电流元在其周围产生的磁场,数学表达式为dB= μ0 / 4π * I * dL × r / r^3,其中dB为单位电流元在某点产生的磁感应强度,μ0为真空中的磁导率,I为电流元的大小,dL为电流元长度的微小位移,r为距离电流元的距离。
山东省考研物理学复习资料电磁学重要公式整理
山东省考研物理学复习资料电磁学重要公式整理电磁学是物理学中重要的分支之一,研究电荷、电场、磁场等与电磁力相关的现象。
在山东省考研物理学复习中,电磁学是一个重点和难点,理解和掌握电磁学的重要公式对于顺利通过考试至关重要。
本文将对山东省考研物理学复习中电磁学的重要公式进行整理。
1. 库仑定律库仑定律是描述两个点电荷之间相互作用力的公式。
根据库仑定律,两个点电荷之间的相互作用力正比于它们之间的距离的平方,反比于它们之间的电荷乘积。
公式如下:F = k * |q1 * q2| / r²其中,F为电荷之间的相互作用力,k为库仑常量,q1和q2为两个电荷的电荷量,r为两个电荷之间的距离。
2. 电场强度电场强度描述了单位正电荷所受到的力。
电场强度的公式如下:E =F / q其中,E为电场强度,F为电荷所受到的力,q为电荷量。
3. 电势能电势能是描述电荷与电场相互作用所具有的能量。
电势能的公式如下:U = q * V其中,U为电势能,q为电荷量,V为电势。
4. 电通量电通量描述了电场通过一个平面的量。
电通量的公式如下:Φ = E * A * cosθ其中,Φ为电通量,E为电场强度,A为通过平面的面积,θ为电场方向与平面法线的夹角。
5. 磁场强度磁场强度描述了单位电荷运动所受到的力。
磁场强度的公式如下:H = F / q其中,H为磁场强度,F为电荷所受到的力,q为电荷量。
6. 毕奥-萨伐尔定律毕奥-萨伐尔定律是描述电流元产生的磁场的公式。
根据此定律,电流元产生的磁场强度正比于电流元和点观察位置之间的连线的矢量积与连线的距离的乘积。
公式如下:B = μ0 * (I * dl) × r / (4π * R³)其中,B为磁场强度,μ0为真空中的磁导率,I为电流元,dl为电流元的长度,r为电流元和观察点位置之间的连线,R为表示该连线的长度。
7. 电感系数电感系数描述了线圈在单位电流下所产生的磁通量。
大一电磁学期末知识点
大一电磁学期末知识点电磁学是物理学中非常重要的一门学科,它研究电荷和电流之间的相互作用及其所产生的电磁场。
在大一学期末考试中,电磁学的知识点通常是重点考察内容之一。
下面将对大一电磁学期末的知识点进行整理和归纳。
第一部分:电场和静电学1. 电荷和电场- 电荷的性质和单位- 电场的定义和性质- 电场的叠加原理2. 高斯定理- 高斯定理的表述和应用- 电场的均匀场和点电荷的电场3. 电势和电势能- 电势的定义和计算方法- 不同电荷分布情况下的电势 - 电势能和势能差4. 电场与导体- 导体内的电场分布- 导体表面的电势分布- 引入静电屏蔽和法拉第笼 - 导体中的电荷分布第二部分:电流和磁场1. 电流和电流密度- 电流的定义和计算方法- 电流密度和电荷守恒定律2. 安培环路定理- 安培环路定理的表述和应用- 直导线和螺线管的磁场3. 毕奥-萨伐尔定律- 毕奥-萨伐尔定律的表述和应用- 直导线和螺线管的磁场计算4. 洛伦兹力和电磁感应- 洛伦兹力和磁场力的计算- 长直导线和平面螺线管中的电磁感应 - 法拉第电磁感应定律第三部分:电磁波和光学1. 麦克斯韦方程组- 麦克斯韦方程组的形式和含义- 麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式 - 麦克斯韦方程组的推导和应用2. 电磁波- 电磁波的性质和传播特点- 平面电磁波和球面电磁波3. 光的干涉和衍射- 干涉和衍射的定义和条件- 杨氏双缝干涉和杨氏单缝衍射- 光栅的干涉和衍射4. 偏光和光的反射与折射- 偏振光的产生和特点- 光的反射定律和折射定律的推导和应用第四部分:电磁场中的电荷和电流运动1. 洛伦兹力和电磁场中的粒子运动- 洛伦兹力的表达式和性质- 电磁场中带电粒子的运动轨迹2. 电磁场中的电荷和电流的自感和互感- 电感和自感的概念和计算- 互感的概念和计算- 变压器的工作原理和应用3. 电磁波的发射和接收- 辐射电磁波的条件和原理- 天线的原理和特点- 无线电和微波的发射和接收技术以上就是大一电磁学期末的知识点的整理和归纳。
山东省考研物理学复习资料电磁学重难点知识点解析与例题讲解
山东省考研物理学复习资料电磁学重难点知识点解析与例题讲解电磁学作为物理学的重要分支,是山东省考研物理学考试中的重点内容之一。
为了帮助考生更好地复习电磁学知识,本文将针对电磁学中的重难点知识点进行解析,并通过例题讲解的方式加深理解。
一、电磁学的基础概念电磁学是研究电荷和电流以及它们之间的相互作用的学科。
它主要包括静电学、电流学、恒定电流学和电磁波学等内容。
在复习电磁学时,首先需要掌握电磁学的基础概念,例如电场、电势、电荷、电流等。
理解这些基本概念对于后续的学习和解题非常重要。
二、电场与电势电场是指电荷周围的物理量,它描述了电荷对于其他电荷的作用力。
电场的计算可以通过库仑定律进行,库仑定律表达了两个点电荷之间作用力的大小与距离的关系。
电势是指单位正电荷在电场中所具有的势能,是描述电场的另一个重要物理量。
电势的计算可以通过电势差的概念来进行,电势差等于单位正电荷在电场中从一个点到另一个点所做的功。
三、电荷守恒定律与高斯定律电荷守恒定律是描述孤立系统总电荷守恒的定律,即任何一个封闭系统的总电荷在任何时刻都保持不变。
高斯定律是电磁学中的一个重要定律,它描述了电场与电荷在空间分布上的关系。
通过应用高斯定律,我们可以计算出由不同电荷分布所产生的电场。
四、电流与电阻电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量,通常用安培(A)表示。
电流的计算可以通过欧姆定律进行,欧姆定律表达了电流、电压和电阻之间的关系。
电阻则是导体对电流流动的阻碍程度,在电路中起到了重要的作用。
五、电磁感应与电磁波电磁感应是指导体中的磁场发生变化时,会在导体中产生感应电动势的现象。
这种现象是电磁感应定律的基础。
电磁波是指电场和磁场相互作用而形成的波动现象,它是电磁学的重要内容之一。
掌握电磁感应和电磁波的相关知识对于解题和理解电磁学概念非常关键。
六、例题讲解通过例题讲解的方式,可以加深对电磁学知识的理解和掌握。
本文将根据考研物理学的要求,选取一些典型的电磁学习题进行讲解,帮助考生更好地应对考试。
【精品】大学物理电磁学部分总结
【精品】大学物理电磁学部分总结一、电磁学及其应用电磁学是研究电场、磁场、电动势与磁动势及其作用之门门学科:它在物理学上,研究电场、磁场、电动势及磁动势的形成、传播、作用机理;在材料学上,研究材料对电场和磁场的反应和作用;在工程学上,研究电场和磁场的合理利用以及它们自身的特性及其应用。
有研究显示,电磁学对人类生活和工作的影响巨大,它提供了许多用于获得信息、控制运动和传输电能的重要原理和方法。
例如,电磁学的开发应用给电信、电子学和计算机领域做出了巨大的贡献,无射线电流可以轻松完成国内外大量的电子、电信设备的远程监控、远程控制和数据传输的任务,使得人类的文明水平进步得更《快捷》。
此外,电子探测、电磁遥感、电磁断层成像及其它用电磁APP于诊断、治疗服务深受人们青睐,极大拓宽了电医学领域的应用范围,为止去贴旷日持久病、遗传病和精神分装病等疾病做出了很大贡献,对于促进人们健康发挥了重要作用。
二、电磁定律电磁学的基础是电磁场牵涉到的电磁定律,电磁学的发展就是建立及应用这些定律的过程。
1、定义电流《电磁学》的第一个定律是定义电流——电流由分布在载体中的电荷发生。
因此,电流可以看作是移动电荷的流动。
2、定义磁感应《电磁学》的第二个定律是定义磁感应——当电流发生变化时,它会产生磁感应。
即在一点处,磁感应是各种特性的函数,其中包括向量旋度,微分曲率,曲率的偏度等。
它的结果可以用磁场的方法来换算得出。
《电磁学》的第三个定律是定义电动势——电动势是由一个点到另一个点的电场的差值。
此外,电动势可表示为电场的瞬时变化,也可以由电场各种特性做出推断。
4、定义磁动势三、电磁场定义及性质电磁场可以定义为比特拉斯尼埃变量,由电场、磁场和电磁能量流组成。
空间内任何一点都有一个电磁场,这个电磁场会影响任何物质和能量的运动。
它具有电势、磁势和动量,施加在物体上释放出电动势或磁动势,因此对物体有力和功能都会产生影响。
除了以上性质之外,电磁场还具有强大的能量存储能力,它们不仅能够激发电磁波,而且能够将我们辛苦的获得的能量保存起来,使得电磁场成为一个重要的能源来源,广大应用中。
大一物理电磁学知识点总结
大一物理电磁学知识点总结电磁学是物理学中非常重要的一个分支,它研究电荷与电荷之间以及电荷与磁场之间的相互作用。
对于大一学生来说,学习电磁学是物理学习的重要组成部分。
下面我将对大一物理电磁学的知识点进行总结。
1. 静电学静电学研究的是静止的电荷之间的相互作用。
在静电学中,有几个重要的概念需要掌握。
首先是电荷,电荷的大小用库仑(C)为单位表示。
当两个相同电荷之间存在斥力,而两个不同电荷之间存在引力。
其次是库仑定律,库仑定律给出了两个电荷之间的相互作用力的大小与它们之间的距离的平方成反比。
最后是电场,电场是由电荷所产生的一种物理量,电场的强度可以用电场力除以电荷的大小来表示。
2. 电场电场是一个重要的物理概念,在电磁学中应用广泛。
电场可以用来描述在某一点受力的电荷所受到的力的大小和方向。
电场的强度可以用电场线来表示,电场线的密度表示电场的强弱,而电场线的方向表示电场力的方向。
电场力的计算可以通过库仑定律和电场的定义公式来进行。
电场还有一个重要的性质是电场是保守场,即沿闭合回路的环路积分为零。
3. 电势电势是另一个与电场紧密相关的物理概念。
电势可以理解为单位正电荷在电场中所具有的势能。
电势的计算可以通过电势差和电场强度的乘积来进行。
电势差可以通过静电场的定义公式来计算。
在静电场中,电势差沿着闭合回路的环路积分始终为零。
电势的单位是伏特(V)。
4. 磁场磁场是由电流所产生的一种物理现象。
电流是电荷的移动,带有电荷的物体电流称为直流,没有电荷的物体电流称为交流。
磁场的强度可以通过比奥萨伐定律进行计算。
比奥萨伐定律给出了电流元所产生的磁场的大小和方向。
磁场的单位是特斯拉(T)。
磁场力是由电荷在磁场中所受到的力。
洛伦兹力是由带电粒子在磁场中所受到的力。
5. 电磁感应电磁感应是电磁学中的一个重要概念。
电磁感应是指通过磁场的变化而产生电流。
法拉第定律描述了电磁感应的原理。
根据法拉第定律,当磁场的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势,进而产生电流。
大学物理电磁学总结
大学物理电磁学总结电磁学是学习中的一门重要课程,它探究了电场和磁场的性质与相互关系。
电磁学的研究涉及到电荷、电流、电磁感应和电磁波等内容。
本文将对电磁学进行总结。
一、电场与电势电场是指存在电荷周围的一种物理性质,它表征了电荷对周围空间的影响力。
电场的单位为牛顿/库仑。
在电场中,电荷所受到的力与电场强度成正比。
根据库仑定律,电场强度的大小与电荷之间的距离的平方成反比。
电势是指在电场中电荷所具有的能量状态,也可以理解为单位正电荷在电场中所具有的电位能。
电势的单位为伏特。
根据电势的定义,电势差等于电场强度与电荷之间的距离的乘积。
二、高斯定律高斯定律描述了一个封闭曲面上电场的总通量与这个曲面内外电荷的关系。
根据高斯定律,如果曲面内没有电荷,那么曲面上的电场总通量等于零;若曲面内有电荷,曲面上的电场总通量等于曲面内的电荷除以ε₀,其中ε₀是真空中的介电常数。
高斯定律的应用领域非常广泛。
例如,在分析电容器时,可以利用高斯定律将静电场通量与电容器的电荷和电压相关联。
三、安培定律安培定律描述了电流与磁场的关系。
根据安培定律,电流所产生的磁场的环路积分等于与这个环路内电流的总和成正比。
安培定律对于理解电磁感应现象和电磁感应定律具有重要意义。
四、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了导体中感应电动势的大小与导体内外磁场的变化率有关。
根据该定律,当磁场的变化率较大时,感应电动势也较大。
电磁感应现象的应用领域非常广泛,例如发电机和变压器等。
五、电磁波电磁波是指电场和磁场以垂直于传播方向的正交波动形式传播的电磁辐射。
电磁波包括可见光、无线电波、微波等。
根据电磁辐射的频率不同,电磁波可以被分为不同的频段,例如射频、中频、高频等。
电磁波的传播速度为光速,即3×10^8米/秒。
光的干涉、衍射以及偏振等现象都可以通过电磁波的特性解释。
六、电磁学的应用电磁学的研究不仅仅局限于学术领域,它在现实生活和工程技术中有着广泛的应用。
山东省考研物理学复习资料电磁学重点公式速记
山东省考研物理学复习资料电磁学重点公式速记电磁学是物理学中的重要分支,它研究电荷之间相互作用产生的电场和磁场以及它们的相互关系。
在山东省考研物理学的复习中,掌握电磁学的重点公式是非常关键的。
本文将为大家分享一些电磁学的重点公式速记,以助于复习备考。
一、电场和电荷1. 库仑定律F = k * |q1 * q2| / r^2其中F表示两个电荷之间的电力,q1和q2分别表示这两个电荷的大小,r表示它们之间的距离,而k为电磁力常量。
2. 电场的定义E =F / q其中E表示电场强度,F表示电荷所受到的电力,q表示电荷的大小。
3. 电势能差ΔV = Vb - Va其中ΔV表示电势能差,Vb和Va分别表示两个位置的电势。
二、磁场和电流1. 洛伦兹力F = q * v * B * sinθ其中F表示洛伦兹力,q表示电荷的大小,v表示电荷的速度,B表示磁场的强度,θ为运动方向与磁场方向的夹角。
2. 安培环路定理∮B * dl = μ0 * I其中∮B * dl表示磁感应强度B沿闭合曲线的线积分,μ0为真空中的磁导率,I表示通过闭合曲线的电流。
3. 洛伦兹力密度f = J * B其中f表示洛伦兹力密度,J表示电流密度,B表示磁感应强度。
三、电磁感应和电磁波1. 法拉第电磁感应定律ε = -dΦ / dt其中ε表示感应电动势,dΦ表示磁通量的变化率,dt表示时间的变化。
2. 麦克斯韦-安培定律∮B * dl = μ0 * (I + ε0 * dΦe / dt)其中∮B * dl表示磁感应强度B沿闭合曲线的线积分,μ0为真空中的磁导率,I表示通过闭合曲线的电流,ε0为真空中的电介质常数,dΦe表示电通量的变化率。
3. 麦克斯韦方程组∇ × E = -dB / dt∇ × B = μ0 * (J + ε0 * dE / dt)其中∇ × E表示电场的旋度,-dB / dt表示磁场的变化率,∇ × B表示磁场的旋度,J表示电流密度,ε0为真空中的电介质常数,dE表示电场的变化率。
大学物理电磁学知识点总结
大学物理电磁学总结一、三大定律库仑定律:在真空中,两个静止的点电荷q1 和q2 之间的静电相互作用力与这两个点电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
uuu r q q ur F21 = k 1 2 2 er rur u r 高斯定理:a) 静电场:Φ e = E d S = ∫s∑qiiε0(真空中)b) 稳恒磁场:Φ m =u u r r Bd S = 0 ∫s环路定理:a) 静电场的环路定理:b) 安培环路定理:二、对比总结电与磁∫Lur r L E dl = 0 ∫ ur r B dl = 0 ∑ I i (真空中)L电磁学静电场稳恒磁场稳恒磁场电场强度:E磁感应强度:B 定义:B =ur ur F 定义:E = (N/C) q0基本计算方法:1、点电荷电场强度:E =ur r u r dF (d F = Idl × B )(T) Idl sin θ方向:沿该点处静止小磁针的N 极指向。
基本计算方法:urq ur er 4πε 0 r 2 1r ur u Idl × e r 0 r 1、毕奥-萨伐尔定律:d B = 2 4π r2、连续分布的电流元的磁场强度:2、电场强度叠加原理:ur n ur 1 E = ∑ Ei = 4πε 0 i =1r qi uu eri ∑ r2 i =1 inr ur u r u r 0 Idl × er B = ∫dB = ∫ 4π r 23、安培环路定理(后面介绍)4、通过磁通量解得(后面介绍)3、连续分布电荷的电场强度:ur ρ dV ur E=∫ e v 4πε r 2 r 0 ur σ dS ur ur λ dl ur E=∫ er , E = ∫ e s 4πε r 2 l 4πε r 2 r 0 04、高斯定理(后面介绍)5、通过电势解得(后面介绍)几种常见的带电体的电场强度公式:几种常见的磁感应强度公式:1、无限长直载流导线外:B = 2、圆电流圆心处:B = 3、圆电流轴线上:B =ur 1、点电荷:E =q ur er 4πε 0 r 2 10 I2R0 I 2π r2、均匀带电圆环轴线上一点:ur E=r qx i 2 2 32 4πε 0 ( R + x )R 2 IN 2 ( x 2 + R 2 )3 21 0α 23、均匀带电无限大平面:E =σ 2ε 0(N 为线圈匝数)4、无限大均匀载流平面:B =4、均匀带电球壳:E = 0( r < R )(α 是流过单位宽度的电流)ur E=q ur er (r > R ) 4πε 0 r 25、无限长密绕直螺线管内部:B = 0 nI (n 是单位长度上的线圈匝数)6、一段载流圆弧线在圆心处:B = (是弧度角,以弧度为单位)7、圆盘圆心处:B =r ur qr (r < R) 5、均匀带电球体:E = 4πε 0 R 3 ur E= q 4πε 0 r ur er (r > R ) 20 I 4π R0σω R2(σ 是圆盘电荷面密度,ω 圆盘转动的角速度)6、无限长直导线:E =λ 2πε 0 x λ 0(r > R ) 2πε 0 r7、无限长直圆柱体:E =E=λr (r < R) 4πε 0 R 2电场强度通量:N·m2·c-1)(磁通量:wb)(sΦ e = ∫ d Φ e = ∫ E cos θ dS = ∫s sur u r E d S通量u u r r Φ m = ∫ d Φ m = ∫ Bd S = ∫ B cos θ dS s s s若为闭合曲面:Φ e =∫sur u r E d S若为闭合曲面:u u r r Φ m = Bd S = B cos θ dS ∫ ∫s s均匀电场通过闭合曲面的通量为零。
大学物理电磁学知识点
大学物理电磁学知识点物理电磁学是物理学的一门重要分支,研究电磁力及其相互作用的现象和规律。
以下是大学物理电磁学的一些主要知识点:1.电场和电荷:电场是由电荷产生的,通过电场中的电荷之间的相互作用来描述电荷之间的力。
电荷分为正电荷和负电荷,同性电荷相斥,异性电荷相吸。
2.高斯定理:高斯定理是电场的一个重要性质,它描述了电场通量通过任何闭合曲面的总和与该曲面内的电荷量之间的关系。
即电场通量等于包围在闭合曲面内的电荷的总和的1/ε0倍(ε0为真空介电常数)。
3.电势:电势是描述电场中电荷的位置所具有的属性,用来描述电荷在电场中的状态和能量。
电势的单位是伏特。
电势差是指电势的差异,表示两点之间移动单位正电荷所需的能量。
4.电场强度:电场强度描述了电场中的力的大小和方向,在电荷附近的任意一点,电场强度的方向是从正电荷向负电荷方向,大小与距离平方成反比。
5.电荷的分布:电荷在不同情况下的分布形式不同,可以是点电荷、线电荷、面电荷或体电荷。
6.静电场:静电场是指电荷分布不随时间变化的电场,可以通过库仑定律来描述。
库仑定律描述了两个点电荷之间的电场强度和电势能之间的关系。
7.电介质:电介质是一种介质,具有不良导电性,可以极大地改变电场的分布,如绝缘体和电容器中的介质。
8.安培定律:安培定律描述了通过一个闭合回路的电流与围绕该回路的磁场之间的关系。
根据安培定律,磁场的强度与电流成正比,与回路周长成反比。
9.磁感应强度:磁感应强度是描述磁场的一种性质,它表示单位面积内磁场通过的磁感线数量。
磁感应强度的单位是特斯拉。
10.法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律描述了磁场变化时感生电动势的大小和方向。
当磁感线与回路交替或相对运动时,感生电动势将产生。
11.楞次定律:楞次定律描述了电流和磁场之间的相互作用,它表明感生电动势的方向总是使产生感生电动势的磁场的变化减弱。
12.麦克斯韦方程组:麦克斯韦方程组是描述电磁场的四个基本方程,包括高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培定律和法拉第定律。
电磁学知识总结重要知识点
电磁学知识总结重要知识点电磁学是研究电和磁的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。
那么你对电磁学知识了解多少呢?以下是由店铺整理关于电磁学知识总结的内容,希望大家喜欢!(一)电磁学知识总结——直流电路1、电流的定义:I =(微观表示: I=nesv,n为单位体积内的电荷数)2、电阻定律:R=ρ(电阻率ρ只与导体材料性质和温度有关,与导体横截面积和长度无关)3、电阻串联、并联:串联:R=R1+R2+R3 +……+Rn并联:两个电阻并联:R=4、欧姆定律:(1)部分电路欧姆定律:U=IR(2)闭合电路欧姆定律:I =路端电压:U = -I r= IR电源热功率:电源效率:(3)电功和电功率:电功:W=IUt 电热:Q= 电功率:P=IU对于纯电阻电路:W=IUt= P=IU =对于非纯电阻电路:W=Iut P=IU(4)电池组的串联:每节电池电动势为`内阻为,n节电池串联时:(二)电磁学知识总结——电场1、电场的力的性质:电场强度:(定义式)E = (q 为试探电荷,场强的大小与q无关)点电荷电场的场强:E= (注意场强的矢量性)2、电场的能的性质:电势差:U = (或 W = U q )UAB = φA - φB电场力做功与电势能变化的关系:U = - W3、匀强电场中场强跟电势差的关系: E =(d 为沿场强方向的距离)4、带电粒子在电场中的运动:加速:Uq =mv2②偏转:运动分解:x= vot;vx = vo;y =a t2 ; vy= a t(三)电磁学知识总结——磁场几种典型的磁场:通电直导线、通电螺线管、环形电流、地磁场的磁场分布。
磁场对通电导线的作用(安培力):F = BIL (要求B⊥I,力的方向由左手定则判定;若B∥I,则力的大小为零)磁场对运动电荷的作用(洛仑兹力): F = qvB (要求v⊥B, 力的方向也是由左手定则判定,但四指必须指向正电荷的运动方向;若B∥v,则力的大小为零)带电粒子在磁场中运动:当带电粒子垂直射入匀强磁场时,洛仑兹力提供向心力,带电粒子做匀速圆周运动。
山东省考研物理学复习资料电磁学基础知识点总结
山东省考研物理学复习资料电磁学基础知识点总结山东省考研物理学复习资料:电磁学基础知识点总结电磁学是物理学的重要分支,研究电荷和电磁场之间的相互作用。
在山东省考研物理学复习中,电磁学是一个基础并且重要的考点。
本文将对电磁学的基础知识点进行总结,以帮助考生更好地备考。
一、电场与电势电场是指在空间内改变了物体电荷分布的区域,具有一定的物理性质。
电势是电场中的一种物理量,用于描述电场对电荷的作用力。
1.1 电场的概念与性质电场由电荷引起,可分为正电荷和负电荷两种。
电场的性质包括电势能与电场强度。
1.1.1 电势能电势能是电荷在电场中的位能,表示为E。
电势能的大小与电荷的量、位置以及电场中的电势有关。
1.1.2 电场强度电场强度描述电场对单位正电荷的作用力,表示为E。
电场强度的大小与电荷的量、位置以及电场中的电势有关。
1.2 电势与电势差电势是描述电场中某一点的物理量,表示为V。
电势差表示在两个不同点之间的电势差异,用ΔV表示。
二、电荷的分布电荷的分布是电磁学中的重要知识点,涉及到导体、电介质和真空中的电荷分布。
2.1 导体中的电荷分布导体中的电荷分布是均匀的,且在导体内部不存在电场,电场仅存在于导体的表面。
2.2 电介质中的电荷分布电介质中的电荷分布是非均匀的,电介质具有极化现象,使电场在电介质中发生改变。
2.3 真空中的电荷分布真空中不存在任何电荷分布,电场只存在于电荷周围。
三、电流与电路电流和电路是电磁学中重要的概念,涉及到电荷的流动和电路的特性。
3.1 电流的定义电流是电荷在单位时间内通过某一截面的数量,用I表示,单位是安培(A)。
3.2 电路的基本元件电路由电源、导线和负载组成。
电源提供电势差,导线用于连接电路元件,负载用于消耗电能。
3.3 电路的基本规律欧姆定律是电路中最基本的规律,描述了电流、电阻和电压之间的关系。
其表达式为U=RI,其中U表示电压,R表示电阻,I表示电流。
四、磁场与磁感应磁场和磁感应是电磁学中重要的内容,涉及到电流和磁场之间的相互作用。
电磁学复习总结(知识点)
电磁学复习总结(知识点)电磁学复总结(知识点)知识点1: 电荷和电场- 电荷是基本粒子的属性,可能为正电荷或负电荷。
- 电场是由电荷产生的力场,它描述了在某一点周围的电荷受到的力。
知识点2: 高斯定律- 高斯定律是电磁学中的重要定律,描述了电场通过一个封闭曲面的总通量与该曲面内的电荷之间的关系。
知识点3: 电势和电势能- 电势是电场在某一点的势能大小,与正电荷的势能增加和负电荷的势能减少相关。
- 电势能是电荷在电场中具有的能量,可以通过电势差来计算。
知识点4: 静电场中的电场分布- 静电场中的电场分布可通过库仑定律计算。
- 静电场中的电场线是指示电场方向的线条,其切线方向为电场的方向。
知识点5: 电容和电- 电容是描述电储存电荷能力的物理量。
- 电是由两个导体之间存在的绝缘介质隔开的装置,用于储存电荷。
知识点6: 电流和电阻- 电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量。
- 电阻是导体对电流的阻碍程度,可通过欧姆定律计算。
知识点7: 磁场和磁感应强度- 磁场是由电流产生的力场,描述了电流受到的力。
- 磁感应强度是描述磁场强度的物理量,可通过安培定律计算。
知识点8: 磁场中的磁场分布- 磁场中的磁力线是指示磁场方向的线条,其切线方向为磁场的方向。
- 安培环路定律描述了磁场中磁场强度沿闭合路径的总和为零。
知识点9: 电磁感应和法拉第定律- 电磁感应是指磁场与闭合线圈之间产生的感应电动势。
- 法拉第定律描述了感应电动势与磁场变化速率和线圈导线的关系。
知识点10: 自感和互感- 自感是指电流变化时产生的感应电动势。
- 互感是指两个线圈之间产生的相互感应电势。
知识点11: 交流电路和交流电源- 交流电路是指电流方向和大小周期性变化的电路。
- 交流电源是产生交流电的电源,如发电机。
知识点12: 电磁波- 电磁波是由振动的电场和磁场沿空间传播的波动现象。
- 电磁波根据波长可分为不同的频段,如无线电波、微波、可见光等。
山东省考研物理复习资料电磁学重点知识点整理
山东省考研物理复习资料电磁学重点知识点整理山东省考研物理复习资料——电磁学重点知识点整理引言:电磁学是物理学中的一个重要分支,研究电荷产生的电场、电流产生的磁场及二者相互作用的基本规律。
本文将对山东省考研电磁学复习资料进行整理,重点介绍一些核心知识点。
一、电场和静电学1. 电场的概念和性质- 电场的定义- 电场和电势的关系- 电场的性质:叠加原理、电场线、电场强度、电势能2. 静电荷和电场- 静止电荷分布产生的电场:球面对称分布、带电体间的能量关系 - 静电平衡:电容器、导体和电介质中的静电平衡3. 电场的高斯定律- 高斯定律的原理和应用- 电通量和电荷分布的关系- 对称性和高斯定律的应用二、电动力学和电磁场1. 电流和电流密度- 电流和电荷守恒定律- 电流密度的概念和计算2. 电磁感应和法拉第定律- 磁感应强度和磁通量- 发电机和电磁感应定律- 自感和互感及其应用3. 安培定律和磁场的静恒定律- 安培力定律和磁场强度- 电流元和磁场的表示- 磁场的叠加和磁感应强度的计算 - 磁场与磁介质的相互作用三、电磁波和电磁辐射1. 电磁波的性质和传播- 电磁波的基本特征- 麦克斯韦方程组和电磁波的传播- 电磁波在介质中的传播和反射2. 光的干涉和衍射- 干涉和衍射的基本概念- 单缝和双缝干涉- 衍射和分波前进3. 电磁辐射和天线- 辐射场和辐射功率- 天线的基本原理和分类- 天线的增益和方向性结论:电磁学是现代物理学的基石之一,掌握其中的重点知识点对于参加山东省考研物理的考生来说至关重要。
本文以清晰简洁的语言对电磁学的关键内容进行了整理,希望能对广大考生的复习工作有所帮助。
在备考过程中,请重点理解概念,熟练掌握公式,多做练习题以强化对知识点的理解和应用能力。
祝愿大家取得优异的成绩!。
大学物理电磁学总结
引言概述:电磁学是物理学的重要分支,涉及到电荷和电场、磁体和磁场的相互作用以及电磁波等内容。
大学物理课程中的电磁学部分是学生们理解自然界电磁现象的重要基础。
本文将介绍大学物理电磁学的主要内容,包括电荷、电场、磁场、电磁波的特性等。
通过细致的分析和阐述,希望能够帮助读者更全面地理解电磁学的基本原理和概念。
正文内容:1.电荷与电场1.1原子结构和电荷1.2电场概念与电场强度1.3高斯定律1.4电势和电势差1.5电场中的电势能2.磁场与电磁感应2.1磁场概念与磁场强度2.2磁感应强度与磁通量2.3安培环路定理2.4法拉第电磁感应定律2.5洛伦兹力和电磁感应中的能量转换3.电磁波与光3.1电磁波的概念和性质3.2麦克斯韦方程组3.3光的干涉和衍射3.4光的偏振和光的折射3.5光的反射和全反射4.电磁场的辐射和传播4.1辐射和辐射场4.2真空中的电磁波传播4.3大气中的电磁波传播4.4地球表面的电磁波传播4.5电磁波与介质相互作用5.应用与发展5.1电磁学在通信技术中的应用5.2电磁学在医学影像中的应用5.3电磁学在材料科学中的应用5.4电磁学在能源领域中的应用5.5电磁学的新发展与研究方向总结:通过对大学物理电磁学的详细阐述,我们了解了电荷与电场、磁场与电磁感应、电磁波与光、电磁场的辐射和传播以及电磁学的应用与发展等主要内容。
电磁学是物理学中一个充满魅力的领域,它不仅深刻地揭示了自然界的规律,更为现代科技的发展做出了不可替代的贡献。
希望本文能够帮助读者对电磁学有更深入的认识,并能够进一步挖掘和应用电磁学的知识。
期望电磁学的研究能够在未来取得更多的突破,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
山东省考研物理学复习资料电磁学重要概念归纳
山东省考研物理学复习资料电磁学重要概念归纳电磁学作为物理学的重要分支,研究电荷和电磁场之间的相互作用。
在山东省考研物理学的复习中,电磁学是一个重要的考点。
为了帮助考生更好地掌握电磁学的知识,本文将对电磁学中的重要概念进行归纳整理,希望对考生有所帮助。
一、电荷和电场1. 电荷的性质电荷是物质的一种基本性质,可以分为正电荷和负电荷。
同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
电荷守恒定律是指在一个系统中,电荷的总量不变。
2. 电场的概念电场是指电荷周围存在的一种物理场,用于描述电荷对其他电荷或物体的作用。
电场具有方向性和强度两个重要属性。
电场线用于表示电场的方向和分布情况,线与线之间的距离表示电场强度的大小。
3. 库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用力与它们之间的距离的关系。
库仑定律指出,电荷之间的作用力与它们的电量大小成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
二、电场的产生和性质1. 电场的产生电场的产生与电荷有关。
正电荷产生的电场指向外部,负电荷产生的电场指向内部。
电场的数学描述可以通过电场强度和电势来进行。
2. 电场的性质电场具有叠加性、超距传播以及能量传递与动量传递的性质。
电场是矢量场,具有方向和大小。
三、电势1. 电势概念电势是电场在某一点上的势能,用于描述电荷在电场中的能量状态。
电势可以分为标量电势和矢量电势。
2. 电势差电势差描述了电场中两点之间的电势差异。
电势差可以用来计算电场的强度和方向。
3. 电势能电势能是指电荷由于存在于电场中而具有的能量。
电势能与电荷的电量大小、电场强度以及距离之间有关。
四、电场中的电荷和介质1. 高斯定理高斯定理是电磁学中的重要定理,用于计算电场通过一个闭合曲面的通量。
根据高斯定理,电场通量与该闭合曲面内的电荷量成正比。
2. 静电能和电容静电能是指储存在电场中的能量。
电容是指电荷与电势之间的关系。
电容器是用于储存电荷和电能的装置,常见的电容器包括电容器、平行板电容器等。
山东省考研物理学复习资料电磁学与光学重点知识点梳理
山东省考研物理学复习资料电磁学与光学重点知识点梳理山东省考研物理学复习资料:电磁学与光学重点知识点梳理一、电磁学1.电磁场的基本概念电磁场是由电场和磁场组成的物理现象,它们是相互作用的。
电场由带电粒子产生,磁场由带电粒子运动而产生。
2.库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用。
它表明,两个电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
3.电场强度和电势差电场强度描述了单位正电荷所受到的力,它的方向是正电荷受到的力方向。
电势差描述了单位正电荷从一点移动到另一点时所获得的能量变化。
4.电场的高斯定律电场的高斯定律用于研究电场的分布与电场源的关系。
它表明,通过闭合曲面的电场通量与该曲面内的总电荷量成正比。
5.安培环路定律安培环路定律描述了磁场的分布与电流源的关系。
它表明,在闭合回路上,磁场的环路积分等于该回路内的总电流。
6.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场的变化与电磁感应产生的电动势的关系。
它表明,当闭合回路中的磁场发生变化时,回路中会产生电流。
二、光学1.光的传播特性光是电磁波,具有波粒二象性。
光的传播速度在真空中为常数,即光速。
光在介质中传播时,会发生折射和反射等现象。
2.光的干涉和衍射干涉和衍射是光的波动性质的表现。
干涉是指两束或多束光相遇产生的互相强化或互相减弱的现象。
衍射是指光通过一个孔或绕过物体后产生的波前的扩散现象。
3.光的偏振光的偏振是指光波中的电矢量在某一方向上振动,而在垂直于该方向上不振动或振动幅度很小的现象。
光的偏振可以通过偏振片实现。
4.光的色散光的色散是指光在介质中传播时,不同频率的光波具有不同的折射率,从而使不同颜色的光发生偏折。
这是由于介质对不同频率的光的吸收和散射不同所致。
5.光的衍射光栅光的衍射光栅是一种用于测量光的波长和频率的光学仪器。
它利用光的衍射现象,通过光栅中的光波的干涉和衍射来产生光的衍射图案。
6.光的波粒二象性光既具有波动性,也具有粒子性。
山东省考研物理学复习资料电磁学基础知识总结
山东省考研物理学复习资料电磁学基础知识总结山东省考研物理学复习资料:电磁学基础知识总结电磁学是物理学中的一个重要分支,它研究电荷及其周围空间中电磁场的相互作用。
在山东省考研物理学的学习中,电磁学是一个重要的考点。
本文将对电磁学基础知识进行总结,以供考生参考。
一、电荷与库伦定律电磁学研究的基础是电荷,电荷是物质的属性之一,分为正电荷和负电荷。
它们之间存在着相互作用,这一相互作用由库仑定律描述。
库仑定律表明,电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成正比,与它们的电量大小成正比,反比于真空介电常数。
二、电场与电场力线电场是电荷周围的一种物理场,它描述了电荷对周围空间产生的影响。
电场力线是一种用来描述电场的图形表示方法,它们从正电荷流向负电荷,线的密度代表了电场强度的大小。
电场力线的性质包括:力线不相交、力线从正电荷指向负电荷、力线在介质表面上垂直于表面、力线从高电势指向低电势。
三、电场能与电势在电场中,电荷由于电场作用而具有能量,这种能量称为电场能。
电势是描述电场的一种物理量,它表示单位正电荷在电场中的电势能。
电势的符号约定为正电荷所处位置的电势为正,负电荷所处位置的电势为负。
电势的计算公式为:V = k * Q / r,其中 V 表示电势,k 表示库仑常数,Q 表示电荷,r 表示距离。
四、电场中的几种特殊情况1. 匀强电场:在一段很小的距离内,电场的大小和方向基本保持不变。
在均匀电场中,电势线平行且密度均匀。
2. 电偶极子:由两个电荷大小相等但符号相反的点电荷组成。
电偶极子在外电场作用下会受到一个力矩,趋向于平行于电场方向。
电偶极子的电势能与电场之间的关系是 U = -pE,其中 U 表示电势能,p 表示电偶极矩,E 表示电场。
3. 电容器:由两块金属板和介质组成,用于储存电荷。
电容器的电容与板间距、板面积以及介电常数有关。
五、磁场与洛伦兹力磁场是电流或磁体周围的一种物理场,它由磁荷产生的力线构成。
磁场力线的特点包括:力线始终形成闭合曲线、力线不相交、力线在磁体南极指向北极、力线垂直于物体表面。
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电磁学要点重点总结化学与化工学院2010级化学三班王金201000111110第十章 电荷和静电场§10-1电荷和静电场◆ 电荷守恒定律:一个与外界没有电荷交换的孤立系统,无论发生什么变化,整个系统的电荷总量必定保持不变。
◆ 点电荷:当带电体自身的大小与带电体之间的距离相比比较小时,我们可以把这种带电体看作为点电荷。
【点电荷具有相对性】 ◆ 库仑定律:r r Q Q KF 321∙= K =91099.841⨯≈πε↓ 1201085.8-⨯≈ε(真空电容率)(只适用于真空中的点电荷)§10-2电场和电场强度◆ 试探电荷:用来探测电场状况的电荷是电荷量很小的点电荷,此电荷称为试探电荷。
◆ 场强的定义:0Q FE =【单位正电荷受的电场力】 ↘Q 可正可负◆ 电场强度的计算:✧ 点电荷系产生的电场 (场强叠加原理)13021 41 in i ii n r r q E E E E rr L r r r ∑==+++=επ✧ 电荷连续分布的带电体产生的场强线分布: —电荷线密度 面分布:—电荷面密度体分布:—电荷体密度◆ 电偶极子:两个电量相等而符号相反的点电荷+q 和-q 相距L ✧ 连线上某点的场强:若r 》L 则有 ✧ 中垂线上Q 点:由其对称性可得所以若r 》L 则有✧ 偶极子所受力矩M◆ 均匀带电细杆延长线上任一点的场强当a>>L 时 【点电荷的场强】r r qE E r r r ⎰⎰== 4d d 30επ, d d l q λ=l qd d =λ, d d S q σ=Sq d d =σ, d d V q ρ=Vq d d =ρ-++=E E E p r r r ()()⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+--=22021214l r lr q πε[]4422220l r qrl -=πε3042r p E p πεr r=-++=E E E Q r r r 0=y E θcos 2+==E E E x Q ()2322441lrql+=πε304r p E Q πεr r-=ααsin sin 22qlE lqE M ==Ep M r r r ⨯=ia L a qE r r)( 4 0+=∴πε )1 (420+=aLa q E πε420aq πε≈◆ 均匀带电细杆的中垂线上任一点的场强。
由其对称性可得X 方向上场强零↓当a>>L 时,E 【可视为点电荷的场强】当a<<L 时,E 【可视为 “无限长”均匀带电直线的场强】◆ 均匀带电细圆环轴线上的场强分析对称性可得垂直于轴线方向上场强为零所以↓当X>>R 时 E 【转化为点电荷的场强】 当x = 0 (环心处),E = 0 当X →∞时, E = 0E 取得最大值时◆ 均匀带电薄圆盘轴线上的场强oo⎰=yy E E d, )4(421220L a a L+=πελ4 20aqεπ≈ 2 0aεπλ≈ )(4d d 0R x qE +=πε23220)(4R x x q +=πεd ⎰⎰===αcos d E E E E x x 204x q πε≈ d d 0=xER x 22±=rr q d d πσ2=垂直于轴线上为零如果X>>R ,则有E 【可视为点电荷的场强。
】如果X<<R,则有E 【可视为“无限大”均匀带电平面附近的场强。
】§10-3 电场线 电通量 高斯定理◆ 电场线 :用一簇空间曲线形象地描述电场的分布。
【假想的线】 ↓✧ 电场线始于正电荷(或无穷远)止于负电荷(或无穷远),不在无电荷处中断;✧ 电场线不形成单一绕行方向的闭合曲线; ✧ 任两条电场线不相交◆ 电通量:通过电场中某一面积的电场线的数目。
✧ 通过任意曲面 S 的电通量✧ 通过任意闭合曲面 S 的电通量 ✧ 指向闭合曲面外法向为正。
◆ 高斯定理:在真空的静电场中通过任一闭合曲面的电通量等于该闭合曲面包围的电量的代数和除以ε0电通量只与闭合曲面( 称“高斯面”)包围的电荷有关,2/3220)(41r x q x E +=d d επ232200)(241x r r r x E E R +==⎰⎰d d πσπε ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=21220)(12x R xεσ 204xqεπ= 002)11(2εσεσ≈∞-=⎰⎰⎰=⋅==SSSSE S E ΦΦd d d e e θcos rr ⎰⎰=⋅=SS SE S E Φd d e θcos r r∑=⋅=Φi iqS E 0e 1d εr r ⎰So与面外电荷无关,与面内电荷分布无关,为面内电荷的代数和。
高斯定理中的 E 是高斯面上的场强,该场强是由面内、外空间所有电荷共同激发的。
通量仅由面内电荷决定。
Φ=0不等于高斯面内无电荷,也不说明高斯面内和高斯面上的场强处处为零说明静电场是有源场,源即电荷高斯定理不仅适用于静电场,亦适用于运动电荷的电场和随时间变化的电场,是电磁场基本定理之一。
✧ 闭合面内多个点电荷: ✧ 电荷在闭合曲面外:【穿入和穿出电场线相同,净通量为零。
】◆ 求电场分布的步骤: 1) 分析带电系统的对称性2) 选合适的高斯面:使面上场强的大小处处相等(或部分相等,部分为零),场强的方向与曲面正交或平行 3) 利用高斯定理求场强。
◆ 均匀带电球面内外的电场【球面外的场强 = 电量集中于球心处的点电荷的场强;】S E r rd e ⋅=Φ⎰S o∑=i i q 01ε0=⋅=ΦS E r r d e⎰So )( R r rq>204επ=E【 球面内的场强处处为 0 】◆ 均匀带电球体内外的电场【球体外的场强 = 电量集中于球心处的点电荷的场强】【球体内的场强E ∝r, 球心处E=0】◆ 无限长均匀带电直线的场强◆ 无限长均匀带电圆柱面的电场分布【把电量集中于轴线上的无限长均匀带电直线的场强;】【圆柱面内的场强处处 = 0 】 ◆ 无限大均匀带电平面的电场 【均匀电场】◆ 两平行的无限大带电平板内外的场强所以§10-4 电场力的功 电势◆ 在点电荷系q 1 , q 2 , … 的电场中移动 q 0 ,电场力作的功:◆ 静电场的环路定理:静电场中电场强度沿任意闭合路径的线积分)(0R r < =E ) ( R r rq》204πε)(43300 R r Rrq r 《πεερ=rE 02πελ==E ) ( R r r>02επλ)(0R r <02εσ=E ,02εσ=+E 02εσ=-E ,外 0=E 0εσ=内Ed d d ⎰⎰⎰⋅⋅=⋅=b ab abaab l E q l E q l E q A r rr r r r 20100+21A A +=⎰=⋅l E r r d=0(E 的环流)◆ E 遵守高斯定理和环路定理说明静电场是有源保守场。
◆ 电势能: ◆ 电势【标量】: ✧ 点电荷电场的电势 ✧ 点电荷系电场的电势(电势叠加原理) ✧ 计算方法 (1)用电势的定义: (2)用电势叠加原理:◆ 电势差◆ 均匀带电球面电场中的电势分布【电量集中于球心处的点电荷的电势】【分段积分】◆ 电偶极子的电势◆ 均匀带电圆环轴线的电势的分布§10-5 静电场中的金属导体◆ . 静电平衡:导体内部和表面都没有电荷宏观移动的状态。
导体内部场强处处为零d )(0a b baab W W l E q A --=⋅=⎰rr (d )00=⋅==⎰b b a aa V l E q W V r r ⎰=⋅=-=QP PQQ P PQ q A l E V V V 0r r d rqV 04επ=4 0∑∑====ni i ni i iV r q V 111επd ⎰∞⋅=aa l E V rr dd ⎰⎰==VVrqV V 04επ=V ) ( R r rq≥04επ) ( R r Rq≤04επ23220)(41y x px V +=πεrr R r l V V RP 02000424πεπελππελπ4qd d ====⎰⎰导体是等势体,导体表面是等势面。
◆ 空腔导体腔内无带电体时,导体的电荷只分布在它的外表面上腔内有其它带电体时, 导体的内表面所带电荷与腔内电荷的代数和必为零§10- 6 电容 电容器◆ 电容器的电容:◆ 平板电容器电容(充介质): ◆ 球形电容器电容(充介质): ◆ 圆柱形电容器电容(充介质):§10-8 静电场的能量◆ 电场能量◆ 电场能量密度:电场中单位体积的电场能量。
◆ 电场能量的计算第十一章§11-1 稳恒电流ABB A U QV V Q C =-=r dSdSC εεε==4 rAB B A A B B A R R R R R R R RC -=-=επεεπ04)ln( 2 r A B A B R R L R R L C επεεπ==)ln(20 2)(21Ed d S ⋅⋅=ε e 221CU W = Sd E 221ε= V E 221ε=e 221E w ε=d d Ve V e V E V w W ⎰⎰==221ε◆ 电流强度:单位时间通过导体某一横截面的电量◆ 电流密度:通过垂直于该点正电荷运动方向的单位面积的电流。
◆ 电功率:◆ 焦耳定律: Q=A=I 2R t , P=I 2R◆ 电源 :将正电荷从低电势处移至高电势处以维持恒定电势差的装置◆ 电动势:把单位正电荷沿闭路径移动一周时非静电力的功; 把单位正电荷经电源内部由负极移到正极时非静电力的功§11-2 基本磁现象◆ 磁感应线的性质:(1)任两条磁感应线不相交 (2)磁感应线是环绕电流的闭合曲线;(3)磁感应线是环绕电流的闭合曲线;◆ 磁场的高斯定理:磁场中通过任一闭合曲面的磁通量 = 0§11-3 毕奥-沙伐尔定律◆ 毕奥 - 沙伐尔定律【实验定律,反映电流在空间激发磁场的规律】◆ 一段直电流的磁场公式: ◆ “无限长”直电流的磁场:◆ 圆电流轴线上的磁场 :d d ΔΔΔtQt Q I t ==→0limIU tAP ==d d 20r r l I B rr r ⨯=d 4d 0 πμ rIB πμ20=i x R R I i B B x r rr 232220)(2+==μ圆电流圆心处的磁场:一段圆弧电流在圆心处的磁场:§11 - 4 安培环路定理及其应用◆ 安培环路定理 :稳恒磁场中磁感应强度沿任意闭合路径的线积分= 该闭合环路包围的电流的代数和的0μ倍。
0 ◆ 同一电流与回路有 N 次套和,则:0◆ 无限长均匀载流圆柱体的磁场:◆ 长直载流螺线管内的磁场[载流长直螺线管内的磁场是均匀磁场]◆ 环形载流螺线管内的磁场 :§11-5 磁场对载流导线的作用 ◆ 载流直导线在均匀磁场中受的安培力 :◆ 刚性半圆形载流导线垂直在均匀磁场中受的磁力:✶ 在均匀磁场中任意形状载流导线所受的磁力= 该导线起点与终点间直载流导线所受的磁力。