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中科大电磁学课件--第五章

中科大电磁学课件--第五章

小结


无论是导线中的电流(传导电流)产生的磁场还 是磁铁(分子环流)产生的磁场本源都只有一个 即电荷的运动。也就是说前面介绍的各种实验 中出现的现象都可以归结为运动着的电荷(即电 流)之间的相互作用,这种相互作用是通过磁场 来传递的。 电荷之间的磁相互作用与电(库仑)相互作用的 区别在于:无论电荷是静止的还是运动的,它 们之间都存在着库仑相互作用;但是只有运动 的电荷才存在着磁相互作用。
在非均匀磁场中它会发生运动。
图5.8 无定向秤


实验一:安培将一对折的通电导线移近无定向秤 以检验对折导线有无作用力。结果是否定的,这 说明电流反向时,电流产生的作用力也反向,大 小相等的电流产生的力的大小相等。 实验二:将对折导线中的一段绕在另一段上成螺 旋形(如图5.10),通电后将它移近无定向秤。结 果表明无定向秤仍无任何反应,这表明一段螺旋 状导线的作用与一段直长导线的作用相同,从而 证明电流元具有矢量性质,即许多电流元的合作 用是各单个电流元作用的矢量叠加。

'

由毕奥萨伐尔定律和磁场的叠加原理可以 给出其积分形式
B
0
4


L
Id l Leabharlann R R2B
0
4

V
'
j dV R
'
R
'
2
B
0
4


S
'
i dS R R
2
4、磁场的几何描述

磁感应线
直观形象描述磁场在空间各处的强弱、方向分 布情况。 定义:曲线上每一点的切线方向是该点磁感应 强度B的方向,曲线数密度与B的大小相等。 通过曲面S的磁感应通量B理解为通过曲面S的 磁感应线数目。

中科大理论力学课后习题答案

中科大理论力学课后习题答案
Βιβλιοθήκη 05 功、能量与机械 能守恒
功和功率的概念及计算
功的定义
力对物体所做的功等于力的大小、 位移的大小、力与位移夹角的余 弦三者的乘积,即 $W=Flcostheta$。
功率的概念
功率是指物体在单位时间内所做的 功,即功率等于功和做功所用时间 之比,$P=W/t$。
计算方法和技巧
在计算功和功率时,需要注意力的 方向、位移的方向以及时间的对应 关系,同时要掌握一些计算技巧, 如利用动能定理等。
03 动力学基础与牛 顿定律
动力学基本概念及原理
动力学
研究物体运动与所受力 的关系,以及物体运动
状态改变的原因。
力的概念
力是物体之间的相互作 用,可以改变物体的运
动状态或形状。
惯性
物体保持静止或匀速直 线运动状态的性质,是
物体的固有属性。
动量
描述物体运动状态的物 理量,与物体的质量和
速度有关。
牛顿定律及其适用范围
典型习题解析与答案
习题一
解析物体在水平面上滑动时的受力情况,计算物体的加速度 和速度。
答案
根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体质量与加速度的 乘积,通过受力分析可以求出物体所受的合力,进而求出物 体的加速度和速度。
习题二
解析两个物体之间的碰撞过程,计算碰撞后的速度和能量变 化。
答案
根据动量守恒和能量守恒定律,可以求出碰撞后两个物体的 速度和能量变化。需要注意的是,碰撞过程中可能存在能量 损失,因此实际计算时需要考虑能量损失的因素。
03
题目2
04
一轻绳跨过定滑轮,两端分别系 有质量为m1和m2的物体,且 m1>m2,开始时两物体均静止, 当剪断轻绳后,求两物体的加速 度和速度变化。

中科大-电磁学课件7.

中科大-电磁学课件7.
由法拉第电磁感应定律:
dφ d ε =− =− dt dt
∫∫ B • d S
s
其中B可以随时间变化。 线圈c 是唯一的,但 是,以线圈c为周边的曲 面是不唯一的,例如可 以是S1或S2 。 定律成立,即要求ε唯 一。
n2 n
n1 n

也就是要求:
∫∫ B • dS = ∫∫ B • dS =
s1 s2
2
2
v
(b)选取线圈b的绕行方向为顺时针方向

这时 S的法向 n与B的方向相反,于是通过线圈b的磁 通量为: 2
μI Φ=−
0
于是:
R 2 3 πr < 0 2 (R2 + Z 2 ) 2
2 2

因为ε < 0 ,所以感应电流的方向与选定的回路b的绕 行方向相反,即沿逆时针方向,结果与(a)相同。
dψ dφ ε =− = −N dt dt

2. 在回路中产生感应电动势的原因是由于通过回
路平面的磁通量的变化,而不是磁通量本身,即使通 过回路的磁通量很大,但只要它不随时间变化,回路 中依然不会产生感应电动势。通过平面s的磁通量为: 式中 θ是B与S 的法线n之间的夹角,所以,根据复合 函数求微商的法则,有:
第七章
电磁感应
§7.1 电磁感应定律 §7.2 动生电动势与感生电动势 §7.3 互感与自感 §7.4 暂态过程
§7.1 电磁感应定律



继1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的 磁效应后,人们便关心它的逆效应。1831年法拉 第终于发现了电磁感应现象。 1845 年 才 由 诺 埃 曼 ( F.E.Neumann) 和 韦 伯 (W.E.Weber)将其实验成果表达为数学形式, 建立了电磁感应定律。 这是电磁学发展史上最辉煌的成就之一。为 工业革命、人类 进入电气化时代 做出了巨大的 贡献,为后来麦克斯韦普遍 电磁场理论 的建立 奠定了基础。

中科大物理考研参考书

中科大物理考研参考书

专业代码及名称培养单位代码招生类专业代码及名称培养单位代码招生类别070121★数学物理001 硕,博3 623 数学分析《数学分析教程》常庚哲中国科大出版社数学分析:极限、连续、微分、积分的概念及性质4 802 线性代数与解析几何《线性代数》李炯生中国科大出版社《空间解析几何简明教程》吴光磊高等教育出版社线性代数:行列式,矩阵,线性空间线性映射与线性变换,二次型与内积;解析几何:向量代数,平面与直线,常见曲面070201理论物理004 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程,一维定态问题、力学量算符与表象变换,对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070202粒子物理与原子核物理004 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程,一维定态问题、力学量算符与表象变换,对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070203原子与分子物理004 硕、博234 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 835 原子物理与量子力学《近代物理学》徐克尊高等教育出版社《原子物理学》杨福家高等教育出版社第三版《原子物理学》褚圣麟高等教育出版社《量子力学导论》曾谨言高等教育出版社原子结构和光谱、分子结构和光谱、量子力学概论070204等离子体物理004 硕、博4 808 电动力学A 《电动力学》郭硕鸿高等教育出版社第二版电磁现象的普遍规律,静电场和静磁场,电磁波的传播,电磁波的辐射(包括低速和高速运动带电粒子的辐射),狭义相对论4 872 等离子体物理导论《等离子体物理导论》F. F. Chen科学出版社1980《等离子体物理原理》马腾才胡希伟陈银华中国科大出版社1988 单粒子理论、等离子体平衡、等离子体波动、等离子体不稳定性070205凝聚态物理002 博203 硕3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 809 固体物理《固体物理》黄昆原著韩汝琦改编高等教育出版社晶体结构、晶体缺陷、晶体结合、晶体振动及热学性质、金属电子论、能带论、电导论4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程,一维定态问题、力学量算符与表象变换,对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁231 硕、博234 硕、博070207光学002 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程,一维定态问题、力学量算符与表象变换,对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070221★量子信息物理学234 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程,一维定态问题、力学量算符与表象变换,对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070301无机化学019 硕、博157 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 818 无机化学《无机化学》(上、下册)武汉大学、吉林大学等校编高等教育出版社第三版无机化学基本原理、理论及元素无机化学234 硕、博070302分析化学019 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 820 分析化学《分析化学》武汉大学主编高等教育出版社《定量分析化学》李龙泉等编著中国科大出版社误差与数据处理;酸碱滴定,配位滴定,氧化-还原滴定,沉淀滴定;重量分析;常用的分离方法与复杂物质分析070303有机化学019 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 819 有机化学《有机化学》伍越环编著中国科大出版社《有机化学实验》兰州大学、复旦大学编高等教育出版社伍越环编著的《有机化学》全部内容070304物理化学(含化学物理)003 硕、博231 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 815 结构化学《物质结构》潘道皑等人民教育出版社量子力学基础、原子分子电子结构、分子光谱、晶体结构4 818 无机化学《无机化学》(上、下册)武汉大学、吉林大学等校编高等教育出版社第三版无机化学基本原理、理论及元素无机化学以下为第2 组考试科目,共有 2 组考试科目,可任选一组3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程,一维定态问题、力学量算符与表象变换,对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁234 硕、博070305高分子化学与物理020 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 821 高分子化学与物理《高分子化学》潘才元中国科大出版社2001版;《高聚物的结构与性能》马德柱等科学出版社2003版考试范围包括指定参考书中所涉及的内容。

中科大电磁学期末复习答案

中科大电磁学期末复习答案

期末复习一、填空题1.电荷q均匀分布在半径为r的圆环上,圆环绕圆环的旋转轴线以角速度ω转动,圆环磁矩=ωqr2/2。

轴线上一点A与圆心相距x,则A点磁场强度=ωqr2(r2+x2)−3/2/(4π)。

2.一电子在0.002T的磁场里沿螺旋线运动,半径为5.0mm,螺距20mm。

则电子速度的大小为2.08×106m/s,与磁场的夹角为arctan(π/2)或57.5°。

3.利用霍尔效应可判断半导体载流子的正负性。

4.空心螺绕环的自感为L0,加入铁芯后自感为L1,在铁芯上锯开一个断口后自感为L2,则这三个自感的大小关系为L0<L2<L1。

5.磁化强度为常数M的细条形永久磁铁长l,横截面积A,则N、S极间的磁力=μ0A2M2/(4πl2)。

6.两线圈串联,顺接时总电感为1.0H,保持位置不变,逆接时总电感为0.4H,则互感=0.15H。

7.RLC电路的固有频率f0=[2π(LC) 1/2]−1。

当f0不变时,在临界阻尼(欠阻尼、过阻尼和临界阻尼三选一)情形下,RLC暂态电路能最快地趋于平衡。

8.简谐交流电的描述方法有函数描述、矢量描述和复数描述,其中函数描述是忠实表述。

9.一材料电导率为5S/m,相对介电常数为1,电场强度为250sin(1010t)V,则传导电流密度和位移电流密度分别为1250sin(1010t)A/m2和22.2 sin(1010t) A/m2。

10.太阳光正入射到半径相同的球面和圆盘面上,均发生全反射,若球面所受光压为P,则圆盘面所受光压为2P。

二、判断题1.(×) 与电场线可起始于电荷类似,磁感应线可起始于电流。

2.(×) 由毕-萨定律推导高斯定理时,需要利用B∝1/r2的性质。

3.(√) 洛伦兹力对带电粒子不作功。

4.(√) 缓变磁场中带电粒子的回旋磁矩守恒。

5.(√) 均匀磁场中通以稳恒电流的一任意线圈由ABC和ADC两段不同材料组成,则二者所受磁场作用力大小相同。

中科大-电磁学课件3

中科大-电磁学课件3

第三章静电能§3.1 真空中点电荷间的相互作用能§3.2 连续电荷分布的静电能§3.3 电荷体系在外电场中的静电能§3.4 电场的能量和能量密度§3.5 非线性介质及电滞损耗§3.6 利用静电能求静电力能量的基本概念一、引入的目的:1. 能量是物质的共同属性;2. 能量是物质运动的普遍量度;3. 便于研究不同形式能量的转换。

二、特点:1. 是状态的单值函数, 属于整个系统;2. 能量差才有意义;3. 用做功来量度能量。

三、描述的方法:要引入状态参量,规定零点能,然后用做功来计算能量。

对一个带电系统而言,其带电过程总伴随着电荷相对运动。

在这个过程中,外力必须克服电荷间的相互作用而作功。

外界作功所消耗的能量将转换为带电系统的能量,该能量定义为带电系统的静电能。

显然,静电能应由系统的电荷分布决定。

点电荷在外电场中的电势能就是静电能。

定义§3.1 真空中点电荷间的相互作用能设想空间中有多个点电荷, 其带电量用q i 表示, 相应的位置用ri表示, 任意两个点电荷间的距离可以由rij=|rij|=|ri-rj|给出,所谓点电荷之间的相互作用能,指的是与点电荷间的相对位置有关的静电能。

状态量取为rij(i, j = 1,2,…,N),时,它们之间的静电相互作用消失,很自然地取这时的相互作用能为零。

我们用一种类似于数学归纳法的办法来计算由N个点电荷组成的静电体系的静电能.ijr→∞一个点电荷q在电场U中的电势能W=qU当两个点电荷12212,4W q U r πε==W=3122113312332 2,24N i i i ji W q U U U rπε===∑∑∑其中§意味着电场空间中只允许导体和介电常量恒等元,ρ= a。

可求得电荷密度为、半径为a的均匀带电e2. 为荷元,它在自身产生的电势不会大于σ()dS σr3. 线电荷分布的情况1()()e W l U l dl λ=∫或11()()e e W l U l dl λ=∫N个带电体,体积分别为间的总电势U(r)分为两部分可写成:其中,例3.1]球的静电能(带电体的介电常量设为[解]0θϕ5. 对带电导体导体的特点是势体。

中科院-科大真题最完整版+考试攻略

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二、经验类[quote]1:考中科院科大完全攻略!普物类力学科大出版社杨维宏很好的教材电磁学高教社赵凯划经典教材(科大出版社的也不错)热学高教社褚圣麟经典教材(科大出版社的也不错)已经出版了对照的习题解答上述3门是普物a b的考试范围,弄清楚课后习题足够了!电动力学郭硕鸿高教社已经出版了对照的习题解答理论力学高教社已经出版了对照的习题解答光学赵凯华北大出版社量子类量子力学卷1曾谨言科学出版社,最好同时购买习题集的上下册非常好搞清楚就足够了!周世勋高教社《量子力学》入门型已经出版了对照的习题解答!考科大、中科院的用这些足够了。

还有哪些?大家提出我补充。

现在资料更新很快,很多抖出了专门的习题集建议大家看最新的,00年以前的老掉牙的东西没什么用处了。

引用2、各位朋友大家好:也谈中国科大物理辅导班笔记,物理教材!我是科大研究生想告诉大家,不要太指望辅导班笔记。

看到不少人受到误导心痛不已,其实复习就是很简单的事情,很多教材的选择也就是基础常见的就足够了,高教版的基本都是非常经典的还要习题集的选择电磁学力学等太多了,不过建议大家看一些比较新的资料。

老掉牙的就算了n年了,编这些书的老师估计早就退休了!下面几个常见问题:中国科大物理辅导班笔记,物理教材!(我觉得这个帖子很好)1 辅导班何时开办?每年的11月中旬,到12月20左右出来!1 考科大用什么教材?其实这个问题很简单了,当然最好是科大教材了,如果是科大习题集最好了,现在科大教材变化很快毫无疑问最好的教材就是最新的。

多少年来变化很大的,但是科大教材不是好教材,力学其实复旦的比较好,科大yangweihong的觉得很一般,不过习题不错。

电磁学毫无疑问是高教社的zhaokaihua的好啊,科大张玉民的也是很一般的教材。

原子物理也是推荐高教社chushe nglin的很经典的教材。

但是教材归教材,习题集最好还是选择科大这个道理很简单了1 为什么考科大物理?2科大物理国内一流国际闻名科大全公费住宿免费补助待遇每月500以上设备先进值得你去努力2 外校能否报名?不能,就是科大校内的学生也要凭借学生证,不是科大物理系的就很难接受。

【电磁学】小论文——从微观到宏观描绘电场和磁场分布

【电磁学】小论文——从微观到宏观描绘电场和磁场分布

从微观到宏观描绘电场和磁场分布——用Mathematica模拟电场和磁场黄申石PB10030013(中国科学技术大学安徽合肥)【摘要】电场线和磁感线可以形象地表达电场和磁场的分布,由于电场和磁场都符合场的叠加原理,通过了解带电场源的具体信息,就可以描绘出电场和磁场的分布。

针对不同的带电场源,选用不同的方式进行计算机模拟场的分布,其效率是不同的。

在使用计算机模拟场的分布时,通过对带电场源进行具体的分析,选择出最合适的途径进行模拟。

【关键词】电场分布、磁场分布、微观、宏观、模拟。

1 引言在与电磁学相关的领域中,有许多问题涉及电场和磁场,甚至需要设计电场或者磁场。

在没有信息时代到来之前,人们只能通过数学公式和大脑的想象得带电场和磁场的形状。

如今,我们借助计算机强大的计算和绘图功能,根据场源的具体信息,通过合适的手段来模拟得到电场和磁场的分布。

目前,一部分学者已经对一些简单的基本场源模型(如直线排列的点电荷系[1],均匀带电圆盘[2]等)做了较深入的理论计算,却在计算机模拟图像方面为之甚少。

因为计算机模拟图像时需要考虑到计算机软件和硬件的运算效率,只有找到合适的表达式才可以进行高效模拟。

本文将介绍两种不同的计算机模拟思想。

2 描绘电场分布2.1带电系统的电势分布和电场分布[3]考虑真空中的点电荷q ,q 在空间中得位置矢量为'r ,空间中任一点P 的位置矢量为r,q 在点P 产生的电势为r -r q r U ,041)(πε= (2.1.1)其中11201085.8--⋅⨯≈m F ε由于电势满足标量的叠加原理,可将一个点电荷的情况推广到带电系统的情况:对N 个静止点电荷组成的系统有∑==Ni ,r -r q r U 1041)( πε (2.1.2) 对长度为L 、线电荷密度为)(,r e λ的带电线有')(41)(0dLr -r r r U L ,,e ⎰=λπε (2.1.3)对面积为S 、面电荷密度为)(,r e σ的带电面有')(41)(0dSr -r r r U S ,,e ⎰⎰=σπε (2.1.4) 对体积为V 、体电荷密度为)(,r e ρ的带电体有')(41)(0dVr -r r r U V,,e ⎰⎰⎰=ρπε (2.1.5) 由于空间中的电场函数)(r E 为电势函数)(r U的负梯度函数,即)ˆˆˆ(z xUy y U x x U U E ∂∂+∂∂+∂∂-=-∇= (2.1.6)2.2 计算机模拟电场分布利用2.1得出的公式,用数学软件Mathematic7.0计算可以描绘出简单的点电荷系的电场线和等势面。

中科大信息学院培养方案

中科大信息学院培养方案

信息科学技术学院二、院系、专业、方向设置三、学制、授予学位及毕业要求学制:标准学制4年,弹性学习年限3—6年。

授予学位:工学学士。

毕业要求:总学分修满160学分,并通过毕业论文答辩。

各专业课程设置分类及学分比例表:电子信息工程(通信工程)专业131自动化专业电子科学与技术专业信息安全专业四、院长签字:132五、修读课程要求:1、学院通修课程设置:66学分*注:《重要思想概论实践》从1年级开始至2年级夏期结束时结课,鼓励学生通过参加各类社会实践,理论联系实际完成学习。

1332、学院统一学科群基础课程设置:35学分电子信息工程(通信工程)专业附加学科群基础课程设置:12学分自动化专业附加学科群基础课程设置:16.5学分134电子科学与技术专业附加学科群基础课程设置:16学分信息安全专业附加学科群基础课程设置:16.5学分3、专业核心课程设置:16-17.5学分1354、专业方向课程设置:电子信息工程(通信工程)专业各方向选修:11学分自动化专业各方向选修:≤8.5学分136电子科学与技术专业各方向选修:≤7.5信息安全专业各方向选修:≤7学分5、自由选修课程:选修≥8.5学分通过修读全校各院系本科和研究生课程,满足培养计划要求学分,达到毕业要求。

信息安全专业建议选修以下课程:量子力学、数字信号处理、现代通信原理、计算机组成原理、软件工程、汇编语言。

137六、主要课程关系结构图:电子信息工程专业、通信工程专业主要课程关系结构图1年级秋季学期1年级春季学期2年级秋季学期2年级春季学期3年级秋季学期3年级春季学期4年级秋季学期138自动化专业主要课程关系结构图139电子科学与技术主要课程关系结构图140注:综合素质类课程4学分,含2学分人文素质课程和2学分科学素养课程,建议学生在第3学年以前选修。

141电子信息工程(通信工程)专业第三、四年指导性学习计划142143自动化专业第三、四年指导性学习计划144145电子科学与技术专业第三、四年指导性学习计划146计算机与信息科技英才班(信息)/EE试点班培养计划一、培养目标“计算机与信息科技英才班(信息)/EE试点班”(以下简称“信息英才班”)的建设充分利用信息学院丰富的海内外师资和科研资源,通过针对有潜力的未来高层次人才精心设计的课程,以及导师制的个性化培养方案,达到充分发掘学生潜力,使其具备扎实的基础知识和出色的人文与科技素养,拥有前沿的科学理念和知识结构,形成与世界顶级名校接轨的国际化视野,为学生未来进一步从事具有国际顶级水平的科学研究和技术工作铺好坚实的道路。

中国科学技术大学2024年招收攻读硕士学位研究生参考书目

中国科学技术大学2024年招收攻读硕士学位研究生参考书目
《无机化学》武汉高校、吉林高校等校编高等教化出版社,第三版(上、下册)
《无机化学例题、要点、习题》张祖德等编中国科技高校出版社第三版

441分析化学
误差与数据处理;酸碱滴定,配位滴定,氧化-还原滴定,重量分析;沉淀滴定,常用的分别方法与困难物质分析
《分析化学》武汉高校主编高等教化出版社
《定量化学分析》李龙泉等编著中国科学技术高校出版社
442有机化学
《有机化学》伍越环编著的全部内容
《有机化学》伍越环编中国科学技术高校出版社
《有机化学试验》兰州高校、复旦高校编高等教化出版社
443结构化学
量子力学基础、原子分子电子结构、分子光谱、晶体结构
《物质结构》潘道皑人民教化出版社
444高分子化学
聚合反应基本原理及高分子化学反应
《高分子化学》潘才元中国科大出版社
《近代物理学》徐克尊高等教化出版社;
《原子物理学》杨福家第三版,高等教化出版社;
《原子物理学》褚圣麟高等教化出版社
《量子力学导论》曾谨言高等教化出版社
436电动力学A
电磁现象的普遍规律;静电场和静磁场;电磁波的传播,电磁波的辐射(包括低速和高速运动带电粒子的辐射);狭义相对论
《电动力学》郭硕鸿其次版高等教化出版社
《数学分析教程》常庚哲中国科大出版社
322分析和代数
数学分析:一元和多元微积分,无穷级数,广义积分。线性代数:行列式,矩阵,线性方程组和线性变换,欧氏空间,矩阵标准形
《数学分析》(一、二、三册)何琛高等教化出版社
《线性代数》李炯生中国科大出版社
323科技考古学
现代科学技术在考古学各领域的应用。
科技考古论丛(其次辑),中国科学技术高校出版社,2024年版,王昌燧主编,左健副主编;

68讲中国科学技术大学程福臻-电磁学

68讲中国科学技术大学程福臻-电磁学
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中科大电磁学课件--第七章

中科大电磁学课件--第七章
图7.11 两个线圈之间的互感
互感系数M


线圈1产生的磁场穿过线圈2的磁通匝链数为 21,若线圈的形状、大小、相对位置保持不 变,周围无磁性物质,根据毕奥-萨伐尔定律: 21=M21I1 式中,M21为比例系数,单位亨利(1H=1Wb/A)。 同理有,线圈2产生的磁场穿过线圈1的磁通匝 链数为:12=M12I2 可以证明:M12=M21=M,称为互感系数。
d dI L dt dt
§7.3.3两个串联线圈的自感

两个自感分别为L1和L2的线圈,它们的互感为 M,由这两个线圈串联等效于一个自感线圈, 但新线圈的自感不等于两线圈自感之和,大小 与接法有关。两个线圈的串联有顺接和逆接两 种方式。
图7.12 串联线圈的自感


当两个线圈顺接时,两线圈电流的磁通互相加 强,每个线圈的磁通匝链数都等于自感和互感 磁通匝链数之和。总感应电动势等于每个线圈 的感应电动势之和。两个线圈顺接时,等效于 一个自感线圈,其自感系数为: L=L1+L2+2M 当两个线圈逆接时,两线圈电流的磁通互相削 弱,总感应电动势等于两个线圈的感应电动势 之和。两个线圈逆接时的等效自感系数为: L=L1+L2-2M
(v B ) d l
L

结论:动生电动势只产生于在磁场中运动的导体上。 若导体是闭合导体回路的一部分,则在回路中产生感 应电流;若Байду номын сангаас构成回路,则导体两端有一定的电势差, 相当于一个开路电源。
§7.2.2再论洛伦兹力不做功



在讨论动生电动势时,洛伦兹力移动单位正电 荷作功,提供非静电力。这是因为只考虑了电 荷随导体运动的速度,而没有考虑电荷受洛伦 兹力而在导体内部的运动速度。 把单位正电荷从a移动到b,洛伦兹力所作的功 正好等于外力克服阻碍导体棒的继续运动的力 所作的功。 洛伦兹力并不提供能量,只是起到能量的转化 作用。

电磁学课件

电磁学课件

§2-2 电容与电容器A capacitor can be "charged" and can store charge.⇨电荷在导体表面的分布必须保证满足导体的静电平衡条件。

⇨对于孤立导体,电荷在导体表面的相对分布情况由导体的几何形状唯一确定,因而带一定电量的导体外部空间的电场称为孤立导体的电容。

由半径决定.若把地球作为一个孤立导体球,其电容也可由上式决定。

对于两个导体组成的导体组,当周围不存在其它导体或带电体,这两导体间的当这两导体附近存在其它带电体或导体时,电量与电势差之间的正比关系将被破坏。

可以采用静电屏空腔导体的屏蔽作用可以使带电物体不影响周围其它带电体,即势差。

C 导体成正比,与导体这种特殊的导体组称为电容器,组成电容器的两个导体分别称为电容器的两个极板。

电容器的电容值为:电容器的电容与电容器的带电状态无关,与周围的带电体也无关,完全由电容器的几何结构决定。

电容的大小反映了当电容器两极间存在广义电容器:多个导体任意放置,构成广义电容器,各个导体的表面是极板。

1.平行板电容器由两块平行放置的金属板组成,极板的面积S大,两极板间的距离d小,两极板均匀带电,带电量为 Q,极板间的电场由极板上的电荷分布唯一确定。

忽略极板的边缘效应,两板之间的电势差为故平行板电容器的电容为:由此可见,增大极板面积,减少两极板间的距离可使电容器的电容量增大。

其电容为:若R B >>R A ,即外球壳B 远离球,则回到孤立导体球的电容公式;若R A 和R B 都很大,而比R A =d 很小,则R A ⨯R B =R 2, 则回到平板电容器的公式。

由于电容器每个电极上的电量q =,复杂电容器电容的计算C=Q/U 是一个普遍适用的公式,对Q 1≠Q 2的两导体,公式中的Q 应理解为用导线将两导体接通时所交换的电荷量。

符号相反,则接通两极板,转移的电荷量为两极板都不接地的情况,两极板的内侧电荷面密度σ2内,外侧电荷面密度分别为2外,两极板侧面积均为S用导线连接两极板后,因为两极板的几何性质完全一样,静电平衡时它们所带的电量相等,即:所以转移的电量为可见,尽管两极板所带的C=?四、电容器的联结1.电容器串联但实际电容器很少串联使用,因为一旦一只电容器被击穿,会使其他电容器相继被击穿。

中科大电磁学(全套课件)

中科大电磁学(全套课件)

课件
16
2、数学表达式
F12
k
q1q2 r122
er
F12是电荷1对电荷2的作用力,q1和q2是点 电荷1和2的电量,r12是两点电荷间的距离, er是两点电荷间的单位矢量,k是比例系数
2对1的作用力F21和1对2的作用力F12满足 牛顿第三定律:
F21 课件F12
17
图1.9 库仑扭秤实验装置
13
4、电荷守恒定律
电荷守恒定律 对于一个系统,如果没有净电荷出入其 边界,则该系统的正负电荷的电量代数 和将保持不变,称为电荷守恒定律。
电荷只能发生改变,从一个物体转移到 另外一个物体,或者从物体的一部分转 移到另外一部分。
课件
14
讨论:
物理学的基本规律
适用于一切宏观和微观过程,在所有的惯性系中 都成立,是一个相对论性不变量。
(6) 电子是实物粒子,具有波粒二象性
1924年,法国物理学家德布罗意(L.V.deBoglie)提出 电子具有波粒二象性,奠定了量子力学的基础
课件
11
图1.6世界上首次发现 反物质的科学家
赵忠尧院士
图1.7丁肇中教授领导 建立的α磁谱仪
课件
12
图1.8 在太空中 寻找反物 质的 α磁 谱仪
课件
2、电荷的特点:
(1)电荷的性质: 同种电荷相斥,异种电荷相吸
(2)电量:物体所带电荷的数量 测量电量的仪器:验电器、静电计 电子电量 1.602176462(83)×10-19C (1999年数据)
课件
4
(3)电子的发现及其电荷测量
1891年,英国斯通尼:电的自然单位electon 1897年,Thomson发现电子,并用荷质比测量了 阴极射线粒子的荷质比: e/m=107 ~3×107

中科大应用物理系课程表

中科大应用物理系课程表

应用物理学专业一、专业培养目标培养学生具有坚实的数学基础、广博的物理学基本知识、系统扎实的物理学基础理论、基本实验方法和技能,了解物理学发展的前沿和科学发展的总体趋势,掌握必要的电子技术和计算机应用基础知识,熟练掌握英语,受到基础研究或应用基础研究的初步训练,具有一定的基础科学研究能力和应用开发能力。

培养基础扎实、后劲足、适应能力和知识更新能力较强的高级人才。

毕业后适宜继续攻读物理学及相关的高新技术学科、交叉学科等学科领域的研究生,也可到科研、高等学校、产业部门等从事科研、教学、管理和高新技术研发工作。

二、学制、授予学位及毕业基本要求学制: 四年授予学位: 理学学士课程设置的分类及学分比例如下表:类 别 学 分 比 例(%)通 修 课 70 41.92-42.68学科群基础课 63-66 38.41-39.52专 业 课 ≥15 8.98-9.15任意选修课 8 4.79-4.88毕 业 论 文 8 4.79-4.88合 计 164-1671、通修课:(70学分)参照学校关于通修课的课程要求。

其中物理类理论课程以本专业要求为准,以下课程也作为本专业的通修要求:电子线路基础实验(1学分)、大学物理―现代技术实验(1.5学分)、大学物理-研究性实验(1.5学分);2、学科群基础课:(63-66学分)MA02*(数学类课程):(11学分)复变函数(A)(3学分)、数理方程(A)(3学分)、计算方法(B)(2学分)、概率论与数理统计(3学分);ES72*(电子类课程):(7学分)电子技术基础(1)(2学分)、电子技术基础(2)(2学分)、电子技术基础(3)(3学分);PH02*(物理类课程):(45-48学分)物理讲坛(2学分)、力学(甲型)(4学分)、热学(3学分)、电磁学(4学分)、理论力学(4学分)、光学(4学分)、原子物理(4学分)、电动力学(4学分)、量子力学A(6学分)和量子力学B(4学分)(二选一)、计算物理A(核科学类)(3学分)和计算物理B(非核科学类)(3学分)(二选一)、热力学与统计物理(4学分)、固体物理学A(4学分)和固体物理学B(3学分)(二选一)、物理学专业基础实验(2学分);3、专业课:(选≥15学分)凝聚态物理方向:(选≥15学分)PH03*(物理类课程):结构物性与固化(必)(4学分)、凝聚态物理实验(必)(2学分)、凝聚态物理实验方法(4学分)、低温物理导论(3学分)、固体光学与光谱学(3学分)、磁性物理(3学分)、发光学(3学分)、薄膜物理(3学分)、晶体学(3学分)、现代凝聚态理论(3学分)、纳米材料物理与化学(3学分)、固体表面分析原理(3学分)、信息功能材料(3学分);CH0*(化学类课程):普通化学实验(1学分);CS0*(计算机类课程):数据结构与数据库(3.5学分)、微机原理与接口(3.5学分);等离子体物理方向:(选≥15学分)PH03*(物理类课程):等离子体物理理论(必修)(4学分)、等离子体物理实验(必修)(2学分)、等离子体物理导论(2学分)、气体放电原理(3学分)、实验物理中的信号采集处理(4学分)、等离子体诊断导论(3学分)、等离子体实验装置概论(3学分)、等离子体应用(3学分);PI0*(机械类课程)机械制图(非机类)(3学分);CS0*(计算机类课程):数据结构与数据库(3.5学分)、微机原理与接口(3.5学分);物理电子学方向:(选≥15学分)PH03*(物理类课程):物理电子学信号采集处理实验(必修)(1.5学分)、粒子探测技术(4学分)、电子系统设计(3学分)、核电子学方法(4学分)、实验物理中的信号采集处理(4学分)、快电子学(3学分)、接口与总线(4学分)、核电子学实验(1.5学分)、计算机在核物理中的应用(3学分);CS0*(计算机类课程):微机原理与接口(必修)(3.5学分)、数据结构与数据库(3.5学分);微电子与固体电子学方向:(选≥15学分)PH03*(物理类课程)半导体物理(必修)(3学分)、微电子系列实验(必修)(2学分)、半导体器件原理(3学分)、半导体模拟集成电路(4学分)、半导体数字集成电路(3学分)、集成电路CAD (3学分);CS0*(计算机类课程):微机原理与接口(3.5学分)、数据结构与数据库(3.5学分);跨学科选修课程:暂不作硬性要求。

电磁学与电动力学-USTC

电磁学与电动力学-USTC

3. 适用范围:尺度(1%的原子尺度)
1010 cm

速度 低速
高速
4. 重要性:四大相互作用之一;物质结构的基 础;高新技术的基础;其它学科的基础。
5.电磁学教材章节安排和主要特色
章次
章名
一 (真空中的) 静电场
二 (静电场中的)导体和电介质

静电能

稳恒电路
五 (真空中的) 静磁场
六 (静磁场中的)磁介质
226 88
Ra138
222 86
Rn136
4 2
He2
太阳上核聚变反应的一种可能链式过程:
1 1
H0
11
H0
12
D1
e
ve,
2 1
D1
11
H0
32
He1
,
3 2
He1
32
He1
42
He2
211H0.
1965年有人做了一个实验,估计出电子的 寿命超过 1021 年(比推测的宇宙年龄还要 长得多)。
应用与前沿: 有机地融入以上内容中。
6. 课堂教学、课外教学相结合
课堂教学: 讲点故事、多点讨论、 作点演示、加点小练习
课外教学: 辅导讨论、教师讲座、 组织参观、小论文竞赛

“物理学不应该教成一堆技术, 而应教成思想概念的诗剧。应该强 调思想概念的演变,强调我们企图 了解物理世界的历史,以使学生具 备洞察未来的能力。”
电磁学与电动力学
(上册:电磁学部分)
程福臻 中国科技大学物理学院 fzhen@
63606844 下载“电磁学pdf”网址:
/~fzhen/dcx
绪论
1. 什么是电磁学:是研究电磁现象、电磁相互 作用规律及其应用的学科。

中科大-电磁学课件5

中科大-电磁学课件5

第五章真空中的静磁场§5.1 磁现象与磁场§5.2 毕奥-萨伐尔定律§5.3 安培定律§5.4 静磁场的基本定理§5.5 带电粒子在磁场中的运动§5.1 磁现象与磁场一、磁现象与磁学二、磁的库仑定律及磁场线引入三、电流的磁效应---奥斯特实验四、磁场的定量表述与洛仑兹力五、安培力公式与洛伦兹力公式一、磁现象与磁学磁现象的研究与应用(即磁学)是一门古老而又年轻的学科。

说她古老,是因为关于磁现象的发现和应用的历史悠久;司南勺、指南针。

“magnet”名词来源于古希腊语(magnes),一地名“Magnesia”。

说她年轻,是因为磁的应用目前越来越广泛,已形成了许多与磁学有关的边缘学科。

磁现象是一种普遍现象,即一切物质都具有磁性,任何空间都存在磁场。

磁学犹如一棵根深叶茂的参天大树尽管人们对物质磁性的认识已有两千多年,但直至19世纪20年代才出现采用经典电磁理论解释物质磁性的代表----安培分子环流假说;而真正符合实际的物质磁性理论却是在19世纪末发现电子、20世纪初有了正确的原子结构模型和建立了量子力学以后才出现。

基本磁现象对基本磁现象的认识可以分成三个阶段:1、早期阶段(磁铁⇔磁铁)2、电流⇔磁铁电流⇔电流3、电流⇔磁场⇔电流早期阶段(磁铁⇔磁铁)天然磁铁(吸铁石)能吸引铁、镍、钴等物质。

条形磁铁的两端称作磁极,中部称作中性区。

将条形磁铁的中心支撑或悬挂起来使它能够在水平面内运动,则两极总是指向南北方向分别称作S极和N极。

这是因为地球本身是一个磁体,所以条形磁铁(指南针)可以与地磁体发生相互作用。

铁与地球磁将一磁铁可以一直细分成很小很小的磁铁,而每一个小磁铁都具有N、S极(上图)。

自然界中有独立存在的正电荷或负电荷,但迄今却未发现独立的N、S极,尽管在近代理论中有人认为可能存在磁单极子。

二、磁的库仑定律及磁场线引入1、磁的库仑定律(讨论!?)2、磁场线引入r2、磁场线的引入与电场中引入电场线相似,磁场中可引入磁场线(又称磁力线、磁感应线)。

中科大-电磁学课件1

中科大-电磁学课件1

电磁学与电动力学(上册:电磁学部分)程福臻中国科技大学理学院fzhen@3606844下载“电磁学pdf”网址:/~fzhen/dcx绪论1、什么是电磁学:是研究电磁现象、电磁相互作用规律及其应用的学科。

2、研究的对象:电磁场,与力学、热学区别。

3、适用范围:尺度(1%的原子尺度)∞速度低速高速4、重要性:四大相互作用之一;物质结构的基础;高新技术的基础;其它学科的基础。

1010cm −章次8一真空中的静电场静电场中的导体和电介质课堂教学、课外教学相结合课堂教学:讲授、笔记、讨论、小练习课外教学:教师讲座、参观、小论文竞赛教“物理学不应该教成一堆技术,而应教成思想概念的诗剧。

应该强调思想概念的演变,强调我们企图了解物理世界的历史,以使学生具备洞察未来的能力。

”——爱因斯坦学“学问”:学一半、问一半“学习”:预习、复习、练习“学而不思则罔”“如切如磋、如琢如磨”—交流、求精总成绩计算作业:8分;(双周星期4交)课堂小练习:2分;小论文:10分;期中考试:30分;期末考试:50分。

第一章真空中的静电场§1-1 电荷守恒§1-2 库仑定律§1-3 叠加原理§1-4 电场强度§1-5 高斯定理§1-6 环路定理§1-7 电势§1-1 电荷守恒1. 电荷:电荷是电学中最基本的概念。

早期人们是通过物质的力效应来定义它的。

他们发现许多物质,如琥珀、玻璃棒、硬橡胶棒……等,经过毛皮或丝绸摩擦后,能吸引轻小物质,便说这些物质带了电荷。

吉尔伯特(1544-1603)为了把这种作用与磁作用加以区别,造出“Electricity(电)”,它源自希腊文“琥珀”音译“electron”。

近代物理学的实验揭示了电荷的物理本质。

电荷是基本粒子,如电子、质子、μ子等等的一种属性,离开了这些基本粒子它便不能存在。

也就是说,电荷是物质的基本属性,不存在不依附物质的“单独电荷”。

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我曾对中国科技大学的同学们提出过“三P” :
Perception, Persistence, Power
意思是:直觉,坚持,力量。要有科学的 直觉意识去创造,用坚持不懈的努力去奋斗, 以扎实的知识力量去克服困难。
杨振宁
1
电磁 学
电磁学是研究电荷和电流产生电场和磁场的规律, 电场和磁场的相互联系,电磁场对电荷和电流的作用 ,电磁场对实物的作用及所引的各种效应。
6
(一) 电荷 库仑定律
一、对电荷的基本认识
1. 电荷是带电基本粒子的一种属性。 2. 自然界只存在两种电荷,存在所谓“电荷对称性”。 3. 电荷量子化. 密立跟实验(1906-1917年)
Q=Ne, e=1.6021892(46)10-19C
理论研究认为,夸克带分数电荷。迄今为止尚未在实验中 找到自由夸克。今后即使真的发现了自由夸克,仍不会改变 电荷量子化的结论。
4. 电荷守恒.在一个和外界没有电荷交换的系统内, 正负电荷 的代数和在任何物理过程中保持不变.具有相对论不变性。 如:摩擦生电荷; 感应带电荷; 电子对的产生和湮灭等。
7
二、库仑定律(1785年)
受牛顿力学的深刻影响,寻找电力遵循的规律成为引人瞩 目的研究课题,它的发现迎来了电学历史上第一个重要突破。
真空中, 两个静止的点电荷之间相互作用力的大小, 与它们
的电量的乘积成正比, 与它们之间距离的平方成反比, 作用力
的方向沿着它们的联线. 同号电荷相斥, 异号电荷相吸.
数学表述:
F12
q1q2 r2
r102
q2
q1
r
r102
r201
K的量纲为
k
f
q
r
2
2
L3MT -4I -2
8
在SI制和有理化方程系中
主要参考教材:
《电磁学与电动力学》胡友秋等编 《电磁学》张玉民等编 《电磁学》赵凯华 编 《电磁学专题研究》陈秉乾等编 《电磁学千题解》张之翔编
科学出版社 科学出版社 高教出版社 高教出版社 科学出版社
2
一、迎接挑战—关于电磁学的教学
1. 电磁学-研究对象的重大变化,必将引起基本观念、规律 性质的深刻变化,必将导致新的概念、新的研究方法、新 的描述手段和新的数学工具的出现,从而标志新的研究领域 的开辟,预示新的理论的诞生。
科学的历程就是在假设求证中不断进步。
2. 善于归纳。物理学的构架是一系列大大小小的定律。这些
定律都是从实验(或观察)中归纳出来的。但这种所用的科学
方法,只能是“不完全”归纳法,而不是数学的完全归纳法。例
如“势”概念的应用。
4
3. 创设模型。物理学并不讳言自身只研究模型。模型并不全同 于真实,但物理学的成功正在于创造出许多成功的模型。模型是 “理想化”的,但不是“伪劣”的,它突出了许多表面上看是千差 别的物体最本质的特征,例如法拉第的“力线”模型的建立。
2.电磁场理论的研究由静止转为运动,由稳恒步入变化,最终 建立了一组十分优美而简洁的麦克斯韦方程组。它概括了麦 克斯韦之前所有的电磁经验定律。它不仅是物理学史上划时 代的伟大成就,也为理解什么是物理理论、怎样建立物理理 论提供了光辉的范例。
3.电磁学的难点在于“场”。场是在一定空间范围内连续分布的 客体,从概念到方法,对学生来说都是全新的。认识场要从 它的空间分布规律入手,从总体上去把握它,掌握恰当的描 述方式和新的概念。静电学是整个电磁学的基础和重点。的思维,加强科学方法论的 教学。如果学生能从学习中体会到物理学特有的思维方式,将 终生受益。
物理学思维特点主要一表现在:
1. 敢于想像。要认识敢想才有物理学,不敢想就没有物理学。 爱因斯坦说:“想像力比知识更重要。”例如,麦克斯韦的位移 电流假说,爱因斯坦的狭义相对论和光电效应的论述。
三、悟物穷理
学好物理学,关键是勤于思考,悟物穷理。
“细推物理须行乐,何用浮名绊此身”
唐朝 杜甫(中文的“物理”一词源出此)
“求学问,需学问;只学答,非学问”
李政道(1957年与杨振宁同获诺贝尔
物理学奖)
5
第一章 真空中的静电场
目录
1. 电荷 库仑定律 2. 电场 电场强度 3. 电通量 高斯定理 4. 静电场的环路定理 5. 电势能 电势 6. 电场强度与电势的关系 7. 静电场的基本微分方程
F12
1
4 0
q1q2 r2
r102
F21
1
4 0
q1q2 r2
r201
真空介电常数 0 =8.854 187 817…10-12 C2/m2N
k 8.99109 N m2 C-2
说明:
1.库仑定律是直接由实验总结出来的规律。是整个静电学的基 础,具有丰富的物理内涵。
2.厍仑力与电量的乘积成正比,这是电量(电荷)的定义。 即引入定量描述两点电荷带电多少的物理量-电量。规定库
试验指出,两个以上的点电荷对一个点电荷的作用力,等于
各个电荷单独存在时对该电荷作用力的矢量和.
F Fi
Fi
i
1
4 0
q0qi ri2
ri0
q
ri
qi
ri 0
qn
连续带电体对点电荷的作用力则为
q1 q2
(1)体电荷分布的带电体
f q0
4 0
v
r
r3
rdv
11
其中体电荷密度
r
lim
v 0
,而且与光子静止质量是否为零密切相关,涉及物理学一系 列根本问题,关系重大。
(1)精确程度:
1
f r 2
1971年实验值:
2.7 3.110-16
(2)适用范围: r ~ 10-13 - 109 cm
5.氢原子的电子、质子间的库仑力与万有引力相比
F电 F引 2.31039
10
三、静电力叠加原理
q v
(2)面电荷分布的带电体
f q0
4 0
s
r
r3
rdS
(3)线电荷分布的带电体
r
lim
S 0
q S
面密度
f
q0
4 0
l
r
r3
rdl
r
lim
l 0
q l
线密度
12
例题1-1-1 电荷量q均匀分布在半径为R的金属圆环上, 在环的轴线上有一条均匀带电的直线,单位长度的电
仑力大小与两点电荷电量乘积成正比,既表明是电力,又能 通过 q1, q2 的大小、正负区分电力的大小以及吸引还是排斥9 。
3.库仑定律成立的条件是静止。即两点电荷相对静止,且 相对于观察者静止。两个静止电荷之间的作用力符合牛 顿第三定律.
4.关注库仑力平方反比律的精确程度和适用范围。 库仑力平方反比律的精度不仅直接影响电磁场理论的精度
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