大学物理电磁学复习内容说课讲解

P r各向0同eE r性均0匀r介1 质E r
D0rEE
5 电介质中的高斯定理： SDdSq0；
6静电场的能量密度
1
r D
r E
2
7静电场的能量 WdV12D rEdV
稳恒电流和电路
一 基本要求 1 掌握电场是维持导体中电流的必要条件，了解导体内部电 流作功时的能量转换关系，掌握电源电动势的概念 2 理解电流密度的概念和欧姆定律的微分形式的意义，了解 “路”与“场”这两种研究金属导电过程的不同方法及其它的特 点和相互作用关系。 3能利用一段含源电路和闭合电路的欧姆定律计算简单电路中 的功和热。 4 能够运用基尔霍夫定律求解复杂电路问题。 二 内容提要 1 电流、电流强度、电流密度矢量：传导电流存在的条件： （1）导体内有可移动的电荷；（2）导体内存在电场。
电流强度 I dq dt
电流密度
J
dI
nˆ
Jv
ISjdS
dt
2 电流的连续性方程：j dSddqt
3 4
欧焦稳姆尔恒定－电律楞流及次的其定条微律件分及：形 其式微：分j欧形dS姆式定：0律QI IUR2R微t分I形U式tUj2tE
微分形式 p E2 （p称为功率密度）；
R
5
电动势：
A非
积分形式 F Idl B
rr 线圈的磁矩 pm IS
；线圈在外磁场中所受的合力矩 M m B
6 运动电荷产生的磁感应强度
B40 qvr2 rˆ
7 运动电荷在外磁场中所受的和外力 FqvB
8
9
磁介质的磁化 ：顺磁质
磁化强度的定义
r M
抗磁pr m质
铁磁质的分类
10 磁化电流密度 M sV
方向；电场线密处，等势面间距小。
静电场中的导体
1 掌握导体的静电平衡条件，并能运用这个条件分析导体中的 电荷分布，计算存在导体时静电场中的场强分布和电势分布。 2 掌握电容的定义以及电容器的计算方法。 3 掌握计算静电场能量的方法。
内容提要
1 导体的静电平衡条件： E内 ；＝垂0直导体表面或导体是等势体。
11 磁化电流强度 12 磁场强度矢量
IHssBl
M
对于线性各向同性的磁介质0
13Mr有磁g介Br质存在时g的安培r0 环 r1路定理Br 0HrH drlI0
14磁场的场方程
Hdl I0
15 磁能密度
m
1 2
r H
r B
rr
ÒBdS0
电磁感应
一 基本内容 1 掌握法拉第电磁感应定律的物理意义，能熟练应用楞次定律 确定感应电动势的方向；能熟练应用法拉第电磁感应定律计算 感应电动势。 2 能够用动生电动势的公式计算几何形状简单的导体在均匀磁 场或对称分布的非均匀磁场中运动时，所产生的动生电动势。 理解动生电动势中的非静电力是洛伦兹力。 3 了解麦克斯韦从电磁感应现象引出感应电场的概念，了解感 应电场的两条基本性质以及它与静电场的区别。能够计算简单 的感应电场强度及感应电动势，判断感应电场的方向。 4 理解自感现象，掌握自感对回路电流变化的制约作用。能够 计算简单回路的自感系数。 5 理解互感现象，了解互感系数是回路之间电磁耦合强弱的量 度，能够计算简单回路的互感系数及互感电动势。 6 理解磁场能量和能量密度的概念，了解磁场能量定域于磁场 中。掌握磁场能量及能量密度的表达式，并能进行简单的计算。
况下的定理产生的磁场分布。 6 了解磁介质的磁化机理及磁介质的分类 7 掌握有磁介质存在时的高斯定律
二 内容提要
1 磁感应强度的定义式：B F
2 毕奥－萨伐定律（真空中）q：v dB0 Idlr 4 r3
由毕奥－萨伐定律求得真空中一些电流磁场的重要结果：
一段载流直导线外一点的磁感应强度
B40Iacos1cos2
P2E dl P1
电势
UP
P0 P
Edl （P0为电势参考点）；
电势叠加原理 U Ui
11 电势分布：点电荷的电势 U q
4 0r
连续分布的电荷的电势
U
dq
4 0r
12 电场与电势的关系：
积分关系
UP
P0 P
Edl
；微分关系
E U
13 电场线：电场线处处与等势面垂直，并指向电势降低的
q
E非d（l 电源内）
对整个闭合电路都有非静电力的情况（如感应电动势） E非dl
6 一段含源电路的欧姆定律：U A B U A U B IiR i i
7 基尔霍夫定律：基尔霍夫第一定律： Ii 0
基尔霍夫第二定律： IiRi i
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稳恒电流的磁场及磁介质
一 基本要求 1 掌握磁感应强度的定义及其物理意义。 2 掌握毕奥－萨伐定律，并能运用它计算几何形状简单的载 流导体产生的磁场分布。 3掌握磁感应线和磁通量的物理意义，能计算简单非均匀磁 场中某回路所包围的磁通量。 4 了解并能计算运动电荷产生的磁场。 5 了解安培环路定理的物理意义，并能用它计算一些特殊情
无限长载流直导线外一点的磁感应强度 B 0 I 2 a
N匝圆形载流线圈轴线上一点的磁感应强度
B
2
0
R2
NIR2 x2
3 2
圆心处 B 0 NI
2R
无限长螺线管内部的磁感应强度 B0nI
3 磁通量：BdS；磁场的高斯定理 BdS0
S
4 安培环路定理
LB dl 0
Ii
S
5 安培力公式：微分形式 dFIldB
2 静电平衡导体上的电荷分布：
导体内部 q=0；导体表面σ＝ε0E ；
3 讨论有导体存在时静电场分布问题的基本依据：
高斯定理；电势的概念；电荷守恒定律；导体的静电平衡条件。
讨论静电场分布问题的有力工具是电场线。
4 静电屏蔽：导体空腔（不论接地与否）内部电场不受壳外电场
的影响；接地导体空腔外部的电场不受空腔内部电荷的影响。
1了解电介质的极化现象和电介质对电场的影响。 2掌握用电介质中的高斯定理计算有介质存在时，静电场中的 电位移矢量和的方法。 3掌握计算静电场能量的方法。
内容提要
1 静电场中电介质的极化：非极性分子的位移极化和极性分子
的取向极化。
2极化强度矢量
r P
pr i
3极化电荷面密度VPr ern
4 电位移的定义式 D0EP
5 电容器的电容：定义式 C Q U
平行板电容器
C
0S d
柱型电容器
C
2 0l ln R 2
R1
6电容器的连接
球型电容器 C 40R1R2
R2 R1
串联电容器的电容 1 1
C i Ci
并联电容器的电容 C Ci
i
7电容器的储能：
1Q2 W
1CU2 1QU
2C 2 2
静电场中的电介质
大学物理电磁学复习内容
8 典型电荷分布的场强：
均匀带电球面
E0（球面内）；E
1
q
均匀带电无限长圆柱面：E0（柱面内4） ；0 Err2
rˆ （球面外）；
1 r（ˆ 柱面外）； 2 0 r
均匀带电无限大平面
E
2 0
nˆ，方向垂直于带电平面；
9 静电场的环路定理 Edl 0 l
10
电势差
U1U2