电磁学第一章
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一、对自然界中电磁现象的观察和认识；（定性研究） 二、库仑实验定律（电荷相互作用的定量研究）； 三、科学家伏打等人发现电流并制成伏打电堆 （从
静电的研究进入到研究动电的新阶段）； 四、奥斯特实验和法拉第电磁感应定律； （揭示了
电和磁的相互联系） 五、麦克斯韦电磁理论和电磁波（电磁理论的统一）。
内 容：
2、电量的单位及 k的数值
在国际单位制（SI）中，基本单位有：长度单位 （米）、质量单位（千克）、时间单位（秒） 、电流单位 （安培）、温度单位（开）、物质的量单位 （摩尔）、发 光强度单位（坎德拉）7个。电磁学中单位制采用MKSA制。
依据物理公式导出的其它物理量的单位称为导出单位， 例如：
(1) 电量的单位—依据 q I t导出为 1库仑 1安培 秒
（2）梁灿彬，秦光戎，梁竹键。《电磁学》，人民教育出版社。 （3）贾起民，郑永令。《电磁学》（上册、下册），
复旦大学出版社。 （4）徐游。《电磁学》，江苏教育出版社。 （5）孙启美。《电磁学试题库》，吉林大学出版社。 （6）张之翔。《电磁学千题解》，科学出版社。
绪论
电磁理论建立过程中的几个关键阶段：
§1 静电场的基本现象和基本规律
一、电荷
1、摩擦起电 物体由于摩擦有了吸引轻小物体的性质，它就带了电，
有了电荷，这种带电叫摩擦起电。
2、两种电荷 实验表明，自然界中只存在两类电荷：正电和负电，
且同性电荷相斥、异性电荷相吸引。
规定：丝绸摩擦过的玻璃棒，棒上带电为正；毛皮摩擦 过的硬橡胶棒，棒上带电为负。
物理学的发展已经经历了三次大突破
17、18世纪，由于牛顿力学的建立和热力学的 发展，引发了第一次工业革命（蒸汽机和发展机械 工业）；19世纪麦克斯韦电磁理论的建立，引发了 第二次工业革命（制造了电机、电器和电讯设备， 引起了工业电气化）；20世纪以来，爱因斯坦相对 论和量子力学的建立，人类进入了原子能、电子计 算机、自动化、激光、空间科学等高新技术时代。
一.静电场及基本性质(第一、二章）
二.稳恒电流、磁场及基本性质(第三、四、六章）
三.电磁感应现象及规律(第五章）
四.Maxwell 电磁理论和电磁波(第八章）
电磁场的统一性 物质性 相对性
思路：实验规律
场的 性质
场与物质的 相互作用
第一章 静电场
§1 静电的基本现象和基本规律 §2 电场 电场强度 §3 高斯定理 §4 电位及其梯度
现代物理学正孕育着新的突破，可以预期，如果 在粒子物理领域实现物理学的大突破，将给人类的生 活以
使用主教材：
赵凯华，陈熙谋。《电磁学》（上册、下册），第二版， 高等教育出版社。
教学参考书目：
（1）赵凯华，陈熙谋。《电磁学》（新概念物理教程）， 高等教育出版社。
3、物质按导电性能分类
(1) 导体 (2) 绝缘体 (3) 半导体
四、库仑定律
1、内容
真空中，两个静止点电荷之间的相互作用力，其大 小与两者电量的乘积成正比、与它们之间距离的平方成 反比，方向沿两电荷连线，且同性相斥、异性相吸。
q1 r
q2
q1 施力
q2 受力
若两电荷同号 若两电荷异号
斥力 吸引力
数学表达形式为： 写成等式形式则有：
r F12
r F12
q1q2
r122
k q1q2 r2
12
12
12
k为比例系数
其中
r12
r12 r12
为由 q1 指向 q2 的单位矢量
同理有 :
r
F21
k q1q2 r2
21
21
r21 r12
即静止电荷之间的库仑力满足牛顿第三定律。
(2) k 的大小—在库仑定律中由物理测量确定：
设两点电荷 q1 q2 1 C ,真空中相距 r =1m ,力的单
位为牛顿(N)。所得数值为：
k 9 10 9 N m2 C 2
为以后使用方便(少出现因子 4 ）
令 K 1
4 0
0 8.85 1012
c2 m2 N
真空介电常量 真空电容率
A
B
A
B
(a)
(b)
(c)
(d)
2、电荷守恒定律
电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一 个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到 另一部分，也就是说，在任何物理过程中，电荷的代数 和是守恒的。
[说明] ：
(1) 电荷守恒定律是一切宏观、微观过程均遵守的规律；
(2) 电荷的量子化；
电子电量大小
给学习物理的同学们：
“科学是一种方法。它教导人们：一些事物是怎样被
了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什么程度，如 何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则；如何思考事 物，做出判断，如何区别真伪和表面现象”。
——R.P费曼
“我从不迷信权威，但命运捉弄了我——我自己变成
了权威”
——A.爱因斯
坦
以上是两位著名物理学家的话，希望它们能成为大家 学习物理的座右铭。学习课程除了掌握基本知识外，更重 要的是学习一种科学的思维方法。正如一个古老的故事所 讲的那样，学生从老师那里得到的，应该是一个点石成金
至此，库仑定律可表述为： （略去足标）
F
K
q1q2 r2
rˆ
3、关于库仑定律的几点说明： (1) 真空、点电荷间作用力
真空 —物理上指没有原子或分子存在的空间，但并非 一无所有；
点电荷—指带电体本身几何线度比它与其它带电体的间 距小得多（ l r），象质点一样是客体的抽 象，是理想模型（抓住主要方面),具有相对意义。
库仑,是电荷的最小单元，
物体带电是基本e电1子.6电10量19 的整数倍（不连续）。
三、物质的电结构 导体与绝缘体 1、物质组成与原子结构
核外电子
分子 原子
质子
原子核
中子
2、起电的物理解释
摩擦起电——摩擦引起核外电子运 动速度V变大，克服 原子核的束缚而发生转移。
感应起电——导体中自由电子在外电场力作用下从物体 的 一部分转移至另一部分。
3、电荷测量
（1）电量的测量
验电器 （金属球）
（金属箔）
静电计
动 静
(a) 验电器：张开情况可定性 说明电量多少
(b) 静电计：弧度刻尺上读数， 可用于测量电位
（2）电荷正负判定
同性
张角变大
已带某种已知电荷
异性
张角变小
二、静电感应 电荷守恒定律
1、静电感应
另一种重要的起电方法是静电感应，静电 感应实质上为电荷转移的过程：
静电的研究进入到研究动电的新阶段）； 四、奥斯特实验和法拉第电磁感应定律； （揭示了
电和磁的相互联系） 五、麦克斯韦电磁理论和电磁波（电磁理论的统一）。
内 容：
2、电量的单位及 k的数值
在国际单位制（SI）中，基本单位有：长度单位 （米）、质量单位（千克）、时间单位（秒） 、电流单位 （安培）、温度单位（开）、物质的量单位 （摩尔）、发 光强度单位（坎德拉）7个。电磁学中单位制采用MKSA制。
依据物理公式导出的其它物理量的单位称为导出单位， 例如：
(1) 电量的单位—依据 q I t导出为 1库仑 1安培 秒
（2）梁灿彬，秦光戎，梁竹键。《电磁学》，人民教育出版社。 （3）贾起民，郑永令。《电磁学》（上册、下册），
复旦大学出版社。 （4）徐游。《电磁学》，江苏教育出版社。 （5）孙启美。《电磁学试题库》，吉林大学出版社。 （6）张之翔。《电磁学千题解》，科学出版社。
绪论
电磁理论建立过程中的几个关键阶段：
§1 静电场的基本现象和基本规律
一、电荷
1、摩擦起电 物体由于摩擦有了吸引轻小物体的性质，它就带了电，
有了电荷，这种带电叫摩擦起电。
2、两种电荷 实验表明，自然界中只存在两类电荷：正电和负电，
且同性电荷相斥、异性电荷相吸引。
规定：丝绸摩擦过的玻璃棒，棒上带电为正；毛皮摩擦 过的硬橡胶棒，棒上带电为负。
物理学的发展已经经历了三次大突破
17、18世纪，由于牛顿力学的建立和热力学的 发展，引发了第一次工业革命（蒸汽机和发展机械 工业）；19世纪麦克斯韦电磁理论的建立，引发了 第二次工业革命（制造了电机、电器和电讯设备， 引起了工业电气化）；20世纪以来，爱因斯坦相对 论和量子力学的建立，人类进入了原子能、电子计 算机、自动化、激光、空间科学等高新技术时代。
一.静电场及基本性质(第一、二章）
二.稳恒电流、磁场及基本性质(第三、四、六章）
三.电磁感应现象及规律(第五章）
四.Maxwell 电磁理论和电磁波(第八章）
电磁场的统一性 物质性 相对性
思路：实验规律
场的 性质
场与物质的 相互作用
第一章 静电场
§1 静电的基本现象和基本规律 §2 电场 电场强度 §3 高斯定理 §4 电位及其梯度
现代物理学正孕育着新的突破，可以预期，如果 在粒子物理领域实现物理学的大突破，将给人类的生 活以
使用主教材：
赵凯华，陈熙谋。《电磁学》（上册、下册），第二版， 高等教育出版社。
教学参考书目：
（1）赵凯华，陈熙谋。《电磁学》（新概念物理教程）， 高等教育出版社。
3、物质按导电性能分类
(1) 导体 (2) 绝缘体 (3) 半导体
四、库仑定律
1、内容
真空中，两个静止点电荷之间的相互作用力，其大 小与两者电量的乘积成正比、与它们之间距离的平方成 反比，方向沿两电荷连线，且同性相斥、异性相吸。
q1 r
q2
q1 施力
q2 受力
若两电荷同号 若两电荷异号
斥力 吸引力
数学表达形式为： 写成等式形式则有：
r F12
r F12
q1q2
r122
k q1q2 r2
12
12
12
k为比例系数
其中
r12
r12 r12
为由 q1 指向 q2 的单位矢量
同理有 :
r
F21
k q1q2 r2
21
21
r21 r12
即静止电荷之间的库仑力满足牛顿第三定律。
(2) k 的大小—在库仑定律中由物理测量确定：
设两点电荷 q1 q2 1 C ,真空中相距 r =1m ,力的单
位为牛顿(N)。所得数值为：
k 9 10 9 N m2 C 2
为以后使用方便(少出现因子 4 ）
令 K 1
4 0
0 8.85 1012
c2 m2 N
真空介电常量 真空电容率
A
B
A
B
(a)
(b)
(c)
(d)
2、电荷守恒定律
电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一 个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到 另一部分，也就是说，在任何物理过程中，电荷的代数 和是守恒的。
[说明] ：
(1) 电荷守恒定律是一切宏观、微观过程均遵守的规律；
(2) 电荷的量子化；
电子电量大小
给学习物理的同学们：
“科学是一种方法。它教导人们：一些事物是怎样被
了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什么程度，如 何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则；如何思考事 物，做出判断，如何区别真伪和表面现象”。
——R.P费曼
“我从不迷信权威，但命运捉弄了我——我自己变成
了权威”
——A.爱因斯
坦
以上是两位著名物理学家的话，希望它们能成为大家 学习物理的座右铭。学习课程除了掌握基本知识外，更重 要的是学习一种科学的思维方法。正如一个古老的故事所 讲的那样，学生从老师那里得到的，应该是一个点石成金
至此，库仑定律可表述为： （略去足标）
F
K
q1q2 r2
rˆ
3、关于库仑定律的几点说明： (1) 真空、点电荷间作用力
真空 —物理上指没有原子或分子存在的空间，但并非 一无所有；
点电荷—指带电体本身几何线度比它与其它带电体的间 距小得多（ l r），象质点一样是客体的抽 象，是理想模型（抓住主要方面),具有相对意义。
库仑,是电荷的最小单元，
物体带电是基本e电1子.6电10量19 的整数倍（不连续）。
三、物质的电结构 导体与绝缘体 1、物质组成与原子结构
核外电子
分子 原子
质子
原子核
中子
2、起电的物理解释
摩擦起电——摩擦引起核外电子运 动速度V变大，克服 原子核的束缚而发生转移。
感应起电——导体中自由电子在外电场力作用下从物体 的 一部分转移至另一部分。
3、电荷测量
（1）电量的测量
验电器 （金属球）
（金属箔）
静电计
动 静
(a) 验电器：张开情况可定性 说明电量多少
(b) 静电计：弧度刻尺上读数， 可用于测量电位
（2）电荷正负判定
同性
张角变大
已带某种已知电荷
异性
张角变小
二、静电感应 电荷守恒定律
1、静电感应
另一种重要的起电方法是静电感应，静电 感应实质上为电荷转移的过程：