大学物理下复习资料.ppt

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1、大学物理下复大学物理下复习资料料9-1 电荷电荷 库仑定律库仑定律9-2 电场强度电场强度9-3 静电场中的高斯定理静电场中的高斯定理9-4 静电场中的环路定理静电场中的环路定理 电势电势9-5 电场强度与电势梯度的关系电场强度与电势梯度的关系第九章第九章 静电场静电场第九章第九章 静电场静电场基本概念基本概念基本定理基本定理基本计算：基本计算：静电场的场量静电场的场量点电荷点电荷电场叠加性电场叠加性关系关系本章内容要点本章内容要点无限大带电平面无限大带电平面 几种特殊带电体的场强分布几种特殊带电体的场强分布无限长均匀带电细杆无限长均匀带电细杆无限长均匀带电无限长均匀带电圆柱体圆柱体 无限长均

2、匀带电无限长均匀带电圆柱面圆柱面沿轴线方向单位长沿轴线方向单位长沿轴线方向单位长沿轴线方向单位长度圆柱面上的电量度圆柱面上的电量度圆柱面上的电量度圆柱面上的电量沿轴线方向单位长沿轴线方向单位长沿轴线方向单位长沿轴线方向单位长度圆柱体上的电量度圆柱体上的电量度圆柱体上的电量度圆柱体上的电量均匀带电球面均匀带电球面均匀带电球体均匀带电球体 均匀带电圆环轴线上一点均匀带电圆环轴线上一点均匀带电圆平面轴线上一点均匀带电圆平面轴线上一点一种特殊带电体的电势分布一种特殊带电体的电势分布均匀带电球面电场中电势的分布，已知均匀带电球面电场中电势的分布，已知 R，qR+q结论：均匀带电球面，球内的电势等于球表面

3、的电势，结论：均匀带电球面，球内的电势等于球表面的电势，球外的电势等效于将电荷集中于球心的点电荷的电势。球外的电势等效于将电荷集中于球心的点电荷的电势。10-1 静电场中的导体静电场中的导体10-2 电容电容 电容器电容器10-3 静电场中的电介质静电场中的电介质10-4 静电场的能量静电场的能量第十章第十章 静电场中的静电场中的 导体和电介质导体和电介质导体的静电平衡条件导体的静电平衡条件导体表面的场强与表面垂直导体表面的场强与表面垂直导体内部场强处处为零导体内部场强处处为零静电平衡时导体上的电荷分布静电平衡时导体上的电荷分布有导体存在时场强和电势的计算有导体存在时场强和电势的计算电荷守恒定

4、律电荷守恒定律静电平衡条件静电平衡条件电荷分布电荷分布孤立导体的电容孤立导体的电容电容器的电容电容器的电容电容器的并联电容器的并联a、b之间电势差之间电势差电容器的串联电容器的串联静电场中的电介质静电场中的电介质对于充满相对电容率对于充满相对电容率 r电介质的空间，考虑到电介质的空间，考虑到电介电介质与电场的相互作用质与电场的相互作用，所有，所有静电学表达式中的静电学表达式中的 0将将以以 0 r替代替代.介质中的高斯定理介质中的高斯定理电位移矢量电位移矢量真空中真空中介质中介质中对于均匀介质对于均匀介质极化率极化率电容器的电容器的能量能量静电场的能量密度静电场的能量密度静电场的能量静电场的能

5、量第十一章第十一章 恒定磁场恒定磁场11-1 恒定电流恒定电流11-2 磁场磁场 磁感应强度磁感应强度11-3 毕奥毕奥 萨伐尔定律萨伐尔定律11-4 磁场的高斯定理和安培环路定理磁场的高斯定理和安培环路定理11-5 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动11-6 磁场对载流导线和载流线圈的作用磁场对载流导线和载流线圈的作用*11-7 电磁场的相对论变换电磁场的相对论变换毕奥毕奥 沙伐尔定律沙伐尔定律 一段载流导线在一段载流导线在P 点产生的磁场点产生的磁场 载流直导线外载流直导线外一点的磁场一点的磁场圆弧形电流中心圆弧形电流中心圆电流圆心圆电流圆心运动电荷的磁场运动电荷的磁

6、场 q+vrBrrr q vrBrrr 运动电荷的磁场运动电荷的磁场沿沿 方向方向沿沿 方向方向磁场中的高斯定理磁场中的高斯定理磁通量磁通量安培环路定理安培环路定理电电场场、磁磁场场中中典典型型结结论论的的比比较较外外内内内内外外长长直直圆圆柱柱面面电荷均匀分布电荷均匀分布电流均匀分布电流均匀分布长长直直圆圆柱柱体体长直线长直线I I 长直载流螺线长直载流螺线管的磁场分布管的磁场分布内内外外环形载流螺线环形载流螺线管的磁场分布管的磁场分布内内外外无限大载流导体薄板的磁场分布无限大载流导体薄板的磁场分布abcd.板外板外板间板间q 洛仑兹力洛仑兹力 圆周运动圆周运动:直线运动：直线运动：r R

7、带电粒子在电场和带电粒子在电场和磁场中的运动磁场中的运动速度选择器速度选择器 回旋加速器回旋加速器质子同步加速器质子同步加速器质谱仪质谱仪霍耳效应霍耳效应I I I q q bI abazzxxyy安培力安培力I均匀磁场中均匀磁场中磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用磁矩磁矩(磁偶极矩磁偶极矩):磁场对载流线磁场对载流线圈的磁力矩圈的磁力矩I 电偶极子电偶极子 磁偶极子磁偶极子dII 模型模型偶极矩偶极矩 在外场中在外场中 力矩力矩 势能势能 载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功I 12-1 磁介质磁介质 磁化强度磁化强度12-2 介质中的磁场介质中的磁

8、场 磁场强度磁场强度12-3 铁磁质铁磁质第十二章第十二章第十二章第十二章 磁场中的磁介质磁场中的磁介质磁场中的磁介质磁场中的磁介质磁介质的分类磁介质的分类抗磁质抗磁质铁磁质铁磁质 r 1,B 1 ,B B0（顺磁性顺磁性）r 大于大于1但非常接近但非常接近1：1.00001 to 1.003.r 1,B B0 (铁磁性铁磁性)IIII电介质中的电介质中的高斯定理高斯定理磁介质中的磁介质中的安培环路定理安培环路定理 称为相对电容率称为相对电容率或相对介电常量或相对介电常量之间的关系之间的关系之之间的关系间的关系称为相对磁导率称为相对磁导率磁导率磁导率3.有剩磁、磁饱和及磁滞现象。有剩磁、磁饱和

9、及磁滞现象。铁磁质的特性铁磁质的特性铁磁质的特性铁磁质的特性2.有很大的磁导率。有很大的磁导率。放入线圈中时可以使磁场增强放入线圈中时可以使磁场增强102 104倍。倍。4.温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。1.磁导率磁导率不是一个常量，它的值不仅决定于原线不是一个常量，它的值不仅决定于原线 圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。B 和和H 不是线性关系。不是线性关系。电磁铁电磁铁,继电继电器、电机、以器、电机、以及各种高频电及各种高频电磁元件的磁芯磁元件的磁芯 磁棒磁棒永磁铁：磁电永磁铁：磁电式电表、耳机

10、式电表、耳机中、扬声器中、扬声器记忆元件记忆元件 铁磁质的应用铁磁质的应用13-1 电磁感应定律电磁感应定律 Laws of Induction13-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势 Motional Emf and Induced Emf 13-3 自感和互感自感和互感Self-Induction and Mutual Induction 13-4 磁场的能量磁场的能量Energy in a Magnetic Field 13-5 麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论 Maxwells Theory of Electromagnetism13-6 电磁波波动方程电磁波波动方程

11、13-7 电磁波的能量和动量电磁波的能量和动量13-8 电磁波的辐射电磁波的辐射 第十三章第十三章 变化的电磁场变化的电磁场 本章重要内容回顾本章重要内容回顾1、电磁感应、电磁感应电磁感应定律电磁感应定律楞次定律楞次定律感应电流的方向总是反抗引感应电流的方向总是反抗引起感应电流的原因起感应电流的原因2、动生电动势、动生电动势3、感生电动势、感生电动势B空间均匀空间均匀4.自感自感自感系数自感系数自感电动势自感电动势5.互感互感互感系数互感系数互感电动势互感电动势自感磁能自感磁能互感磁能互感磁能磁能密度磁能密度磁场能量磁场能量6.磁场能量磁场能量位移电流位移电流位移电流密度位移电流密度全电流全电

12、流安培环路定理的普遍形式安培环路定理的普遍形式麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是对宏观电磁场规律完整的系统的麦克斯韦方程组是对宏观电磁场规律完整的系统的总结，它可以解释所有的宏观电磁现象，得出电磁总结，它可以解释所有的宏观电磁现象，得出电磁场的各种性质。场的各种性质。对于各向同性介质对于各向同性介质电磁波的性质电磁波的性质1.电磁波在真空中以光速电磁波在真空中以光速c传播传播xyz2.电磁波为横波，电磁波为横波，呈右手螺旋关系呈右手螺旋关系3.和和 相位相同、频相位相同、频率相同率相同4.和和 的量值关系的量值关系能量密度能量密度电磁波的能流密度电磁波的能流密度(辐射强度辐射强度)（

13、坡印廷矢量）（坡印廷矢量）能流密度矢量能流密度矢量平均能流密度平均能流密度(电磁波的强度电磁波的强度I)电磁振荡电磁振荡天线天线 为了有效地发射电磁波，需要采取如下措施：为了有效地发射电磁波，需要采取如下措施：(1)由于电磁波辐射功率由于电磁波辐射功率 4,通过通过增加增加，以增加以增加电磁波辐射功率电磁波辐射功率.具体措施具体措施L C (2)开放回路，使电场及磁场向空间开放开放回路，使电场及磁场向空间开放电磁波的产生电磁波的产生振荡的电偶极子振荡的电偶极子(发射天线发射天线)Energysource LC 振荡器振荡器变压器变压器 传输线传输线 电偶极天线电偶极天线C R L P Hi,M

14、iss Peltier.I remember your name.You were in my 8.01 class.Q:And is this a physics lecture?Ask the students.I dont know.Q:Very handsome and charming.OK.So are you.Q:I think you know the answer to that one.Q:OK,I think we have the right person.Q:We have a song to sing to you.Q:Singing:When I was youn

15、g I never needed anyone.But speaking words of wisdom,times have changed.Maxwells equations are too hard for me,so please justhelp me,help me.Help.I need somebody.Help.Not just anybody.Help.Mit.Lec.36:32 36 You know I need someone.Walter.When I was younger,so much younger than today.I never needed an

16、ybodys help in any way.But now these days are gone,Im not so self-assured,now Ive found my homeworks hard,know nothinganymore.Help me if you can Im failing now.Walter Lewin,cant do physics,I dont know how.I am on pass-fail,dont let me down.Wont you please,please pass me?When I was dumber,so much dumber than today,Ididnt know about Lentz,Maxwell or Faraday.But now those days are gone,Im not so dumb no more.Thanks to 8.02 and our daring professor.汇报完毕！谢谢汇报完毕！谢谢！