自考物理(工)重点集.pdf

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1、目录目 录.I自考物理（工）复习重点（1）.1第一章质点运动学和牛顿运动定律.1自考物理（工）复习重点（2）.6第二章守恒定律.6自考物理（工）复习重点（3）.13第三章气体动理论.13自考物理（工）复习重点（4）.19第四章热力学基础.19第一部分：热力学第一定律.19第二部分：热力学第二定律.24自考物理（工）复习重点（5）.25第五章静电场.25自考物理（工）复习重点（6）.36第六章稳恒电流的磁场.36自考物理（工）复习重点（7）.44第七章电磁感应与电磁场.44自考物理（工）复习重点（8）.49第八章机械振动.49自考物理（工）复习重点（9）.51第九章 机械波.51自考物理（工）复

2、习重点（10）.56第十章电磁振荡与电磁波.56自考物理（工）复习重点（11）.57第十一章波动光学.58自考物理（工）复习重点（12）.63第十二章狭义相对论基础.63自考物理（工）复习重点（13）.66全国2010年 4 月高等教育自学考试物理（工）试题.71全国2010年 7 月高等教育自学考试物理（工）试题.81自考物理（工）复习重点（1）第一章质点运动学和牛顿运动定律本章的内容相对来说，是最简单易学的一章内容，在中学基本上都已学会，只是稍稍加深了一点。本章有两个内容，一是质点运动，二是牛顿运动定律。第一部分：一、参考系、质点的概念（领会）我们在中学里学习时，讲到一个“参照物”的概念，

3、这里讲的就这个参照物，它就是参考系，在这个参考系上建立一个坐标系，就可以确定被研究物体的位置，以及它的相对运动。质点就是把一个物体看作是没有其他（对研究本问题不相关）物理特征的一个点，以简化对问题的研究。其前提是这种简化不会对问题研究所得的结论有大的影响。比如有一条长长的火车过桥，我们就不能将它简化成一个点来研究其过桥时间，但是对于其重力加速度的研究，我们就可以将它看成一个质点。二、速度和加速度（领会）位置矢量是指质点在空间的位置，也就是它离参考系坐标原点的距离。可以用三个坐标轴的分量来表示。（矢量是有方向的）位移矢量就不是指质点的位置，而是反映质点在一段时间内位置的变化。就是它的位置矢量的增

4、量（这个增量也是有方向的）这里提一下路程，它是一个标量，只有大小，不反映方向。比如说我在原点O 处 在 1 秒钟内往东跳了 10米 和 在 10秒钟内往西走了10米，路程是一样的，而位置矢量则有两个不同的值：10和 1 0,位移矢量则和时间有关，在 1 秒钟内，前者的位移是+10米，后者则是1 米。瞬时速度：因为物体运动情况千变万化，用一段时间内的位移量来表示其运动不够充分，因此要把质点每一时刻的运动方向及快慢表示出来的话，就要把这个“一段时间”充分缩短。瞬时速度就是在这个充分短的时间内质点的运动快慢和方向（注意：是有方向的）而瞬时速率则不考虑方向，只考虑大小。瞬时速度就是位置矢量对时间的一阶

5、导数，也就是位置矢量r 随时间的变化率。（我们应该在这个时候把导数这部分数学内容找出来复习一下，如果已经忘了的话）。它也可以分解为沿三个坐标轴方向的分速度来表示v=vxi+vyj+vzk瞬时加速度也是一个矢量，它是表示速度变化率的一个物理量，就是速度矢量对时间的一阶导数，也是位置矢量对时间的二阶导数。（这里我们要记住速度方向是由该时刻质点所在轨道的切线方向确定的，并指向前进方向）三、几种典型的质点运动1、匀加速直线运动（综合应用）也就是要能够对匀速直线运动、匀加速直线运动的应用题进行全面掌握，包括落体运动、上抛运动、汽车相撞、刹车等实际运动进行分析求解速度矢量、加速度、运动时间等问题进行求解。

6、要掌握四个基 本 公 式（其实可以通过X对 t 求导得到）及其变形。:(1)x=xO+vt(2)v=vO+at(3)x=x0+v0t+0.5at2(4)v2v20=2a(xxO)2、抛 体 运 动（简单应用）这个运动是二维运动，有两个方向的运动分量，我们要掌握的一般是不计空气阻力的抛物运动、子弹运动、炮弹运动之类的计算。书上的公式看上去很复杂，我们其实只要记住两个基本公式vx=vOcosa 和 vy=vOsina gt这两个记住了，可以推出其他的式子，当然记住所有的式子是最好的。有空把这些式子抄在笔记本上，随时拿来背背，一定有好收成。3、圆 周 运 动（简单应用）质点在作匀速圆周运动时，它只有

7、一个加速度存在，这个加速度大小为a=v2/r,方向是沿着半径指向圆心，这就是向心加速度。质点在作变速圆周运动时，其加速度可分为两个分量，即一个法向加速度和一个切向加速度。前者就是向心加速度，它的存在使得物体不断改变运动方向（法向加速度和向心加速度的公式是相同的），后者是质点在运动轨迹上的加速度。四、角量描述（领会、简单应用）质点作圆周运动可以用角位移来表示,角位移的变化率就是角速度。而质点作圆周运动的速率V 就叫作线速度。角量与线量的关系应能换算：（1）s=R O （2）v=R c o （3）c o=d 0/d t（4）a n=R c o 2 （5）a x=R d（D/d t五、相对运动（简单

8、应用）就是两个变换式的应用。即 v=v O+v，a n a O+a9,也就是说，质点在当前参考系S中 的 速 度（加速度）等于质点在另一参考系S，中的速 度（加速度）与参考系S，对 于 S的 速 度（加速度）的矢量和。（用平行四边形法则可算得）。第二部分六、牛顿第一定律（领会）这就是惯性定律，就是力和运动的关系，在物体没有受到力的作用时，物体将保持原来的匀速运动或静止状态。力是物体间的一种相互作用。力的三要素是大小、方向、作用点。缺一就不能确定一个力。七、牛顿第二定律（领会）质量就是物体惯性的量度。也就是说，物体惯性的大小用质量来定量地描述。质量越大，惯性越大。惯性与体积和重量无直接关系。牛顿

9、第二定律就是一个公式：F=ma就是说，物体受力所获得的加速度是由这个外力的大小和它的惯性决定的。作用于一个质点上的力的矢量和即这些力的合力。对于力的分解和叠加，应该会“简单应用”就是能够作图、计算。八、牛顿第三定律（领会）即作用力与反作用力定律（大小相等、方向相反、同一直线）：对于这个定律，要掌握以下三点：同时存在、相互依存；两力分别作用在不同物体上，不能抵消；两力同类。九、力学中常见的力（简单应用）要记几个公式：万有引力：F=Gmlm2/r2G是一个常量6.67x101 lNm2/kg2,可以这么记：地球太阳拉拉吸（6.67）不 舍 依（11）,很形象吧，地球太阳永远互相吸引。重力：P=mg

10、 g=9.81m/s2重力加速度g在南北两极最大，赤道上最小（可能是因力热胀冷缩的缘故吧，在热的地方，东东都变轻了人_*）弹性力：F=kx正压力和支持力（这也是一种弹性力，是一对作用力与反作用力）张力：要注意的是在受张细杆或绳子在题中是否可忽略质量，只有在忽略质量的前提下，才可以应用一段绳内张力处处相等的结论O摩擦力：最大静摩擦f最大=pON滑动摩擦：自piN十、牛顿定律的应用（综合应用）这是本章的重中之重，也就是计算应用题的解法。“选对象、查运动、分析力、列方程”要养成作图解题的习惯。把要研究的对象分离出来，列出它所受的全部力，通过已知条件和待求量列出方程。通过习题可以基本掌握其应用方法。自

11、考物理（工）复习重点（2）第二章守恒定律本章重点是三个定理和三个守恒定律：即动量定理与动量守恒定律；角动量定理与角动量守恒定律；以及功能原理与机械能守恒定律。第一部分：一、动量与冲量、质点的动量定理（领会及简单应用）动量的概念：动量是物体的质量和其速度的乘积P=mv（“动”就是有速度v,“量”就是质量m,所以动量就是和这两个东东有关勺人）动量是矢量。动量和速度及质量有关，但和力F有什么关系呢？有，当一个物体在某一瞬时动量发生改变时，就表明在这一瞬时有一个合外力作用于它上面，反过来说，当一个物体受到不等于0的合外力作用时，它的动量就会改变（因为这时有了加速度，使得速度变化，所以动量就变了。）当然

12、，如果物体的质量发生变化时（如一个装水的桶，在运动中水不断外流）它的动量也发生着改变，此时，F也在改变。外力F就是物体在该瞬时的动量时间变化率.它们都是矢量。冲力：量值很大、变化很快、作用时间很短的力。冲量的概念：就是在一段时间内，物体动量的增量（或者说是有方向的变化量）。这里保留了时间，有时虽然很短，但是它没消去。若是取极短的时间，则dI=Fdt这是质点动量定理的微分形式。若是取一段时间，则这个冲量就是对上式的定积分l4tlt2Fdt这就是质点动量定理的积分形式。所以说，冲量就是力和时间的积。它与动量的关系是，物体所受合外力的冲量等于物体动量的增量。冲量也是矢量。它的方向由动量P1P2的矢量

13、差可以确定。根据冲量式子可得到一个平均冲力F拔=1/（1）质点的动量定理（简单应用）：根据上面的学习，我们知道了力和冲量的关系。当物体动量发生相同的变化时，若期间经过的时间越长，则物体受到的力就越小。反之时间短则受力大。动量定理在应用时 一，要注意合力的冲量方向与受力物体的动量增量方向一致。一般来说，冲量的方向既不沿初动量方向，也不沿末动量方向。重要提示：请注意书中的符号，当该符号为粗体表示时，表明该物理量为矢量，若只用一般斜体时，它表示该量为标量，或只取其大小的量。手写时，矢量的字母上方用一箭头表示如：本网页将尽可能地加以区分。二、质点系的动量定理（领会）质点系：若干有相互作用的物体作为一个

14、整体考虑，当这些物体看作质点时，这组质点就称为质点系。简称为系统。系统内各质点的相互作用称为系统的内力，系统外其他物体对系统内任一质点的作用力称为系统所受的外力。质点系的动量定理表明：作用在系统上的外力的总冲量等于系统总动量的增量。要掌握一点：只有外力的作用才能改变物体的总动量。三、动量守恒定律（领会及综合应用）动量守恒定律的成立条件是：系统所受的合外力为零。应用该定律时，必须认真考虑定律成立的条件。或者考虑合外力是否可以忽略。另外，可以应用动量守恒定律的投影式来判断在某一方向上其合外力的投影是否为0.这在实际应用时很管用。而这一部分内容最重要的就是应用这个定律来解题。所以我们要认真完成每一道

15、题。从中总结出解题的方法和思路。第二部分：四、角动量定理（领会及简单应用）角动量：是指质点的动量与该质点对某参考点O的位矢R的乘积，用L表示 即：L=rxp它是一个矢量。大小为：L=rpsin（p方向按右手螺旋定则确定，即 当 质 点 相 对O顺时针转时，角动量方向穿过纸面向下，反之则向上。力 矩：引起物体动量改变的原因是力，引起物体角动量改变的原因是力矩。质 点 在 力F作用下 对参考点O的力矩就是力与该质点到O点位矢的乘积。力矩也是矢量：M=rxF其量值为：M=rFsin（p方向同角动量的判断。角动量定理：（就是动量定理的“力”字变成“力矩”后的定理：）它表 明，作 用 在 质 点 上 的

16、 合 外 力 矩 等 于 质 点 角 动 量 的 时 间 变 化 率。M=dL/dt我 们 应 运 用 该 定 理（公式）作一些简单运算。五、角动量守恒定律（简单应用）简单应用就是解一些简单的问题，做一些分析，论证等，只用到本知识点，不牵扯到别的很多知识点。因为动量守恒定律掌握以后，这个定律成了基本相同的东东。所以解题的难度不会很大。六、刚体绕固定轴的转动。（简单应用）刚体就是有一定大小形状，不会发生形变的物体，就是说，它在运 动 中，系统内任何两点间的距离恒保持不变。这里提到一个刚体的转动惯量：其实我们可以将它与物体的惯性来进行对应的理解，物 体 的 惯 性 只 与 质 量m有 关，而它的转

17、动惯量还与每个质点到转动中心的力臂r有 关，但都与其他量无关，所谓“惯”就是其本身性质决定的量。它的大小是物体的合外力矩M=Ia表示刚体在合外力矩M作用下所获得的角加速a与合外力矩的大小成正比，并与转动惯量成反比。这个公式与牛顿第二定律F=ma是不是一样的形式？力对应力矩、质量对应转动惯量、加速度对应角加速度。这两个公式一个是研究质点的运动，一个是研究刚体的运动使用的，当我们只考虑一个质点时，就运用F=m a,当研究的物体不能看作质点而是一个刚体时就要运用M=Ia这个定律。转动惯量的积分形式为：对积分的运算要复习一下高等数学。如果高等数学中的微积分还没学过的话，应该先进行学习或同步学习。要能够

18、运用这个定律来作一些刚体的转动惯量的计算及应用题。这里可以记住质量均匀圆盘对其盘心的转动惯量为1=mR2/2刚体的角动量定理和角动量守恒定律（领会）：这和质点的动量定理及动量守恒定律是对应的。完全可以理解。把力变成力矩，动量变成角动量，冲量变成冲量矩（就是全部与R有关）就记住了。第三部分：七、功与功率（简单应用）功是力所作的，是力沿着质点位移方向的力分量质点位移的乘积。功是一个标量，可正可负。合力的功等于各分力功的代数和。功的单位是焦尔（lJ=lN.m）功率：就做功的效率，与时间有关。功率单位是瓦特（W）主要是针对恒力的简单计算题及分析题的应用。八、动能、动能定理（综合应用）动能Ek=mv2/

19、2我们比较一下动量P=mv的公式，是不是后者对d v 的积分啊。合力物体所作的功等于物体动能的增量。动能定理公式就是动量定理公式对d v 的积分。W=EkEkO当合力作正功时，动能增加，当合力作负功时，动能减少。对于动能定理，要综合各个知识点解答计算题，包括其他定理的合理运用，来进行力、动量、冲量、速度等问题的求解。九、保守力、势 能（识记、领会）要记住的东东是：重力、万有引力、弹性力这几种力是常见的“保守力”（这一定是谁翻译过来的）。保守力就是具有作功与路径无关的特性的力。势能是一种机械能，它是物体在保守力作用下处于一定位置时的能量。要记住几个公式：重力势能的表示式：Ep=mgh（就是重力乘

20、高度）弹性势能：Ep=kx2/2（弹力对伸长度的积分）万有引力势能：Ep=GMm/r十、功能原理（简单应用）动能定理：W外+W内=叱10自考物理（工）复习重点（5）第五章静电场从本章起我们开始学习电磁学，按照考试命题要求，电磁学和力学 所 占 分 数 应 在50%以上，而电磁学很显然会占更多的分数，预计会在30分上下。因此电磁学的认真掌握是很重要的，但是这儿章内容多，公式复杂，要学好它，必须打实基础，弄清概念，记牢公式，否则可能浪费时间。本章的内容是围绕着“静电”及“静电场”展开的，从静电的基本现象 起，讨论了静电场，然后引出各种定量的概念，重点是高斯定理、场强的环路定理、电场强度和电势的计算

21、。一、静电的基本现象和规律自然界存在着两种电荷，正电荷和负电荷。区分的方法是“玻丝正，胶皮负”。（识记）一个电子所带的电量e是电荷的最小单元，称为基元电荷。注意基元电荷不是指电子，而是电量，自然界没有任何带电量比它更小带电体了，这个电量的值要记住：1.602x1019c（记忆）（识记）物质的电结构：就是物体微观上看是由原子核及电子的不同组合构成的，一般地说，核外电子与核内质子数相等，正负电荷“中和”就显出“不带电”现象，若有电子的转移，及物体失去或获得电子时，物体就会呈现带正电或带负电现象。在孤立系统中电子数是一定的，当电子转移时，就会在失去电子的物体上呈正电，得到电子的物体上呈负电，由于它们

22、是由同样的电子所引来的，因此在量值上应相等。（领会）大量实验表明，正负电荷总是同时出现或消失，而且量值相等，因此在孤立系统内，无论进行什么过程，电荷的代数和恒定不变，这就是电荷守恒定律。（识记）点电荷相类似于力学系统中的质点概念，当带电体的形状、大小不影响研究问题的结果或可忽略不计时，把带电体抽象为电荷集中于一个几何点的理想化模型。（简单应用）库仑定律：这是对静止点电荷相互作用力规律的总结。我们一看到这个描述就想到万有引力的描述（题外话）这个描述也就是一个正比，一个反比，一条连线，容易理解，公式是：那个比例系数，愿意的话，可以记一下：真空电容率 80-8.85xl012C2.Nl.m2（记忆）

23、所以这个比例系数1/4兀0=8.99xl09=9.0 xl09N.m2.C2（记忆）静电力也有方向，当有n个点电荷同时作用于某一点电荷时，这个静电力就等于每个点电荷单独存在时施于该点电荷的静电力的矢量和。这就是静电力的叠加原理，和力的叠加原理是一致的。根据这个定律（公式）应能计算点电荷之间的作用力。二、电场电场强度我们知道，力是物体与物体之间的作用，没有物体是不能作用的,哲学上有一条基本观点：即不以人的意志为转移的客观存在就是物质。而场这种看不见摸不着的东西也是一种物质，和不可见光一样，只是因为人的感觉的局限而无法直接观察，但它是存在的。静电场是由静电荷所激发的电场。电场中某点的电场强度就是带

24、有单位电量的电荷在该点所受电场力的大小，方向与正电荷在该点所受电场力方向相同。可见电场强度反映了电场在某一点的性质。我们要记住点电荷的电场中场强计算公式：电场强度的叠加就是把各个点电荷系产生的电场按照矢量相加的原理进行叠加。（综合应用）电场强度矢量的计算，要能计算点电荷的场强、多个点电荷场强的叠加、以及具有简单形状电荷均匀分布的连续带电体的电场中的场强。（书上的例子应当仔细学习）三、高斯定理静电场线其实就是静电场强度的形象化表示法。在电场中任一给定点附近，穿过垂直于场强方向的单位面积的电场线数也就是电场线数密度与该点的场强大小相等：.（识记）静电场线的特点：（1）静电场线有一个起点一个终点，不

25、是闭合线。起点是正电荷或无限远处，终点是负点荷或无限远处。也就是说，正电荷不可能是终点，负点荷不可能是起点。（2）在没有电荷的地方，电场线不会相交也不会中断。就是电场线的连续性。（领会）电通量：通过电场中某一个面的电场线数称为通过该面的电通量，穿过某一封闭曲面的电通量就是穿入与穿出该曲面的电场线条数之差。（一个任意的封闭曲面可以以一个没打足气的蓝球来进行理解，穿入球的内部的就是进，从球内部出来的就是出，有进有出的部分，可以抵消）电通量的计算公式：（综合应用）高斯定理反映了电场与场源电荷的关系。我们假设上面的那个球里有一个正的点电荷，则这个点电荷只有出来的电场线，穿过皮球的表面，因此穿过这个球的

26、电通量就是点电场在球表面每一点电通量的矢量和，结果是q/0而如果在这个球的外面有一个点电荷，则当它的电场线穿过皮球的表面时，进入球的内部，可是不一会儿，它又从里面穿出来了（可能是嫌里面太黑M）,结果对于这个球的表面来说，这个点电场在皮球表面上磁通量的总和是0.高斯定理说的就是这样的情况，它把一个点电荷扩大到任意多个，明确地指明：在真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的电荷的电量的代数和的1/E0,用公式表示为：注意，高斯定理表明了通过闭合曲面的电通量只与曲面内的电荷的电量的代数和有关，而与这些电荷在曲面内的电荷分布无关，与曲面外部的电荷也无关。但是对于这个曲面上某个面

27、元来说，这个地方的场强是与它们有关的。是曲面内外所有电荷共同产生的合场强。（因为对于这一个面元来说，它并不是闭合的，它更接近于一个点，其场强必然是各个电场场强的叠加。）高斯定理反映了静电场是有源场这一性质，也就是说，静电场是由静电荷激发的，如果没有静电荷，则不会产生静电场。高斯定理的应用：应用高斯定理定量计算一些电荷分布具有某种对称性的电场场强。要熟练掌握书上的例子。并记下两个结论：均匀带电球壳外的场强分布如同球壳上各点电荷集中与球心处的一个点电荷在该区域的场强分布一样，而其内部的场强处处为0.两个无限大均匀带电平面带有等量异号电荷时，电场分布在两个平面之间的区域内，为匀强电场，方向与带电平面

28、垂直，由带正电的平面指向带负电的平面。而在两平面的外侧，场强均为0.四、电势（识记）静电场力作功的特点：试探电荷在任意给定的静电场中移动时.，静电场力对电荷所作的功，只取决于被移动的电荷的电量和所经路径的起点和终点的位置而与移动的具体路径无关。这和引力、弹性力做功的特性类似。所以静电场力是保守力，静电场是保守力场。（领会）静电场力沿闭合路径所做的功为0.静电场场强的环流恒等 于0,这是静电场的环路定理。容易理解。（领会）电势差反映了静电场中两点的性质，（相当于重力场中的质点所处高度差）当选中电场中某一点作为参考标准，并规定此点的电势为0,那么电场中某点与标准点间的电势差就是电势。电势的物理意义

29、就是从某点将一单位电荷移动到标准点所作的功。（我觉得用电位更通俗些）（识记）等势面：电场中电势相等的各点构成的面叫等势面。等势面与电场线的关系是：（1）在静电场中，电场线与等势面处处正交；（2）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面；（3）等势面密集处的场强大，等势面稀疏处场强小。（领会）电荷在外电场中的静电势能。其大小为电量与该点电势的乘积：W=qU 一个电荷在外电场中的电势能是属于该电荷与产生电场的带电系统所共有的，其意思就说，某电荷在的位置的电势能既是该电荷所具有的，也是该带电系统所具有的。这里提到“电子伏”的单位，它不是电压单位，而是电势能单位，其大小 为leV=1.60 xl0

30、19 J这个大小的值与基元电荷的电量值相等。（记忆）（简单应用）计算静电场力的功：一般是用人=1 来计算，即算出两个位置的电势差，再乘以q值就是了。求电势的公式是（综合应用）综合几个知识点：一是电势和电势差的定义、二是点电荷的电势和电势的叠加原理。根据这儿个知识点来计算点电荷或简单几何形状、电荷均匀分布的、连续带电体的电场中的电势和电势差。主要公式是五、静电场中的导体什么是静电感应现象？就是把导体放入外电场中，导体内自由电子受外电场力作用定向运动，从而在导体两端面上出现等量异号电荷的现象。结果会产生一个附加电场。（识记）导体的静电平衡条件。当上述静电感应现象中导体内部自由电子移动停止下来时，导

31、体内部场强等于0.因为外电场与附加电场在导体内部方向相反，大小相等，叠加的效果就是互相抵消。这时就是导体达到静电平衡状态。可见，导体达到静电平衡状态的条件是:（1）导体内部场强处处为0.（2）导体表面的场强处处垂直于导体表面。这两个条件一个是内部，一个是导体表面，都是从导体内电子的定向运动停止的条件引出的。总的说，就是导体内部电子停止定向运动的条件。（识记）导体处于静电平衡状态时的电势及电荷分布特点：（1）整个导体是等势体，导体表面是等势面（2）导体表面附近任一点的电场强度的大小与该处导体表面上的面电荷密度成正比。（3）电荷只能分布在导体的表面，内部净电荷为0.静电平衡导体的应用主要是静电屏蔽

32、。一般地说孤立导体的表面凸出且曲率较大的地方电荷密度较大，若是尖端，则电荷密度非常大，场强很强，一般情况要避免，但是也有应用，如避雷针等。（领会）电容：电容的值是导体所带电量的值与导体的电势（差）的比值，C=q/（U1U2）O电容的值与该导体的带电量和电势无关，而是与其形状，大小、两极板之间的位置等因素有关。这好比一个物体的密度，虽然其大小可由M/V来反映，但事实上在确定的压力温度条件时，物体的密度与质量及体积无关一样。电容反映的是电容器两极板间充电到一定电压时，极板上存储的电荷或电能是多少。孤立导体可以理解为其中一个极板在无限远处（以致于该极板的形状大小都可忽略不计），其间介质为真空的电容器

33、。（简单应用）如课本中例子，计算平行板电容器等简单电容器的电 容（不过看到这些积分式子，想想要补数学课了）（综合应用）如课本中例5.9,运用电荷守恒定律、静电平衡条件及高斯定理等规律分析、计算导体上的电荷导体内外的电场强度与电势。（看见了吧，这里用到的基本概念有几个，基本定理、定律有几个，都记住了么）六、电介质电介质也就是绝缘体。当电容器中间使用不同的电介质时，会产生两极板间电势差不同的现象。而且这个电势差都小于电介质为真空的情况。这是为什么呢？且看了再说：我们知道，绝缘体内的电子被原子束缚得很紧，当这类介质进入电场时，这些电子不能脱离原子的束缚而自由移动，但是它们受到电场力的作用，会产生“极

34、化现象”。对于“有极分子”来说，分子电偶极子的正负电荷受到两个不同方向的力，所以将产生转向排列，正电荷基本上靠近电场线穿出的介质表面，而负电荷则靠近电场线穿入的介质表面上，此时，这些正负电荷既不能离开原子又不能自由转动，我们就称这些电荷为“极化电荷”（或称束缚电荷，这是相对于自由电荷而来的，自由电荷就是可以脱离原子束缚，在电场作用下可作定向运动的电荷，可以是正电荷也可以是负电荷）。这种在外电场作用下，电介质分子的电偶极矩趋于外电场方向排列，结果在电介质的侧面呈现极化电荷的现象就称为电介质的极化现象。有极分子电介质的极化现象称为“取向极化”（因为是有极的，所以它的方向会改变）而对于“无极分子”来

35、说，由于这个分子的正负电荷本来是呈现中心对称分布的，因此不会产生转动的现象，但是它们受到的力是相反的，因此正负电荷会产生相对位移，也就是分子中对称分布在四周的电荷往一边移动，中间的电荷往另一边移动，虽然不至于“分手”但正负电荷的中心已经不重合了，所以总的来看，电介质也呈现了极化现象。这种无极分子电介质的极化称为“位移极化”。正因为这种极化现象，使介质内部产生一个附加电场，这个电场抵消了一部分外电场，所以使得电容器两极板之间的电势差变小。由于介质不同，产生的极化效果不同，所以各种介质造成的电势差变化也不同，为了表示电介质的这种性质，我们引进了“相对电容率”的概念。即 其 中g=（）为这种电介质的

36、电容率。在平行板电容器两极板间充满各向同性均匀电介质后，两板间的电势差和场强都减少到板间为真空时的l/8 r.E=E 0/s r（简单应用）有电介质时的高斯定理。我们知道高斯定理是指：在真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的电荷的电量的代数和的1/EO.那么，极化后的电介质内部的静电场是否仍能运用这个定理呢？先来看看极化后电介质内部的电场强度矢量，由于介质内束缚电荷形成了附加电场，这个电场与外电场的矢量和为就是介质内部场强：E=EO+E，根据计算得场强大小为：可见，在电介质内部，合 场 强E总是小于自由电荷产生的场强E 0.但不为0,因为电介质与导体不同，它没有自由电

37、荷，虽然极化时正负电荷会产生转向或位移，但是均不能超出分子的范围，所以这些电荷是束缚电荷。这些电荷产生的场强只能使外电场削弱，但是不可能与外电场完全抵消（导体产生的静电感应现象则能使其内部场强为0）。当然在外电场强度达到一定程度时，也能导致电介质中的电荷脱离束缚而成为自由电荷，这就是电介质的击穿，使绝缘体成为导体。高斯定理不仅适用于真空，而且适用于有电介质的情形即；，但是由于电介质内部的电荷分布难以知晓（对于一般问题），所以要有一个更合适的表达方式来表达高斯定理。这个表达式是：其 中 的D称为电位移矢量，D=eE,用这个电位移矢量代替场强E就得到了一个电位移通量 D.这样有电介质时的高斯定理在

38、形式上比原来的高斯定理更简洁了，表述为：通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和（没有了 1/E0）O求解问题时也就不必考虑极化电荷的分布了。七、静电场的能量（简单应用）电容器储能：电容器把电源所做的功以电能的形式存储起来，这里根据儿个公式：如八=1；（、Q=CU等基本公式导出了电容器储能公式：。因此基本公式的熟悉记忆是很有好处的（其实就是一些基本概念及定律定理的表达式）。能量是存储在电场中的，而不是存储在电荷里。电场的能量存储与电场的体积有关系。对于任意电场，整个电场的总能量是能量密度的体积分。自考物理（工）复习重点（6）第六章稳恒电流的磁场本章仍和上一章一样，是

39、重点章，计算题的难点。主要应掌握磁感应强度的计算、毕奥萨伐尔定律、安培环路定律、安培定律及其应用。一、稳恒电流导体中产生稳恒电流的条件（识记）：就是导体中各点的电流密度j与时间无关，也就是在这个电场内，对于任意闭合曲面s,其内包含的电量不随时间变化，即dq/dt=O,即如下公式：其中j是电流密度，单位是A/m2.稳恒电场与静电场的相似性（识记）：稳恒电场静电场相同之处电荷分布及空间内电场分布均不随时间变化，因此，描述静电场性质的高斯定理和场强环路定理对于稳恒电场完全适用。可以引入电势的概念不同之处电荷在作定向运动电荷是静止的在稳恒电场中的导体内部场强不为零，导体两端有电势差且不随时间变化，因而

40、能形成稳恒电流 静电场内的导体内部场强为零。不会形成电流。维持稳恒场强要消耗能量。不需要消耗能量，或者说没有能量转换。电流密度和电源电动势的概念（领会）：概念比较简单。电流密度的大小等于通过某点垂直于电流方向的单位面积的电流强度。方向为正电荷通过该点时的运动方向。主要是要注意它是个矢量。电源电动势和电势差是一个相对应的量，就是电源中工作时，非静电力克服静电力将正电荷从负极通过电源内部移送到正极所做的功。要注意的是，即使电源没有接通，没有做功的情况下，其电动势仍然是存在的，它是表征电源本身特性的物理量。我们时常说的干电池的电压为1.5V其实是指电动势。电动势是个标量，但是它也有方向（这个方向不是

41、指空间里的方向，而是人为规定的一个方向，一般规定自负极经电源内部到正极的方向为电动势的正方向）。单位是V二、磁场、磁感应强度磁的基本现象（识记）：电流与磁铁、电流与电流之间均有相互作用力，这些力称为磁力。安培的分子电流假说（识记）：认为磁现象的根源是电流，物质的磁性源于构成物质分子中存在的环形电流（分子电流）。无论是导线中电流周围空间，还是磁铁财围空间的磁性，它们都起源于电荷的运动。静止的电荷只产生电场不产生磁场。磁场是由运动的电荷产生的，磁场又会对运动的电荷产生磁力作用。磁场也是物质存在的一种形式。（我想，人在运动时很可能会产生一个什么场的吧，有待于研究研究：）磁感应强度的定义（领会）：我们

42、在上一章学过，静电荷在电场中要受到静电力的作用。由这个静电力引出了一个场强的概念。现在,运动电荷在磁场中要受到磁力的作用，为了反映磁场中某处的磁场强弱，我们引入了磁感应强度的概念。磁场中某点的磁感强度为：单位是T（特斯拉）。即 N/Cxm/s,记住原始单位，有助与记住公式。磁感强度是个矢量，磁场中某点B 的方向就是当电荷运动时受力为零时它的运动方向。运动电荷在磁场中的受力方向总是垂直于它的运动方向，当它的运动速度不变，而方向垂直于磁感方向时，电荷受力Fmax为最大。三、毕奥萨伐尔定律我们前面已经知道，电荷的运动会产生磁场，那么运动电荷（电流）产生的磁场中，磁场是如何分布的？这就是毕奥萨伐尔定律

43、所解决的问题：电流元Idl在空间某点P 产生的磁感应强度d B 的大小与电流元Id l的大小成正比，与电流和由电流元到P 点的位矢r 之间的夹角9的正弦值成正比，与电流元到P 点的距离r 的二次方成反比。如下公式：磁场也遵守叠加原理，整个载流回路在磁场中某点P 产生的磁感强度，等于各电流元在P 点产生的磁感强度的矢量和，即重点应用，就是根据毕奥萨伐尔定律和磁场叠加原理计算简单形状载流导线磁场的磁感强度。简单形状包括长直导线、圆线圈、正方形、矩形以及以上各种形状有规律的结合。这里有一些公式可以套用：对于直导线，它在某点P 的磁感强度公式为：如果P 点在直导线的延长线上，则该点的B 为零。如果P

44、点正好在导线一端的垂线上，且导线很长，则该点的磁感强度为：如果导线很长，P 点在导线的中部，则该点的磁感强度为：以上三个公式的记忆是十分必要的，特别要注意的就是分母中是2T TR 还是 47TR.对于圆形载流线圈，在距线圈轴线距离为X 处的磁感强度为：在圆形线圈的圆心处，磁感强度为：在轴线上离线圈很远处，磁感强度为：这里提到了一个磁矩的概念（识记）：磁 矩 P m =NISn就是线圈中的电流I与线圈所包围的面积S 的乘积。其方向与线圈的正法线方向相同。有了磁矩这个量，我们就可以把圆线圈的磁感强度公式应用到圆线圈上（离线圈较远处轴线上的磁感强度）另外，弧形线圈在圆心处的磁感强度为：有了上面这些公

45、式的支持，对一些简单形状的导线产生的磁感强度应该不难计算了。运动电荷的磁场（识记）：电流就是运动的电荷。电流的磁场就是大量作定向运动的电荷产生的。它的表达式为：注意此处的“X”表示叉积，其前后两个量不能换位置，因为它们决定着B的方向。四、磁场的高斯定理磁感应线的特点（识记）：是磁感应线任一点的切线方向与B的方向一致。在磁场中某点处，垂直于该点磁感强度B的单位面积上穿过的磁感应线的数目，等于该点处磁感应强度的大小。磁感线是闭合曲线（这与静电场线恰恰相反）。磁感线的方向与电流方向之间总遵守右螺旋关系。磁 通 量（简单应用）：磁感强度在一个面积上对面积元法向分量的积分。知道了磁感强度，以及给定一个面

46、积，计算磁通量应该不是很难。磁场的高斯定理（领会）：一讲到高斯定理，我们就想到有一个闭合曲面。因为磁力线是闭合曲线，所以找不到开始的地方，我们在磁场中任取一个闭合面，磁力线都是有进有出的，所以在通过闭合曲面的磁通量总是全部抵消。这与静电场中的高斯定理不同，反映了磁场是无源场。高斯定理又称磁通连续定理。以上这一段说来说去就是说磁场是连续的。五、安培环路定理安培环路定理（综合应用）：在静电场中，我们说静电场的场强的环流为0,而在磁场中，磁感强度的环流则恰恰相反，它不为0,安培环路定理就是说，在稳恒电流的磁场中，磁感强度沿任意闭合路径的环路积分，等于这个闭合回路所包围的电流的代数和与真空磁导率|10

47、的乘积。它说明磁场不是保守场，而是一个“涡旋场”。这个定理要和高斯定理区别开来，磁感强度沿闭合路径的积分不是磁通量！一个是对路径的积分，一个是对面积的积分。我们看到，这个定理在磁场计算中的地位和静电场的高斯定理在静电场计算中的地位是相当的。要用安培环路定理分析计算某些特定电流分布的磁场的磁感强度。首先要弄清该电流分布的情况，找出磁场分布的对称性。关键在于选取适当的闭合曲线来做为积分路径。选取回路时应该注意的是，在路径中至少应有一段沿着磁感强度的方向而不是全部垂直与B的方向，否则，这个闭合路径必不包含电流，且磁感强度环流总是为0,无法达到分析计算的目的。（思考题中就有一题出了这样的问题）。并且取

48、得的恰当路径能使B不随路径元发生变化从而可以提到积分式外进行计算。这个定理用到的公式：六、磁场对载流导线的作用安 培 定 律（综合应用）：安培定律是电流元在磁场中某点处受力情况的规律。安培发现了它。它的表达式为:根据这个定律及力的叠加原理可计算任意形状载流导线磁场中所受到的安培力。平行无限长直载流导线间的相互作用（识记）：两条平行长直导线间的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反。而且由于电流的流向表现为“同向相吸，异向相斥”。（可见“同性相斥，异性相吸”不是普遍真理，在一定条件下如电荷产生定向运动后，同性的电荷也能相互吸引）电流单位“安培”的 定 义（识记）：真空相距有1米，两根长

49、直通电线，每米受力2E7N,就算电流为1A.磁场对载流线圈的作用（简单应用）：首先要能判断载流线圈在磁场中受力的方向，会怎么转动。这里要注意，磁场不是线圈产生的磁场，而是外磁场。判断时只要分清磁场方向、电 流（每一段）方向就能根据右螺旋法则来判断某段导线的受力方向，经过力的叠加，就能知道线圈会作什么方向的转动了。知道了力的大小和方向，则线圈在均匀磁场中的转矩的计算就是不难了。七、磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力的计算（综合应用）：本教材中，洛伦兹力指磁场对电荷的作用力：洛伦兹力及公式主要用于带电粒子在磁场中运动情况的分析计算。粒子在均匀磁场中的受力及运动情况可分为三种情况：(1)V与B同向，则粒

50、子沿V的方向作匀速直线运动。受到的洛伦兹力为0.(2)v与B垂直，则F=q v B,方向沿v x B的方向。在磁场中，粒子受到的洛伦兹力正好是一个向心力，使粒子在磁场中作匀速圆周运动。此时的圆周运动半径和周期为：(3)v与B成任意角G o这时粒子兼作圆周运动和匀速直线运动,合成轨迹为螺旋运动。此时的半径为：螺距为：根据磁场对运动电荷作用力的原理制成的核子物理仪器有质谱仪与回旋加速器，对其工作原理加以(识记)。霍耳效应，导体板放在一个磁场中，板面垂直与B,当导体板中流过垂直与B的电流时，导体板的两侧面会产生电势差。这就是霍耳效应。八、磁介质磁介质按相对磁导率的值可分为：顺 磁 质(|i r l)