北京航空航天大学工科大学物理电磁学部分案例.pptVIP

内容： 一.真空中的静电场 二.导体和电介质中的静电场 三.稳恒电流的磁场 四.磁介质中的稳恒磁场 五.电磁感应和电磁场理论 电磁学部分总结 一.真空中的静电场 1.三条实验定律 (1) 电荷守恒定律 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。 或在任一物理过程中，电荷既不能产生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。 电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律。 在真空中， 两个静止点电荷之间的静电相互作用力大小，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连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 (2) 库仑定律 (3)电力叠加原理 某点电荷受到来自其它点电荷的总静电力应等于所有其它点电荷单独作用的静电力的矢量和。 2.两个基本概念及其关系 (1) 电场强度 电场中某点的电场强度的大小等于单位电荷在该点受力的大小，其方向为正电荷在该点受力的方向。 点电荷的场强公式 场强叠加原理 或 (2) 电势 电场中某点的电势，其数值等于单位正电荷在该点所具有的电势能。 点电荷场的电势公式 电势叠加原理 注意：电势零点的选取 (3)电场线 用一族空间曲线形象描述场强分布， 通常把这些曲线称为电场线. 规定: 方向--场线上每一点的切线方向，表示该点场强方向。 大小--在电场中任一点，取一垂直于该点场强方向的面积元，使通过单位面积的电场线数目，等于该点场强的量值。 电场线密度大的地方，电场场强大；密度小的地方，电场场强小. (4) 等势面 由电势相等的点组成的面叫等势面. (5)电场强度与电势的关系 3.两条基本定理 (1) 静电场的高斯定理 在真空中的静电场内，通过任一闭合面的电通量等于这闭合面所包围的电量的代数和除以?0. 电荷不连续分布 电荷连续分布 (2) 静电场环路定理 静电场的环路定理 在静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分等于零。 静电力作功与路径无关， 静电场是保守力场。 重点： 1.点电荷与库仑定律 2.电场强度、电场力与试探电荷 3.高斯定理 4.电势、电势与电场强度的关系 5.求解电场强度和电势的方法 (一)求电场强度的方法 ? 求连续带电体的场强 解题步骤： 可利用“对称性分析”， 根据带电体的对称性， 分析某分量积分是否为零。 ?对称性的分析 ?取合适的高斯面 ?计算电通量 ?利用高斯定理解出E ? 利用高斯定理求电场强度 ? 利用电势梯度求电场强度 (二)求电势的方法 ? 电场强度积分法 ? 电势叠加法 点电荷场电势公式 电势叠加原理 1.基本概念 二. 静电场中的导体和电介质 (1)极化强度 (2)电位移矢量 (3)电容 孤立导体的电容 电容器的电容 2. 基本规律 (1) 导体的静电平衡条件 (2) 导体静电平衡导体的三个重要性质 ①导体是等势体，导体表面是等势面 ②导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体的外表面上. 通常情况下，就孤立导体，在表面曲率大的地方导体电荷面密度σ也大。 ③导体外 电介质体内 电介质表面 (4) 电介质的极化规律 (5) 有电介质时的高斯定理 通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合曲面包围的自由电荷的代数和。 (6) 电位移矢量与电场强度的关系 各向同性线性介质 (7) 电容器的储(静电)能 (8)电场的能量 单位体积内的电能 场能密度： 各向同性线性介质 电场的总能量 重点： 1.导体的静电平衡条件 2.导体空腔内外电场 3.有电介质时的高斯定理 4.电介质的极化 5.电位移矢量与电场强度的关系 6.电容器的储能、电场能量密度和电场能量 (1) 电流强度和电流密度 三.稳恒电场与真空中的稳恒磁场 1.基本概念 某点的电流密度 电流强度 (2) 电动势 (3) 磁感应强度 (4) 磁通量 (5) 磁矩： 匀强磁场的磁力矩: 圆电流模型与分子电流模型 (1) 毕奥—萨伐尔定律 运动电荷的磁场 (2) 磁感应强度的叠加原理 一段载流导线L在场点P产生的磁感应强度 2. 基本规律 (3) 磁场的高斯定理 通过任意闭合曲面的磁通量为零 (4) 安培环路定理 (6) 安培力(安培定律) 一根通电导线所受的磁场力——安培力： (5) 洛仑兹力 洛仑兹力对运动电荷不做功；它只改变其运动方向，不改变其速度大小。 (7) 霍耳效应 放在磁场中的“导体块”，当通有与磁场方向垂直的电流时，则在与磁场和电流均垂直的方向上出现横向电势差——霍耳电势差. 这种现象就是霍耳效应。 ——霍耳系数 重点： 1.稳恒电流 2.电动势 3.磁感应