電磁學(xué)復(fù)習(xí)2017夏2016物理3班1課程內(nèi)容第一章靜電場(chǎng)的根本規(guī)律第二章有導(dǎo)體時(shí)的靜電場(chǎng)第三章靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第四章恒定電流和電路第五章恒定電流的磁場(chǎng)〔靜磁場(chǎng)根本規(guī)律〕第六章電磁感應(yīng)和暫態(tài)過(guò)程第七章磁介質(zhì)第九章時(shí)變電場(chǎng)和電磁波2第九章時(shí)變電磁場(chǎng)和電磁波位移電流麥克斯韋的假設(shè)和電磁波的提出

位移電流和渦旋電場(chǎng)麥克斯韋方程組與各方程的物理意義坡印廷矢量意義345定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)垂于傳播方向的單位截面的能量叫能流密度，也稱輻射強(qiáng)度，用符號(hào)Y表示。6第一章靜電場(chǎng)的根本規(guī)律一、理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念及其相互關(guān)系。定義式電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是描述靜電場(chǎng)的兩個(gè)物理量能，兩者的關(guān)系是微積分的關(guān)系。7二、計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)(1)場(chǎng)強(qiáng)公式；(2)高斯定理；(3)電場(chǎng)點(diǎn)電荷：(1)定義法(2)疊加法電勢(shì)◆常見(jiàn)帶電體的場(chǎng)強(qiáng)及電勢(shì)點(diǎn)線電荷分布面電荷分布體電荷分布點(diǎn)電荷，電偶極子，點(diǎn)電荷系帶電直線，均勻帶電圓環(huán)球體，柱體均勻帶電平面圓盤(pán)，球面，柱面8三、理解高斯定理、電通量及環(huán)路定理的含義3、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置有關(guān)；靜電場(chǎng)力是保守力。1、電通量2、高斯定理〔1〕它是靜電場(chǎng)根本定理之一，反映了靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)?！?〕閉合面外的電荷雖然對(duì)通量沒(méi)有奉獻(xiàn)，但并不意味著不影響閉合面上的電場(chǎng)，高斯面上的場(chǎng)強(qiáng)是空間所有帶電體所產(chǎn)生的?！?〕它給出了場(chǎng)強(qiáng)E和電荷q間的一種間接關(guān)系.4、電場(chǎng)線的特點(diǎn)：不閉合性、連續(xù)性、不相交95、特別掌握高斯定理的應(yīng)用電荷對(duì)稱性的分析——高斯面選取球?qū)ΨQ性——均勻帶電球面、均勻帶電球體、軸對(duì)稱性——均勻帶電圓柱面、均勻帶電圓柱體、同軸傳輸線面對(duì)稱性——無(wú)限大帶電平面、有一定厚度的無(wú)限大帶電體10典型結(jié)論：1點(diǎn)電荷2無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線3均勻帶電圓環(huán)軸線上的磁場(chǎng)方向：沿軸線方向在圓環(huán)中心處，即x=0處114均勻帶電球面，半徑R，面電荷密度為5均勻帶電球體，半徑R，電荷體密度為12第二章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)二、掌握靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布情況一、掌握導(dǎo)體靜電平衡的條件假設(shè)導(dǎo)體板不接地，極板上電荷量守恒AB不管A板還是B板接地，極板上的電荷變?yōu)?3靜電平衡導(dǎo)體附近場(chǎng)強(qiáng)無(wú)限大均勻帶電平面場(chǎng)強(qiáng)dS（平面）（導(dǎo)體）14q0Sr

R例3：如圖所示，已知、、及接地條件，求導(dǎo)體球上感應(yīng)電荷球殼電勢(shì)由電勢(shì)疊加原理處15思考：⑴感應(yīng)電荷在處的、⑵腔內(nèi)任一點(diǎn)的、空腔導(dǎo)體〔不接地〕外有點(diǎn)電荷：R，q，d16⑴感應(yīng)電荷在處的、電荷守恒

感應(yīng)電荷在O處的udq’17⑵腔內(nèi)任一點(diǎn)的、腔內(nèi)任一點(diǎn)〔導(dǎo)體的靜電平衡條件〕導(dǎo)體為等勢(shì)體思考：假設(shè)原空腔導(dǎo)體帶電荷，那么情況如何？18三、掌握有關(guān)電容器的相關(guān)知識(shí)串聯(lián)、并聯(lián)、插入電介質(zhì)、能量串聯(lián)電容并聯(lián)電容填充滿介質(zhì)后：串聯(lián)的特點(diǎn)：電容器各極板電量的絕對(duì)值相等；增加耐壓能力并聯(lián)的特點(diǎn)：各電容器電壓相等：Q=Q1+Q2+Q3……19平行板電容器球形電容器掌握電容器電容的求解會(huì)計(jì)算常見(jiàn)電容器的電容圓柱形電容器電容器的儲(chǔ)能公式20會(huì)計(jì)算極化電荷的面分布及退極化場(chǎng)理解并會(huì)應(yīng)用介質(zhì)中的高斯定理求解電荷具有某種高度對(duì)稱分布時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)球?qū)ΨQ、軸對(duì)稱、面對(duì)稱電介質(zhì)的分類(lèi)及其極化機(jī)理舉例：OSL求有極分子介質(zhì)——取向極化無(wú)極分子介質(zhì)——位移極化求介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度還可用:注意適用條件第三章有導(dǎo)體時(shí)的靜電場(chǎng)21一、理解電流的穩(wěn)恒條件及歐姆定律微分形式理解電流的連續(xù)性方程穩(wěn)恒條件連續(xù)性方程歐姆定律微分形式存在非靜電力時(shí)：如電源內(nèi)部二、理解電動(dòng)勢(shì)的概念第四章恒定電流和電路22三、掌握復(fù)雜電路的基爾霍夫定律掌握電壓、電流的規(guī)定，會(huì)列節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程

±I

0流入節(jié)點(diǎn)的電流前面取“-”號(hào)，在流出節(jié)點(diǎn)的電流前面取“+”號(hào)(2)

電阻元件的端電壓為±RI，當(dāng)電流I的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號(hào)；反之，選取“

”號(hào)；(3)電源電動(dòng)勢(shì)為

E，當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)的方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“-”號(hào)，反之應(yīng)選取“+”號(hào)。23電路中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差求A到Ｂ的電勢(shì)增量UB–UA？24二、掌握畢-薩定律并會(huì)應(yīng)用會(huì)計(jì)算常見(jiàn)載流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)并記住常用的幾種特殊載流體產(chǎn)生的磁場(chǎng)一、理解安培的分子環(huán)流假說(shuō)及物質(zhì)磁效應(yīng)的來(lái)源載流圓環(huán)軸線上的磁場(chǎng)、載流圓環(huán)圓心處的磁場(chǎng)無(wú)限大的載流平面、及其兩載流平面的任意放置情況有限長(zhǎng)的載流導(dǎo)線、無(wú)限長(zhǎng)的載流導(dǎo)線第五章恒定電流的磁場(chǎng)25★

圓形螺繞環(huán)的磁場(chǎng)分布及無(wú)限長(zhǎng)螺線管的磁場(chǎng)分布。26四、掌握安培力、洛侖茲力公式并會(huì)計(jì)算五、理解帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)三、理解磁場(chǎng)的高斯定理和環(huán)路定理的含義并會(huì)應(yīng)用安培環(huán)路定理計(jì)算電流的分布具有某種對(duì)稱性時(shí)磁場(chǎng)的分布軸對(duì)稱性和面對(duì)稱性載流圓柱體，載流的圓柱面及其同軸傳輸線無(wú)限大的載流平面及其相關(guān)問(wèn)題螺旋線運(yùn)動(dòng)27第六章電磁感應(yīng)和暫態(tài)過(guò)程一、掌握法拉第的電磁感應(yīng)定律和楞次定律并會(huì)應(yīng)用。二、會(huì)求解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)三、理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生機(jī)制四、理解自感、互感及磁能，會(huì)求自感和互感系數(shù)磁通量變化洛倫茲力感生電場(chǎng)磁場(chǎng)區(qū)域外任意路徑上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)28odcbarxIxdx29解：〔1〕規(guī)定回路的回轉(zhuǎn)正方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?方向odcbarxIxdx30順逆順逆反向與反向與同向與同向與I0返回31方向：順時(shí)針?lè)较颉?〕假設(shè)導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流，線圈以勻速率v遠(yuǎn)離導(dǎo)線，求當(dāng)線圈離導(dǎo)線較近的一邊到導(dǎo)線的垂直距離為r時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。odcbarxIxdx解32例2一直導(dǎo)線CD在一無(wú)限長(zhǎng)直電流磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。abIl方法一解：方向33方法二abI作輔助線，形成閉合回路CDEF方向34練習(xí)

如圖，導(dǎo)體棒AB在均勻磁場(chǎng)中繞通過(guò)C點(diǎn)的垂直于棒長(zhǎng)且沿磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)（角速度與同方向），BC的長(zhǎng)度為棒長(zhǎng)的1/3，則〔A〕A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)高〔B〕A點(diǎn)與B點(diǎn)電勢(shì)相等〔C〕A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)低〔D〕由穩(wěn)恒電流從A點(diǎn)流向B點(diǎn)ABCO方向C—A方向C—B35一、了解分子電流觀點(diǎn)及磁介質(zhì)的磁化機(jī)理，會(huì)求磁化面電流及其產(chǎn)生的磁場(chǎng)二、重點(diǎn)掌握有磁介質(zhì)時(shí)安培環(huán)路定理的應(yīng)用三、熟練掌握之間的關(guān)系及磁介質(zhì)的分類(lèi)。第七章磁介質(zhì)3612DD37★利用安培環(huán)路定理〔場(chǎng)分布具有某種對(duì)稱性時(shí)可解〕(1)分析能否用；(2)選擇適當(dāng)安培環(huán)路，使H能從積分號(hào)中分離開(kāi)；(3)運(yùn)用求解。求∶(1)磁感強(qiáng)度大小的分布。(2)磁介質(zhì)內(nèi)、外外表的磁化面電流密度的大小。例1：一根無(wú)限長(zhǎng)的圓柱形導(dǎo)線，外面緊包一層相對(duì)磁導(dǎo)率為

的圓管形磁介質(zhì)．導(dǎo)線半徑為R1，磁介質(zhì)的外半徑為R2，導(dǎo)線內(nèi)均勻通過(guò)電流I．38（1）由安培環(huán)路定理得

I39〔2〕介質(zhì)內(nèi)外表處的磁化電流密度：介質(zhì)外外表處：I方向：向下方向：向上40例2、橫截面為矩形的環(huán)形螺線管，圓環(huán)內(nèi)外半徑分別為R1和R2，芯子材料的磁導(dǎo)率為，導(dǎo)線總匝數(shù)為N，繞得很密，假設(shè)線圈通電流I，求芯子中的B值和芯子截面的磁通量．解：在環(huán)內(nèi)作半徑為r的圓形回路,由安培環(huán)路定理得在r處取微小截面dS=bdr,通過(guò)此小截面的磁通量穿過(guò)截面的磁通量41考試計(jì)算題重點(diǎn)1、電場(chǎng)局部：導(dǎo)體及電介質(zhì)的帶電量、導(dǎo)體及電介質(zhì)利用高斯定理、環(huán)路定理、疊加原理計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度E，電勢(shì)U及電場(chǎng)能量We2、磁場(chǎng)局部：真空及磁介質(zhì)存在的情況下，利用磁路高斯定理、環(huán)路定理、疊加原理計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度H、磁感應(yīng)強(qiáng)度B及磁場(chǎng)能量Wm3、電路局部：基爾霍夫定理計(jì)算電路問(wèn)題4、電磁感應(yīng)局部：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)或者感生電動(dòng)勢(shì)計(jì)算，以及自感互感系數(shù)沒(méi)有習(xí)題的局部不會(huì)有計(jì)算題。42電場(chǎng)局部：比方金屬〔介質(zhì)?〕球體〔球殼？球面？〕球是否帶電、球內(nèi)是否有點(diǎn)電荷、求外是否有點(diǎn)電荷——求球內(nèi)外場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、能量等比方圓柱體〔面？電纜？〕圓柱體帶電是線密度？面密度？是否充滿介質(zhì)？——求圓柱體內(nèi)外場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、能量等平行板電容器〔無(wú)限大帶點(diǎn)平面〕是否接地？總電量是否守恒？是否充滿介質(zhì)？〔解題關(guān)鍵是滿足導(dǎo)體平衡條件〕——求電荷面密度、電容、場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、能量等球形電容器〔和導(dǎo)體球融合在一起〕是否接地、是否有介質(zhì)等——求電容、電勢(shì)、能量等43磁場(chǎng)局部：載流長(zhǎng)螺線管〔環(huán)形螺線管〕〔是否充滿介質(zhì)〕無(wú)限長(zhǎng)〔半無(wú)限〕載流直導(dǎo)線環(huán)形載流導(dǎo)線圓柱形載流線無(wú)限大載流平面——求磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)強(qiáng)度H假設(shè)上述體系，如果B隨時(shí)間變化，求感生電動(dòng)勢(shì)求自感互感系數(shù)44電路局部：含源電路的歐姆定律正負(fù)號(hào)的選取含有分支的情況電橋平衡45能量集錦靜電能