電磁學大學物理張三慧第三版第一頁，共44頁。本學期教學內(nèi)容第1章：1.1－1.8第2章：2.1、2.2、2.4第3章：3.1、3.2、3.6、3.7第4章：4.1－4.3、4.6、4.7第5章：5.1－5.5第6章：6.1－6.10第10章：10.1－10.8第11章：11.1－11.4、11.6第12章：12.1－12.7第13章：13.3－13.5、13.7－13.9第14章：14.1－14.5第15章：15.1、15.3－15.5第16章：16.1－16.8力學電磁學第二頁，共44頁。電勢分布曲線場強分布曲線EVRRrrOO結(jié)論：均勻帶電球面，球內(nèi)的電勢等于球表面的電勢，球外的電勢等效于將電荷集中于球心的點電荷的電勢。第三頁，共44頁。選擇題大題考試類型第四頁，共44頁。電磁學第五頁，共44頁。1、靜電場（1）庫侖定律（2）電場強度定義（3）點電荷的場強公式（4）電場疊加原理：第六頁，共44頁。

a）取元dq（5）連續(xù)帶電體q的電場b）求dE:C）求E

:2）對同一方向的分量求和:1）將dE分解為dEx，dEy，dEz第七頁，共44頁。內(nèi)（6）高斯定律4)代入高斯定律1)分析對稱性,明確E的方向;2)選恰當?shù)拈]合高斯面S;3)求S內(nèi)的qi

;解題步驟：常見對稱類型：球?qū)ΨQ、柱對稱、面對稱等第八頁，共44頁。1.定義:

導體內(nèi)部有自由電子，受靜電場作用作定向運動.穩(wěn)定后，導體上電荷靜止不動。2.條件:1.內(nèi)部：E內(nèi)

=0。2.外部：E垂直表面（7）靜電平衡1）導體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導體表面上。3.靜電平衡時導體的電荷分布2）帶電導體表面場強或:導體是等勢體導體表面是等勢面。第九頁，共44頁。2、電勢（1）靜電場是保守場（2）電勢差（3）電勢：選2為零勢點，則某點的電勢＝將單位正電荷移到無窮遠處（零勢點）電場力做的功。第十頁，共44頁。（4）電勢疊加原理1）離散點電荷2）連續(xù)帶電體1.取電荷元2.dq產(chǎn)生電勢為3.整個帶電體Q在P點的電勢：（5）靜電勢能：第十一頁，共44頁。3、電容器和介電質(zhì)（1）電容（2）平行板電容步驟：1）求E；2）求電壓3）求電容（3）電容的串、并聯(lián)第十二頁，共44頁。（4）電容器能量（5）電場能量電場能量密度電場能量：第十三頁，共44頁。4、電流和磁場（1）洛侖茲力（2）磁感應(yīng)強度定義（3）畢－薩定律1）任取元2）求該元激發(fā)的（4）畢－薩定律應(yīng)用步驟第十四頁，共44頁。3）求B：（5）有限長直導線（6）無限長直導線（7）圓電流圓心處第十五頁，共44頁。（8）安培環(huán)路定理及其應(yīng)用應(yīng)用關(guān)鍵：1)判斷對稱;2)選積分回路l。跟高斯定律相比較！2.環(huán)路與電流方向遵守右手定則；1.可任選積分回路l；3.電流一定是閉合的穩(wěn)恒電流。適用于任何穩(wěn)恒磁場第十六頁，共44頁。（9）全電路安培環(huán)路定理---位移電流第十七頁，共44頁。（2）安培力求安培力：1）取電流元求力：大小為：2）建立坐標系，分解求積分：3）寫出總的安培力：5、磁力（1）電磁場中的洛侖茲力整個彎曲導線受的磁場力的總和等于從起點到終點連起的直導線通過相同電流時受的磁場力第十八頁，共44頁。力矩定義磁矩線圈法向與電流成右手關(guān)系6磁力矩第十九頁，共44頁。7、電磁感應(yīng)和電磁波（1）法拉第電磁感應(yīng)定律（2）感應(yīng)電動勢N匝相同動生第二十頁，共44頁。低電勢b指向高電勢avabl動生動生電動勢指向:沿方向。Ii第二十一頁，共44頁。（6）麥克斯韋方程組變化的電場產(chǎn)生磁場變化的磁場產(chǎn)生電場第二十二頁，共44頁。解:⑴取dq=ldl

⑶整段棒激發(fā)的E：⑵dq激發(fā)的dE:大小方向均各異例

已知

l、q1、q2、a

求均勻帶電細棒所激發(fā)的P處電場。21dEqrdl

第二十三頁，共44頁。21qr第二十四頁，共44頁。無限長帶電直線21q1=0,q2=p有限長帶電直線在點柱對稱第二十五頁，共44頁。已知s、R解：⑴取元dq=sdS方向x例7.4均勻帶電圓盤在軸線上一點場強⑵各dq激發(fā)xr=s2prdr⑶整個圓盤第二十六頁，共44頁。均勻帶電圓盤在軸線上一點場強：第二十七頁，共44頁。

思考：能否由上述結(jié)論，求無限大均勻帶電平面s外一點場強？-ss兩塊等量異號？均勻場第二十八頁，共44頁。例求均勻帶電球面(R,Q)

的電勢。解：據(jù)ORrj+++++第二十九頁，共44頁。例

在內(nèi)外半徑分別為R1和R2的導體球殼內(nèi)，有一個半徑為r的導體小球，小球與球殼同心，讓小球與球殼分別帶上電荷量q和Q。試求：（1）小球的電勢Vr，球殼內(nèi)、外表面的電勢；（2）小球與球殼的電勢差；第三十頁，共44頁。解：（1）由對稱性可以肯定，小球表面上和球殼內(nèi)外表面上的電荷分布是均勻的。小球上的電荷q將在球殼的內(nèi)外表面上感應(yīng)出-q和＋q的電荷，而Q只能分布在球殼的外表面上，故球殼外表面上的總電荷量為q+Q。小球和球殼內(nèi)外表面的電勢分別為第三十一頁，共44頁。球殼內(nèi)外表面的電勢相等。（2）兩球的電勢差為第三十二頁，共44頁。例

已知Q、R。求均勻帶電球體的E分布。解：球?qū)ΨQ內(nèi)r

1、球體內(nèi)（r<R）

球內(nèi)作高斯面S，第三十三頁，共44頁。2、球體外（r>R）r外作E-r曲線如右圖球外作高斯面S，面內(nèi)：∑qi=Q則：E外4πr2=Q/e0ORrES第三十四頁，共44頁。電容的計算1.平板電容器的電容Sd步驟：⑴求E；⑵求電壓⑶求電容已知S,d-QQ----++++第三十五頁，共44頁。2.圓柱形電容器電容柱對稱l-QQ已知l,R1,R2,e0第三十六頁，共44頁。3.球形電容器球?qū)ΨQ：Q-Q已知R1,R2,e0第三十七頁，共44頁。無限長載流直導線半無限長載流直導線直導線延長線上討論+=0第三十八頁，共44頁。R例2：一載流圓環(huán)半徑為R通有電流為I，求圓環(huán)軸線上一點的磁感應(yīng)強度B。解：將圓環(huán)分割為無限多個電流元Idl；電流元在軸線上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度dB為：y第三十九頁，共44頁。將dB沿x

軸和y軸分解。由對稱性可知，dl和dl’

在

P

點產(chǎn)生的dB

在x

方向大小相等方向相同，y

方向大小相等方向相反，相互抵消。第四十頁，共44頁。B

的方向垂直于圓環(huán)平面沿

x軸正向。1、載流圓環(huán)環(huán)心處（x=0）2、遠離載流圓環(huán)環(huán)心的OX軸上點處（x＞＞R）方向垂直于圓形導線平面，沿右手螺旋方向。第四十一頁，共44頁。例已知R＝0.2m，IC＝10A，求r1＝0.1m、r2＝0.3m處的磁場。解