《期末总复习(电磁学).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《期末总复习(电磁学).ppt（51页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、大学物理（2-2）期末总复习（电磁学）,知识框架结构,真空中的静电场,静电场中的导体和电介质,恒定磁场,恒定磁场中的磁介质,电磁感应 电磁场理论,电磁学,电 场,静电场部分,静电场部分,电通量,电容,电极化强度矢量,电位移矢量,静电场部分,库仑定律,电荷守恒定律静电场力、场强、电势叠加原理,高斯定理,静电场的环路定理,静电场部分,静电平衡下的导体A、静电平衡条件：a 导体内部场强为零；b 导体表面场强处处与表面垂直。,B、静电平衡条件下导体性质：a 导体是等势体，导体表面是等势面；b 导体内部无净电荷，电荷只分布在导体表面上；c 导体表面附近点的场强垂直导体表面，且与该处电 荷面密度成正比。,
2、静电场部分,.电介质的极化：A、无极分子的位移极化和有极分子的取向极化。B、极化的宏观效果：a 在介质的某些区域出现了束缚电荷；b 在介质中有未被抵消的电矩；c 介质内部存在电场。,表面上,极化电荷面密度,静电场部分,场强的计算（包括真空和介质）a 场强叠加原理；b 高斯定理；c 场强与电势的微分关系。电势的计算（包括真空和介质）a 已知电荷分布求电势；b 已知场强分布求电势。电通量的计算。电容的计算电场能量的计算。,静电场部分,点电荷,无限长直线,静电场部分,无限大平面,均匀带电圆盘轴线上,均匀带电球面:,静电场部分,(A)，(B)，(C)=，(D)，,在一个带有正电荷的均匀带电球面外，放置
3、一个电偶极子，其电矩 的方向如图所示。当释放后，该电偶极子的运动主要是,3、,沿逆时针方向旋转，直至电矩 沿径向指向球面而停止。,沿顺时针方向旋转，直至电矩 沿径向朝外而停止。,沿顺时针方向旋转至电矩 沿径向朝外，同时沿电力线 远离球面移动。,沿顺时针方向旋转至电矩 沿径向朝外，同时逆电力线方向向着球面移动。,(D),(C),(B),(A),4、一半径为 R 的均匀带电圆盘，电荷面密度为设无穷远 处为电势零点，则圆盘中心O点的电势 Uo,正交,电势降落,7两个电容器的电容之比：，把它们串联起来接电源充电，它们的电场能量之比：；如果把它们并联起来接电源充电，它们的电场能量之比：。,：,：,9、一
4、金属球壳的内外半径分别为和，带电量为，在球壳内距球心为处有一电量为的点电荷。则球心处的电势为：,10、一平行板电容器，上极板带正电，下极板带负电，其间充满相对介电常数的各向同性均匀电介质，如图所示。在图上大致标出电介质内任一点处自由电荷产生的电场束缚电荷产生的电场和总电场,1、半径为R1和R2的两个均匀带等量异号电荷的同心球壳，中间充有相对电容率为r的电介质。求（1）空间各点的电势；（2）两球壳间的电势差；（3）电场的总能量；（4）各个分界面上的束缚电荷面密度。,(1)用高斯定理求出三个区域的场强分布为:,（2）,（3）电场能量,或者根据球形电容器：,（4）束缚电荷面密度,在r=R1分界面上：
5、令金属球为1介质，电介质为2介质，则,P1=0，P2=0E|R=R10（r1）,则：,在r=R2分界面上：令金属壳层为1介质，电介质为2介质，则,则：,P1=0，P2=0E|R=R20（r1）,2.一无限大带电平面()，在其上挖掉一个半径为R的圆洞，求通过圆心O并垂直圆面轴线上一点P（OPx）处的场强。,解:采用挖补法,总场看成由无限大带电平面(电荷面密度为)与带电圆盘(面密度为-)叠加的结果:,另解:(利用圆环中心轴线上一点场强公式积分即可),本题若求轴线上一点的电势,怎样求?,可否取无穷远为势能零点?,我们取O点为零势能点,则有:,3.如图所示，一个半径R均匀带电圆板，其电荷面密度为（0）
6、，今有一质量为m，带电量为q的粒子（q0)沿圆板轴线方向向圆板运动。已知距圆心O为b的位置上时，粒子的速度为 v,求粒子击中圆板时的速度（设圆板带电的均匀性始终不变）。,磁 场,恒定磁场部分,1.毕 萨定律:,磁场叠加原理:,对于运动电荷:,2.基本定理:,磁场的高斯定理:,安培环路定理:,3.基本概念:,A.磁化强度矢量:,B.磁化电流:,C.磁场强度定义:,恒定磁场部分,(3)圆形线电流中心轴线上:,圆心处:,(4)长直螺线管内部:,(5)螺绕环内部:,(6)长直圆柱形导体内部:,(7)无限大平面电流:,4.几种典型电流的磁场:,(1)一段直线电流:,(2)无限长直线电流:,恒定磁场部分,
7、3.本部分主要问题:,A.求磁场:,a.毕-萨定律及叠加原理 b安培环路定理,B.求磁力,磁力矩:,恒定磁场部分,2.铁磁质的主要特点(1)高r值;(2)磁化曲线的非线性；(3)磁滞.3、矫顽力4、铁磁质分类,5.居里点温度高于某临界温度，铁磁性消失顺磁质。,恒定磁场部分,1、B的边值关系,4、磁路定理,3、B的折射定律,5、串联磁路,2、H的边值关系,恒定磁场部分,电流I由长直导线1沿垂直bc边方向经a点流入一电阻均匀分布的正三角形线框，再由b点沿垂直ac边方向流出，经长直导线2返回电源(如图)。若载流直导线1、2和三角形框在框中心O点产生的磁感应强度分别用、和 表示，则O点的磁感应强度大小
8、,1、,(A)B=0，因为,(B)B=0，因为虽然 0，0，,(C)B0，因为虽然=0，,(D)B0，因为虽然+=0，,但+=0，=0,但+0,但 0,1：1,0,8、有一长直金属圆筒，沿长度方向有稳恒电流流通。在横截面上电流均匀分布，筒内空腔各处的磁感应强度为筒外离轴线处磁感应强度为,9、铜的相对磁导率.，其磁化率，它是磁性磁介质。,抗,10、图示为三种不同的磁介质的、关系曲线，其中虚线表示的是的关系。说明、各代表哪一种磁介质的关系曲线：,代表铁磁质的、关系曲线,代表的、关系曲线,代表的、关系曲线,顺磁质,抗磁质,1.感应电动势,动生电动势（洛仑兹力),感生电动势（感应电场）,2.感应电场
9、3.自感 4.互感,1.法拉第电磁感应定律,2.楞次定律（判定感应电流和感应电动势的方向）,电磁感应部分,自感电动势的计算,互感电动势的计算,2.互感和自感的计算,1.感应电动势的计算,电磁感应部分,无限长螺线管的自感,同轴电缆的自感,无限长螺线管,3.磁场能量的计算,电磁感应部分,1.长为L=40cm的直导线,在均匀线圈磁场中以v=5m/s的速度沿垂直于磁力线的方向运动时,导线两端的电动势U=0.3V,该磁场的磁感应强度B=T,0.15,4.一自感线圈中,电流强度在0.002s内均匀地由10A增加到12A,此过程中线圈内自感电动势为400V,则线圈的自感系数L H,0.4,5.自感系数L=0
10、.3H的螺线管中通以I=8A的电流时,螺线管存储的磁场能量为:W=J,9.6,6、一半径为r2,电荷线密度为的均匀带电圆环,里面有一半径为r1总电阻为R的导体环,两环共面同心(r2r1),当大环以变角速度=(t)绕垂直于环面的中心轴旋转时,求小环中的感应电流,其方向如何?,解:等效电流为:,在圆心处形成的磁场为:,7、半径为 R 的半圆线圈 ACD 通有电流 I1，置于电 流为 I2 的无限长直线电流的磁场中，直线电流 I1 恰过半圆的直径，两导线互相绝缘。求半圆线圈受 到长直线电流 I1 的磁力。,解：取坐标如图。长直线电流在半圆线 圈处产生的磁感应强度大小为：,方向：,半圆线圈上d l 线
11、电流所受的磁力大小：,方向如图。,由对称性知：,8、两条平行长直导线和一个矩形导线框共面，且导线 框的一边与长直导线平行，到两长直导线的距离分 别为r1、r2。已知两导线中电流都为I=I 0 sin t，其中I 0 和为常数，t 为时间，导线框长为a，宽为b，求导线框中的感应电动势。,解：两个载同向电流的长直导线 在空间任一点产生的磁场为：,由楞次定律判断方向：,0 T/4：逆时针,T/4 3T/4：顺时针,3T/4 T：逆时针,1、位移电流:,注意：位移电流与传导电流的异同。,2、麦克斯韦方程组：,介质性质方程：（各向同性介质）,位移电流 电磁场理论部分,位移电流 电磁场理论部分,3、电磁场与电磁波：,1、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为,试判断下列结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式的。将你确定的方程式用代号填在相应结论后处：,2.坡印廷矢量 S 的物理意义是：其定义式为：,3.在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中，,4.电位移矢量的时间变化率 dD/dt 的单位是：A.库仑/米2.B.库仑/秒.C.安培/米2.D.安培 米2.,
