电动力学章节总结
初中物理电动力学知识点总结与梳理
初中物理电动力学知识点总结与梳理电动力学是物理学中的一个重要分支，研究电荷和电流在电场和磁场中的相互作用关系。
初中物理学习的重点之一就是电动力学，本文将对初中物理电动力学的知识点进行总结与梳理。
1. 电荷和电流电荷是物质的基本性质之一，有正电荷和负电荷之分。
同种电荷相互之间发生排斥，异种电荷相互之间发生吸引。
电子是负电荷的基本粒子，负电荷的基本单位是电子电荷e。
正电荷的基本单位与负电荷相同。
电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量，单位是安培（A）。
2. 电路中的基本元件电路中常见的基本元件有导体、电阻、电容和电感。
导体是电流可以通过的物质，如金属线。
电阻是阻碍电流通过的元件，其单位是欧姆（Ω）。
电容是储存电荷的元件，其单位是法拉（F）。
电感是储存磁能的元件，其单位是亨利（H）。
3. 电压和电动势电压是电源对电荷提供的能量，也称为电势差，其单位是伏特（V）。
电动势是电源的内部能量转化为电能的能力，单位也是伏特（V）。
电流的大小与电压和电阻的关系可以用欧姆定律来描述，即I=U/R，其中I为电流，U为电压，R为电阻。
4. 阻抗和电路分析阻抗是交流电路中电阻、电容和电感对电流的阻碍能力，其单位是欧姆（Ω）。
在交流电路中，电流的大小和相位差可以通过阻抗和电压的相位差来确定。
通过阻抗，可以对交流电路进行分析和计算。
5. 频率和周期频率是交流电流或电压波形中周期性事件的发生频率，单位是赫兹（Hz）。
周期是交流电流或电压波形中一个完整的周期所需要的时间。
频率和周期之间的关系是f=1/T，其中f为频率，T为周期。
6. 直流电路和交流电路直流电路中电流的方向是固定不变的，电源提供稳定的电压，如电池。
交流电路中电流的方向随时间改变，电源提供周期性变化的电压，如插座上的交流电源。
7. 磁场与电磁感应电流在导线周围产生磁场，磁场的方向可以用右手螺旋定则确定。
电磁感应是指磁场变化时产生感应电动势，导致电流产生的现象。
法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势的大小与变化率的关系，即感应电动势的大小与磁场变化率成正比。
电动力学的第一章总结
第一章 电磁现象的普遍规律本章重点：从特殊到一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。
主要内容：讨论几个定律，总结出静电场、静磁场方程；找出问题，提出假设，总结真空中麦氏方程； 讨论介质电磁性质，得出介质中麦氏方程； 给出求解麦氏方程的边值关系；引入电磁场能量，能流并讨论电磁能量的传输。
§1. 电荷和静电场一、 库仑定律和电场强度1. 库仑定律一个静止点电荷Q 对另一静止点电荷Q '的作用力为:34rrQ Q F o πε'=⑴ 静电学的基本实验定律 （2）两种物理解释超距作用： 一个点电荷不需中间媒介直接施力与另一点电荷。
场传递： 相互作用通过场来传递。
对静电情况两者等价。
2. 点电荷电场强度每一电荷周围空间存在电场：即任何电荷都在自己周围空间激发电场。
它的基本性质是：电荷对处在其中的其它电荷具有作用力。
对库仑定律重新解释:描述一个静止点电荷激发的电场对其他任何电荷的电场力。
描述电场的函数——电场强度定义：试探点电荷F ，则30()4F Q rE x Q rπε==' 它与试探点电荷无关，给定Q ，它仅是空间点函数，因而是一个矢量场——静电场。
3．场的叠加原理（实验定律）n 个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和，即：3110()4nni ii i i i Q r E x E r πε====∑∑。
4．电荷密度分布体密度： ()0limV Q dQx V dVρ∆→∆'==''∆ 面密度： ()0lim S Q dQx S dS σ∆→∆'==''∆ 线密度 ： ()0lim l Q dQx l dl λ∆→∆'==''∆ ()dQ x dV ρ''=()()(),,VSLQ x dV Q x dS Q x dl ρσλ''''''===⎰⎰⎰5．连续分布电荷激发的电场强度()30()4Vx r E x dV r ρπε''=⎰或()30()4S x r E x dS rσπε''=⎰ 或 ()30()4L x rE x dl r λπε''=⎰ 对于场中的一个点电荷，受力F Q E '=仍然成立。
电动力学重点知识总结(期末复习必备)
一1.静电场的基本方程#微分形式：积分形式：物理意义：反映电荷激发电场及电场内部联系的规律性 物理图像：电荷是电场的源，静电场是有源无旋场2.静磁场的基本方程#微分形式 积分形式反映静磁场为无源有旋场，磁力线总闭合。
它的激发源仍然是运动的电荷。
注意：静电场可单独存在，稳恒电流磁场不能单独存在（永磁体磁场可以单独存在，且没有宏观静电场）。
#电荷守恒实验定律：#稳恒电流： ，*#3.真空中的麦克斯韦方程组0,E E ρε∇⨯=∇⋅=()010LSVQE dl E dS x dV ρεε''⋅=⋅==⎰⎰⎰ ， 0J tρ∂∇⋅+=∂00LSB dl I B d S μ⋅=⋅=⎰⎰， 00B J B μ∇⨯=∇⋅=，0J ∇⋅=21(-)0n J J ⋅=揭示了电磁场内部的矛盾和运动，即电荷激发电场，时变电磁场相互激发。
微分形式反映点与点之间场的联系，积分方程反映场的局域特性。
*真空中位移电流，实质上是电场的变化率*#4.介质中的麦克斯韦方程组1）介质中普适的电磁场基本方程，可用于任意介质，当 ，回到真空情况。
2）12个未知量，6个独立方程，求解必须给出 与 ， 与 的关系。
#5.1）边值关系一般表达式 2）理想介质边值关系表达式6.电磁场能量守恒公式D J t D ρ∂BE =-∂H =+∂∇⋅=⋅B =0==P M H B E D)(00M H B P E D+=+=με()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-⨯=-⨯=-⋅=-⋅ασ12121212ˆ0ˆ0)(ˆ)(ˆH H nE E nB B nD D n ()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-⨯=-⨯=-⋅=-⋅0ˆ0ˆ0) (ˆ0)(ˆ12121212H H nE E nB B nD D nDE J tε∂=∂二1.静电场的标势#静电势：电势差：#2. 电势满足的方程泊松方程（适用于均匀介质）：拉普拉斯方程（适用于无自由电荷分布的均匀介质）：3. 静电势的边值关系#1) 两介质分界面2）导体表面上的边值关系*4. 静电场的能量1）一般方程：能量密度：2）只适合于静电场情况。
电动力学知识的总结
第一章 电磁现象的普遍规律§1.1 电荷与电场1、库仑定律（1）库仑定律如图1-1-1所示，真空中静止电荷'Q 对另一个静止电荷Q 的作用力F 为()'3''041r r rr Q Q F --=πε （1.1.1）式中0ε是真空介电常数。
（2）电场强度E静止的点电荷'Q 在真空中所产生的电场强度E为()'3''41r r r r Q E --=πε （1.1.2）（3）电场的叠加原理N 个分立的点电荷在r 处产生的场强为()'13'0'4iNi i i r r r r Q E --=∑=πε （1.1.3）体积V 内的体电荷分布()'rρ所产生的场强为()()'3'''041r r r r dV r E V--=⎰ρπε （1.1.4）式中'r 为源点的坐标，r为场点的坐标。
2、高斯定理和电场的散度高斯定理：电场强度E穿出封闭曲面S 的总电通量等于S 内的电荷的代数和)(∑ii Q 除以0ε。
用公式表示为∑⎰=⋅iiSQS d E 01ε （分离电荷情形） （1.1.5）或⎰⎰=⋅VSdV S d E ρε01（电荷连续分布情形） （1.1.6）其中V 为S 所包住的体积，S d为S 上的面元，其方向是外法线方向。
应用积分变换的高斯公式⎰⎰⋅∇=⋅VSdV E S d E（1.1.7）由（1.1.6）式可得静电场的散度为ρε01=⋅∇E 3. 静电场的旋度由库仑定律可推得静电场E的环量为0=⋅⎰Ll d E（1.1.8）应用积分变换的斯托克斯公式⎰⎰⋅⨯∇=⋅SLS d E l d E从（1.1.8）式得出静电场的旋度为0=⨯∇E（1.1.9）§1.2 电流和磁场1、电荷守恒定律不与外界交换电荷的系统，其电荷的代数和不随时间变化。
对于体积为V ，边界面为S 的有限区域内，有⎰⎰-=⋅V S dV dtdS d J ρ （1.2.1） 或0=∂∂+⋅∇tJ ρ（1.2.2）这就是电荷守恒定律的数学表达式。
电动力学重点知识总结(期末复习必备)
电动力学重点知识总结(期末复习必备)电动力学重点知识总结(期末复习必备)电动力学是物理学的重要分支之一，研究电荷之间相互作用导致的电场和磁场的规律。
在这篇文章中，我们将整理电动力学的重点知识，以帮助大家进行期末复习。
一、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的基本定律。
根据库仑定律，电荷之间的力与它们的电量大小和距离的平方成正比。
即$$ F = k\frac{q_1q_2}{r^2} $$其中$F$为电荷之间的力，$q_1$和$q_2$分别为两个电荷的电量，$r$为它们之间的距离，$k$为库仑常数。
二、电场电场是描述电荷对周围空间产生影响的物理量。
任何一个电荷在其周围都会产生一个电场，其他电荷受到这个电场的力作用。
1. 电场强度电场强度$E$定义为单位正电荷所受到的电场力。
即$$ E =\frac{F}{q} $$电场强度的方向与电场力方向相同。
2. 电荷在电场中的受力当一个电荷$q$在电场中时，它受到的电场力$F$为$F = qE$，其中$E$为电场强度。
3. 电场线电场线是一种用于表示电场分布的图形。
电场线从正电荷发出，或者进入负电荷。
电场线的密度表示电场强度大小，电场线越密集，电场强度越大。
三、高斯定律高斯定律是用于计算电场分布的重要工具。
它描述了电场与通过闭合曲面的电通量之间的关系。
1. 电通量电通量是电场通过曲面的总电场线数。
电通量的大小等于电场强度与曲面垂直方向的投影之积。
电通量的计算公式为$$ \Phi = \int \mathbf{E} \cdot \mathbf{dA} $$其中$\mathbf{E}$为电场强度，$\mathbf{dA}$为曲面元。
2. 高斯定律高斯定律表示电通量与包围曲面内所有电荷之和的比例关系。
即$$ \Phi = \frac{Q_{\text{内}}}{\epsilon_0} $$其中$\Phi$为通过曲面的电通量，$Q_{\text{内}}$为曲面内的总电荷，$\epsilon_0$为真空介电常数。
电动力学总结
（3）无限大均匀线性介质中点电荷
Q 4 r
点电荷在均匀介质中 的空间电势分布（Q 为自由电荷）
Q 产生的电势 Q P产生的电势
f
Qf
4 0 r
P
QP
4 0 r
(QP
(0
1)Qf
)
（ 4） 连续f 分 布P 电 荷Q 4 f 0 (Q r PP ) 4 VQ f4 (rx )d 0 rV
机动 目录 上页 下页 返回 结束
值关系表达式*
nˆ D
nˆ nˆ nˆ
B 0
E H
0α
其它边值关系*
Ñ Ñ sLPM rrddSrLrsVJrMpddVSr nrnrPr2M r2Pr1 M r1prM
r
s Jf
dSr d dt
dVnr
V
rr J2 J1
f
t
7.电磁场的能量和能流 单位体积的能量 --- 能量密度
Ñ r r r r L B • d l0S rJ • d S r
安培环路定律*
旋度方程 B0J
uv
磁场的散度方程 B0
法拉第电磁感应定律
Ñ LiE rird lrdd t Bd dt(S其 B r中 dS r B EriSB rd S Brtr)
Ei 0 感生电场是有旋无源场
rr r
总电场为： ErESEi r B r
)
r
2 2
f (r) 0
g ( ) a 1s in a 2c o s
r r f (r) 有两个线性无关解 、
单值性要求 (0)(2)，只能取整数，令 n
( r ,) r n ( A n s in n B n c o s n ) r n ( C n s in n D n c o s n ) n 1
电动力学知识点总结
第一章电磁现象的普遍规律 一、 主要内容：电磁场可用两个矢量一电场强度电Z,zQ 和磁感应强度B{x r y r zfy 来完全 描写，这一章的主要任务是：在实验定律的根底上找出丘，歹所满足的偏微分方程组 一麦克斯韦方程组以及洛仑兹力公式，并讨论介质的电磁性质及电磁场的能量。
在电 磁学的根底上从实验定律岀发运用矢量分析得出电磁场运动的普遍规律：使学生掌握 麦克斯韦方程的微分形式及物理意义；同时体会电动力学研究问题的方法，从特殊到 一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。
完成由普通物理到理论物理的自然过 渡。
二、 知识体系：介质磁化规律:能量守恒定律n 线性介质能量密度:I 能流密度:洛仑兹力密度；宇二应+" x B三、内容提要:1. 电磁场的根本实验定律:(1) 库仑定律:库仑定理：壮丿=[*虫1厶电磁感应定律:市总•屋=-—[B-dSdV f區 dt k涡旋电场假设 介质的极化规律：V- 5 = /? VxZ=比奥-萨伐尔逹律: D = s Q S + PJdVxr边值关系位移电流假设V-> = 0J+ —B =其中:第2页，共37页对E 个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和, 即：〔2〕毕奥——萨伐尔定律〔电流决定磁场的实验定律〕B = ^[^L〔3〕电磁感应定律②磁场与它激发的电场间关系是电磁感应定律的微分形式。
〔4〕电荷守恒的实验定律①反映空间某点Q 与了之间的变化关系，非稳恒电流线不闭合。
空二0月•了二0②假设空间各点Q 与£无关，那么別为稳恒电流，电流线闭合。
稳恒电流是无源的〔流线闭合〕，°, 7均与北无关，它产生的场也与上无关。
2、电磁场的普遍规律一麦克斯韦方程微分形式di——diV • D = p方二勺宜+戶，H = —-MAo积分形式[f] E dl =-\ --dSSJs 冼[fl H-df = I + -\D -d§S念J血Q/40①生电场为有旋场〔鸟又称漩涡场〕，与静电场堤本质不同。
电动力学总结1-3
第一章 电磁现象的普遍规律§1电荷和静电场1.库伦定律（真空中静止点电荷Q 对另一静止点电荷Q '的作用力）r r Q Q F 304πε'= ；两种解释：1）超距作用：一个电荷的作用力直接施加于另一电荷；2）场传递：两电荷的作用通过电场传递——实践证明为正确的。
2.电场的描述1).点电荷电场强度30()4F Q r E x Q r πε=='；与试探点电荷无关，给定Q ，它仅是空间点函数，是一个矢量场——静电场。
2)．场的叠加原理 n 个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和，即：3110()4n ni i i i i iQ r E x E r πε====∑∑。
3).连续分布电荷激发的电场强度()30()4Vx rE x dV rρπε''=⎰3. 高斯定理和散度 1)0SQ E dS ε⋅=⎰；微分形式： 0E ρε∇⋅=2)旋度()01SVV E d S E d V x d V ρε'⋅=∇⋅=⎰⎰⎰⇒0E ρε∇⋅=。
4. 静电场的旋度(场的环流性质） 由环路定理()0LSE dl E dS ⋅=∇⨯⋅=⎰⎰⇒0E ∇⨯=§2.电流和静磁场1.电荷守恒定律1）电流强度和电流密度（矢量）I ：单位时间通过空间任意曲面的电量（单位安培）；Q I t=∆；若是一个小面元，则用dI 表示，dQdI t=∆J：方向：沿导体内一点电荷流动方向；大小： 单位时间垂直通过单位面积的电量。
cos dQ J tdS θ=∆ c o s dIJ dS θ=，cos J dI J dS J dS θ==⋅I 与J 的关系 S S I dI J dS ==⋅⎰⎰，2）电荷守恒的实验定律 积分形式： SVJ dS dV t ρ∂⋅=-∂⎰⎰；微分形式： 0J tρ∂∇⋅+=∂（恒定电流：0=∙∇J ）2.毕—萨定律闭合导线：034L Idl r B r μπ⨯=⎰；闭合导体: 034VJ rB dV r μπ⨯=⎰3.安培环路定理和磁场的旋度 1)环路定理0LB d l I μ⋅=⎰（SI J dS =⋅⎰为L 中所环连的电流强度()J J x =）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章
一、总结
1．电磁场的六大基本方程及其对应的边值关系
2．介质的特性
欧姆定律：
焦耳定律：
另外常用： ； （可由上面相关公式推出）
3．洛仑兹力密度公式、电荷守恒定律
洛仑兹力密度公式： 由此式可导出：
电荷守恒定律：
稳恒条件下：
4．能量的转化与守恒定律
积分式： 其中，
微分式： 或
5．重要推导及例题
(1) .六个边值关系的导出；
(2) .由真空中的麦克斯韦方程推出介质中的麦克斯韦方程； (3) .能流密度和能量密度公式的推导；
(4) .单根导线及平行双导线的能量传输图象；
(5) .例题：所有课堂例题。
6．几个重要的概念、定义
(1)
；
(2) ；
(3) .矢量场的“三量三度”（见《矢量场论和张量知识》）和麦克斯韦电磁理论的“四、三、二、一”，其中“三量三度”见《矢量场论和张量知识》。
第二章
(1).唯一性定理的两种叙述
一般介质情况下的唯一性定理
有导体存在时的唯一性定理
(2).引入静电场标势的根据，的物理意义，的积
分表式
(3).与静电场标势有关的公式
(4).电多极展开的思想与表式，Ðij=?
a. 小区域电荷系在远区的电势
其中
为体系总电量集中在原点激发的电势；
为系统电偶极矩激发的电势；
为四极矩激发的势。
b. 电偶极矩、电四极矩
为体系的总电量
为体系的总电偶极矩
为体系的总电四极矩
c. 小电荷系在外电场中的能量
为电荷集中于原点时在外电场中的能量；
电力线
；
为偶极矩在外场中的能量
为四极矩在外场中的能量
d. 用函数表示偶极矩的计算公式
其中；的定义满足
2．本章重要的推导
(1).静电场泊松方程和拉普拉斯方程导出：(1).；(2).
(2).势函数的边值关系：(1)；(2)
(3).静电场能量：
(4).静电场的引出。
由于静电场与静磁场的理论在许多情况下具有很强的对称性的，许多概念、知识点及公式也具有类似的形式，所以我们将第二、第三章的小结编排在一起，以利于巩固和复习。
第三章
1．基本内容
(1).引入的根据，的积分表式，的物理意义
(2).引入的根据及条件，的积分表式及物理意义
(3).磁标势与电标势（）的比较及解题对照
标势
引入根据；
；
等势面电力线等势面磁力线等势面
势位差
微分方程
；
；
边值关系
(4).磁多极展开与有关公式，
a. 小区域电流在外场中的矢势
b. 小电流圈的磁矩──磁偶极子
小电流圈的磁矩：
小电流线圈又有：，，
c. 磁偶极子的磁场及标势
即，
可见，与具有相同形式。
d. 小电流圈在外磁场中的能量
e. 磁偶极子在外磁场中的力和力矩
，即
2．重要推导
(1).静电场泊松方程和拉普拉斯方程导出：(1).；(2).
(2).势函数的边值关系：(1)；(2)
(3).静电场能量：
(4).静电场的引出
(5).稳恒磁场的引出
(6).
(7).毕奥——沙伐尔定律的导出
(8).的边值关系导出
(9).磁标势的引入及
(10).磁标势的三个边值关系
a. ;
b.
c.
(11).稳恒电流磁场的能量
§5 第四章总结和习题一、总结
1．重要概念及名词
自由空间、定态波、平面波、相位因子、衰减因子、波数、波矢、复介电系数、复波矢、趋肤效应、穿透深度、波导、谐振腔、TEM波、TE mn波、TM mn波。
2．重要理论推导
(1).真空自由空间的波动方程(6).导体中电磁波的传播特性
(2).介质自由空间的定态波动方程(7).电磁波的能量密度
(3).导体中的波动方程(8).电磁波的能流密度
(4).定态Helmholtz方程的解(9).电磁波的折、反射定律
(5).介质中平面单色波的传播特性(10).菲涅耳公式
3．常用计算公式
(1).；定态波：;
(2).；定态波：
(3).，(4).
(5).
(6).
(7).
(8).范围，，∴。
(9).
(10).，
§4 第五章总结和习题
一、总结
1．重要概念及名词
(1). 时变场矢势、标势的引出根据及表式；
(2). 规范变换和规范不变性；
(3). 库仑规范、洛仑兹规范；
(4). 达朗伯方程和推迟势的表述及物理意义；
(5). 偶极辐射。
2．理论结构及重要推导
(1). 由麦克斯韦方程推导；
(2). 论证,的非唯一性（多值性）；
(3). 从麦克斯韦方程达朗伯方程；
(4). 论证达朗伯方程涵盖了静态电磁场的泊松方程和拉普拉斯方程；
(5). 从达朗伯方程推迟势；
(6). 由推迟势推导偶极辐射矢势表式：；
(7). 由推出角分布；
(8).比照电磁场的能量密度及能量守恒定律表式写出电磁场的动量密度及动量守恒定律公式。
（自学研究性题目）
(9).参看《矢量场论即张量知识》的相关内容，推导动量流密度张量（要求画
图）（自学研究性题目）
本章总结和习题
一、总结
1. 狭义相对论的实验基础（明确下列几个实验的原理、结论和意义）
(1).Michelson—Morley实验；(2). 光行差实验；(3). 双星观测实验；(4). 宇宙射线介子实验。
2. 狭义相对论的理论基础
(1).两个基本原理
相对性原理光速不变原理（记忆、理解）
(2).间隔不变性
时间和空间是运动物质的存在形式，一个事件可以用一个“时空坐标点”描述；由于“光速不变性”，两个事件的间隔在不同坐标系里是不变的。
参见下表
间隔的定义及间隔不变性：
系： 1
系：
系：
或(光速不变原理的数学表征)
3. 洛仑兹变换
正变换：；；；
反变换：；；；
4. 狭义相对论的时空理论(推导和应用)
(1).运动时钟延缓：；(2). 运动尺度缩短：
(3).同时的相对性：论证； (4). 因果律和相互作用的最大速度：讨论；
(5).速度变换公式：；。