大学物理电磁学总结(精华)
大学物理电磁学部分总结
电磁学部分总结 静电场部分第一部分：静电场的基本性质和规律电场是物质的一种存在形态，它同实物一样也具有能量、动量、质量等属性。
静电场的物质特性的外在表现是：(1)电场对位于其中的任何带电体都有电场力的作用(2)带电体在电场中运动,电场力要作功——电场具有能量1、描述静电场性质的基本物理量是场强和电势，掌握定义及二者间的关系。
电场强度 电势2、反映静电场基本性质的两条定理是高斯定理和环路定理要掌握各个定理的内容，所揭示的静电场的性质，明确定理中各个物理量的含义及影响各个量的因素。
重点是高斯定理的理解和应用。
3、应用(1)、电场强度的计算a)、由点电荷场强公式 及场强叠加原理 计算场强q FE =⎰∞⋅==aa ar d E q W U 0∑⎰⎰=⋅=ΦiSe qS d E 01ε ⎰=⋅0r d E L 02041r r q E πε=iiE E ∑=一、离散分布的点电荷系的场强二、连续分布带电体的场强其中，重点掌握电荷呈线分布的带电体问题b)、由静电场中的高斯 定理计算场源分布具有高度对称性的带电体的场强分布一般诸如球对称分布、轴对称分布和面对称分布，步骤及例题详见课堂笔记。
还有可能结合电势的计算一起进行。
c)、由场强和电势梯度之间的关系来计算场强（适用于电势容易计算或电势分布已知的情形），掌握作业及课堂练习的类型即可。
（2）、电通量的计算a)、均匀电场中S 与电场强度方向垂直b)、均匀电场，S 法线方向与电场强度方向成θ角2041i ii i i i r r q E E πε∑=∑=⎰⎰π==0204d r rq E d E εUgradU E -∇=-=)(k zU j y U i x U ∂∂+∂∂+∂∂-=c)、由高斯定理求某些电通量（3）、电势的计算a)、场强积分法（定义法）——根据已知的场强分布，按定义计算b)、电势叠加法——已知电荷分布，由点电荷电势公式，利用电势叠加原理计算第二部分：静电场中的导体和电介质 一、导体的静电平衡状态和条件导体内部和表面都没有电荷作宏观定向运动的状态称为静电平衡状态。
大一电磁学知识点总结
大一电磁学知识点总结电磁学是物理学中的一个重要分支，它研究电荷和电流之间的相互作用及其产生的电磁力现象。
本文将对大一电磁学涉及的一些重要知识点进行总结和概述。
一、电场与静电力在电磁学中，电场是一个重要的概念。
电荷在空间中产生电场，并对其他电荷施加静电力。
根据库仑定律，两个电荷之间的静电力与它们之间的距离成反比，与电荷的大小成正比。
静电力的方向沿着两个电荷之间的直线，满足叠加原理。
二、电场强度与电势电场强度描述单位正电荷所受到的力，是一个向量量。
电场强度的方向与电荷的正负性质有关。
电势是描述电场能量分布情况的物理量，可以理解为单位正电荷静止在某一位置上时所具有的能量。
电势的计算公式为电势差除以单位正电荷的电荷量。
根据电势与电场强度的关系，电势梯度可以解释为电场强度的负梯度。
三、高斯定理高斯定理是电磁学中一个基本而重要的定理。
它表明，通过任意闭合曲面的电场通量与闭合曲面所包围的总电荷量成正比。
这个定理可以用来简化一些电场计算问题，特别是对具有某种对称性的场情况下。
四、电场能与电介质电场中存在电势能，描述了电场对电荷进行功的能力。
对于电介质而言，由于分子或原子内部的正负电荷分布不均匀，使得电介质内产生极化，导致电场能量在电介质中储存。
电介质的性质可以通过介电常数来描述，介电常数越大，电介质在电场中的极化程度越强。
五、磁场与电磁感应和电场类似，磁场也是一个重要的概念。
电流和电荷运动可以产生磁场。
根据比奥-萨伐尔定律，电流元产生的磁场对于距离电流元很近的位置而言，其大小与距离成反比。
磁场是一个矢量，其方向满足右手定则。
电磁感应是指当磁场变化时，会在回路中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场变化率成正比。
六、安培定律与电磁场安培定律描述了电流元产生的磁场对于距离电流元很远的位置而言，其大小与电流元的大小和距离成正比。
根据安培定律，可以计算通过闭合曲面的总电流。
电磁场是电场和磁场的联合体现，它们互相影响，同时也受到电荷和电流的影响。
电磁学总结
电磁学总结电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷的运动以及电荷与磁场之间的相互作用。
在这篇文章中，我将对电磁学的基本概念、重要定律以及应用进行总结和回顾。
一、电磁学基础知识电磁学的基础知识包括电场、磁场和电磁场三个概念。
电场是由电荷产生的力场，描述了电荷之间的相互作用。
磁场是由磁体产生的力场，描述了磁铁与带电体之间的相互作用。
电磁场是电场和磁场的综合体现，描述了电荷和磁铁之间的相互作用。
二、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本定律，包括四个方程：高斯定律、安培定律、法拉第电磁感应定律和法拉第电磁感应定律的积分形式。
这些方程统一了电磁学的基本原理，揭示了电磁场的本质和规律。
三、电磁波电磁波是电磁场的一种传播形式，由电场和磁场相互耦合而成。
电磁波具有电磁场的振荡和传播性质，分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频率的波长。
四、电磁辐射和天线电磁辐射是电荷加速运动时产生的电磁波在空间中的传播。
常见的电磁辐射包括天线发射的无线电波、太阳的电磁辐射以及人造卫星的电磁辐射等。
天线是用于接收和发射电磁波的装置，常见的天线有平面天线、偶极子天线和波导天线等。
五、电磁感应和电磁力学电磁感应是指通过磁场的变化产生电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场通过闭合线圈时，就会在线圈中产生感应电流。
电磁力学是研究电流和磁场之间相互作用的学科，重要的内容包括洛伦兹力和电磁场的能量、动量守恒定律等。
六、电磁光学和电磁场计算电磁光学是研究光与电磁场相互作用的学科。
常见的现象有折射、反射、干涉和衍射等。
电磁场计算是通过数学方法求解电荷和电流产生的复杂电场和磁场分布，在电磁场计算中，常用的方法有静电场计算方法、静磁场计算方法和时变场计算方法。
七、电磁学的应用电磁学广泛应用于现代科学技术中。
无线电通信是通过电磁波在空间中传播来实现的，包括手机通信、无线电广播和卫星通信等。
电磁波在医学中也有重要应用，如核磁共振成像（MRI）和电磁波治疗等。
大学物理电磁学总结
D dS D
s
s
dS D s
d S q0i
s内
(1)
D
：静电场电位移矢量
(
D
2
：) 有旋电场电位移矢量
2、法拉第电磁感应定律。
E dl
(1)
E dl
(2)
E
dl
dm
L
L
L
dt
E(1) ：静电场电场强度
E(2) ：有旋电场电场强度
3、磁场的高斯定理。
(1)
(2)
dr q 4 0 r
2、 点电荷系电场中的电势：
Va
n
Vai
i 1
n i 1
qi 4 0 ri
3、 电荷连续分布带电体电场中的电势：
dq
Va 40r
场强与电势：
E (V i V j V k) gradV x y z
一些常见带电体的电势：
M m B （ M 为磁力矩）
m NISen （m 为磁偶极子）
磁力的功：
A
Id m 2
m1
m
I (m2 m1) I m
磁场对运动电荷的作用： 1、 只有磁场：（洛伦兹力）
F qv B
由于洛伦兹力与速度始终垂 直，所以洛伦兹力对运动电荷 做的功恒等于零。 2、 既有电场又有磁场：
基本计算方法：
1、 点电荷电场强度： E
1 4 0
q r2
er
2、 电场强度叠加原理：
E
n
Ei
i 1
1 4 0
n i 1
qi ri 2
eri
大学物理电磁学公式总结
静电场小结均匀带电长直圆柱面均匀带电球体四、静电场高斯定理 点电荷电势点电荷系电势连续带电体电势 九、几种典型电场的电势、库仑定律、电场强度 三、场强迭加原理 点电荷场强 六、静电场的环流定理连续带电体场强 '丄一：「八、电势迭加原理均匀带电球面五、几种典型电荷分布的电场强度1r>R1均匀带电球面均匀带电长直圆柱面均匀带电球体 均匀带电球面均 匀 带 电 长 直 圆 柱体无限大均匀带电平面 六、 静电场的环流定理七、 电势八、 电势迭加原理点电荷电势点电荷系电势连续带电体电势 九、 几种典型电场的电势一、 库仑定律 二、 电场强度三、 场强迭加原理点电荷场强点电荷系强连续带电体场强 四、 静电场高斯定理五、 几种典型电荷分布的电场强度均匀带电球面均匀带电长直圆柱面均匀带电球体 均匀带电球面均 匀 带 电 长 直 圆 柱体无限大均匀带电平面 六、 静电场的环流定理七、 电势八、 电势迭加原理点电荷电势点电荷系电势连续带电体电势 九、 几种典型电场的电势一、 库仑定律 二、 电场强度三、 场强迭加原理点电荷场强点电荷系强连续带电体场强 四、 静电场高斯定理五、 几种典型电荷分布的电场强度均匀带电球面均匀带电长直圆柱面均匀带电球体 均匀带电球面均 匀 带 电 长 直 圆 柱体无限大均匀带电平面 六、 静电场的环流定理七、 电势八、 电势迭加原理点电荷电势点电荷系电势连续带电体电势 九、 几种典型电场的电势一、 库仑定律 二、 电场强度三、 场强迭加原理点电荷场强点电荷系强连续带电体场强 四、 静电场高斯定理五、 几种典型电荷分布的电场强度均匀带电球面均匀带电长直圆柱面均匀带电球体 均匀带电球面均 匀 带 电 长 直 圆 柱体无限大均匀带电平面 六、 静电场的环流定理七、 电势八、 电势迭加原理点电荷电势点电荷系电势连续带电体电势九、 几种典型电场的电势一、 库仑定律 二、 电场强度三、 场强迭加原理点电荷场强点电荷系强连续带电体场强 四、 静电场高斯定理五、 几种典型电荷分布的电场强度均匀带电球面。
大学物理电磁学公式总结
大学物理电磁学公式总结➢ 第一章（静止电荷的电场）1. 电荷的基本性质：两种电荷，量子性，电荷守恒，相对论不变性。
2. 库仑定律：两个静止的点电荷之间的作用力F =kq 1q 2r 2e r =q 1q 24πε0r 2e r3. 电力叠加原理：F=ΣF i4. 电场强度：E=Fq, q 0为静止电荷5. 场强叠加原理：E=ΣE i用叠加法求电荷系的静电场：E =∑q i4πε0r i 2e ri i (离散型) E=∫dq4πε0r 2e r q(连续型)6. 电通量：Φe=∫E •dS s7. 高斯定律：∮E •dS s=1ε0Σq int 8. 典型静电场：1) 均匀带电球面：E=0 （球面内）E=q 4πε0r 2e r （球面外）2) 均匀带电球体：E=q 4πε0R3r =ρ3ε0r （球体内）E=q4πε0r 2e r （球体外） 3) 均匀带电无限长直线：E=λ2πε0r ，方向垂直于带电直线4) 均匀带电无限大平面：E=σ2ε0，方向垂直于带电平面9. 电偶极子在电场中受到的力矩：M=p×E➢ 第三章（电势）1. 静电场是保守场：∮E •dr L=0 2. 电势差：φ1 –φ2=∫E •dr (p2)(p1)电势：φp =∫E •dr (p0)(p) （P0是电势零点） 电势叠加原理：φ=Σφi 3. 点电荷的电势：φ=q 4πε0r电荷连续分布的带电体的电势：φ=∫dq4πε0r4. 电场强度E 与电势φ的关系的微分形式：E=-gradφ=-▽φ=-(∂φ∂xi +∂φ∂yj +∂φ∂zk )电场线处处与等势面垂直，并指向电势降低的方向；电场线密处等势面间距小。
5. 电荷在外电场中的电势能：W=q φ移动电荷时电场力做的功：A 12=q(φ1 –φ2)=W 1-W 2电偶极子在外电场中的电势能：W=-p •E➢ 第四章（静电场中的导体）1. 导体的静电平衡条件：E int =0，表面外紧邻处Es ⊥表面 或导体是个等势体。
大学物理电磁学总结
γ』叶
r
，
-;
pdV γ
J. 4万ιo y 2r
r.. = I
4、 5、
σ'dS
,
-
J 4πEO' 4
,
C. .
i01 J制定程(后面介绍 〉 通过电势解得(后面介绍)
一问
4 、 通过磁边 E解 fJ
(后面介绍〉
-=.
C = I
r
λ dl
,
-
山 4πE or4
e
几种常见的带电体的电场强度公式 1 、点电耐
几种苟且的磁感应强度公式
-
E=
l
4JZ"c o r ~
-7 ev
,
q -
1 、 无 限长且极流导线外
囚电流囚心 址 B~
B
μ。 I
_ J.lol
-一
un
z 、均匀 带电圆环轴线上点 :
71 qx 寸
2R
2 (x 2 + R 2 )习 2
l
M41rε。 ( R 2
+ X 2 )酬
。
3、
囚电流轴线上 .
4万 ε。 厅川 ，
1
q
, " .'
均匀带电球体的电势
4m;Of
V(巾一7
8;rcoR -
(3 二τ)(r < R)
R"
2
V(r) = . q
件 nιU -
(r> R)
均匀带电球面的电势
1 q V(r)=.. 4 11'"6'0 R
:(r <R)
←一
= -gradV
电介质
大学物理电磁学总结(精华)ppt课件(2024)
34
创新实验设计思路分享
组合实验法
将多个相关实验进行组合设计，以提高实验 效率和准确性。
对比实验法
通过对比不同条件下的实验结果，探究物理 现象的本质和规律。
仿真模拟法
利用计算机仿真技术模拟实验过程，以降低 成本和提高安全性。
2024/1/28
改进测量方法
针对传统测量方法的不足之处进行改进和创 新，提高测量精度和效率。
2024/1/28
23
自感和互感现象分析
自感现象是指一个线圈中的电 流发生变化时，在线圈自身中 产生感应电动势的现象。
互感现象是指两个相邻的线圈 中，一个线圈中的电流发生变 化时，在另一个线圈中产生感 应电动势的现象。
2024/1/28
自感和互感现象的产生都与磁 场的变化有关，它们是电磁感
应现象的重要组成部分。
麦克斯韦方程组可以推导出电磁波的存在和传播，是无线通信的理论基础 。
18
电磁波产生条件与传播方式
01
02
03
电磁波产生的条件是变 化的电场或磁场，即振 荡电路中的电荷或电流
。
电磁波的传播方式是横 波，电场和磁场相互垂 直且与传播方向垂直。
电磁波在真空中的传播 速度等于光速，且在不 同介质中的传播速度不
7
02
静电场与恒定电流
2024/1/28
8
静电场中的导体和电介质
静电场中的导体特性
静电感应现象
静电平衡条件
2024/1/28
9
静电场中的导体和电介质
导体表面电荷分布
电介质极化现象
电偶极子概念
2024/1/28
10
静电场中的导体和电介质
电介质极化机制
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2、可有
计算电势的方法（2种）
1、微元法
⎰
=
Q
r
dQ U 04πε∑=
i
i
i
r
Q U 04πε
⎰
⋅=势
0r
r
d E U
计算场强的方法（3种）
1、点电荷场的场强及叠加
原理∑=
i
i
i
r
r
Q E 3
04πε
⎰=Q r
dQ
r E 304πε 2、定义法
（分立）（连续）
（分立）
（连续）x
E
x
U =∂∂-
E U
=∇-
典型磁场的磁感应强度典型电场的场强圆线圈轴线上任一点
方向与电流方向成右手螺旋(
)
2
3
2
202x
R i IA B +=
πμ (
)
2
3
22
04R
x i
xQ
E E //+=
=πε 均匀带电圆环轴线上任一点
=x 0
=E 磁矩
电偶极矩
A 是圆线圈面积
电场、磁场中典型结论的比较
外
内内外长直圆柱面电荷均匀分布
电流均匀分布
长直圆柱体
长直线
磁场 1 *描述：定义：
大小：
方向：
计算：1.B-S Law（比·奥萨法尔定律）
*2.运动电荷产生磁场
3.安培环路定理
3
4r
r
v q
u
B
⨯
=
π
∑
⎰=
⋅
i
i
L
I
l
B
dμ
有*非重点
磁场 2
1.高斯定理： 无源场
2.安培环路定理：非保守场（有旋场）
1.运动电荷受到的力：
2.载流导线受力：
3.载流闭合线圈：
4.磁力的功：
•1 描述磁场性质的方程
磁场对外的力学表现
∑⎰=⋅i
i
L
I l B 0d μ。