大学物理能力训练与知识拓展(刘爱红主编)PPT模板
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大学物理4PPT课件
大学物理4ppt课件
• 大学物理4课程简介 • 力学基础 • 电场与磁场 • 电磁感应与麦克斯韦方程组 • 相对论基础 • 实验与习题
01
大学物理4课程简介
课程目标
01
掌握大学物理的基本概念、原理和方法。
02
培养学生对物理现象的观察、分析和解决问题的能力。
培养学生的科学素养和创新能力，为后续专业课程和科研工作
详细描述
电磁波是由电场和磁场相互激发并传播的波。它们的传播速度与介质有关，在真空中等于光速。电磁波的应用广 泛，如无线电通信、雷达和微波炉等。
05
相对论基础
狭义相对论
狭义相对论的基本
假设
所有惯性参照系中光速都是一样 的，即光速的不变性。同时，物 理定律在所有惯性参照系中都是 一样的，即参照系的相对性。
课程考核方式包括平时作业、实验报告和期末考 试等。
02
力学基础
牛顿运动定律
01
02
03
牛顿第一定律
物体若不受外力作用，将 保持静止或匀速直线运动 状态不变。
牛顿第二定律
物体加速度的大小与作用 力成正比，与物体的质量 成反比。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相 等，方向相反，作用在同 一条直线上。
等效原理
在任何局部区域内，不能通过任何实验区分均匀引力场和加速参照 系。
广义协变原理
物理定律在任何参照系中都应具有相同的数学形式。
黑洞与宇宙学
黑洞的形成
黑洞是由于大质量恒星坍缩形成 的，其强大的引力使得周围的物
质和光线都不能逃脱。
霍金辐射
根据量子力学的不确定性原理，黑 洞会向外辐射能量，即霍金辐射。
磁场概念
磁体或电流周围存在的一种特 殊物质，对放入其中的磁体或
• 大学物理4课程简介 • 力学基础 • 电场与磁场 • 电磁感应与麦克斯韦方程组 • 相对论基础 • 实验与习题
01
大学物理4课程简介
课程目标
01
掌握大学物理的基本概念、原理和方法。
02
培养学生对物理现象的观察、分析和解决问题的能力。
培养学生的科学素养和创新能力，为后续专业课程和科研工作
详细描述
电磁波是由电场和磁场相互激发并传播的波。它们的传播速度与介质有关，在真空中等于光速。电磁波的应用广 泛，如无线电通信、雷达和微波炉等。
05
相对论基础
狭义相对论
狭义相对论的基本
假设
所有惯性参照系中光速都是一样 的，即光速的不变性。同时，物 理定律在所有惯性参照系中都是 一样的，即参照系的相对性。
课程考核方式包括平时作业、实验报告和期末考 试等。
02
力学基础
牛顿运动定律
01
02
03
牛顿第一定律
物体若不受外力作用，将 保持静止或匀速直线运动 状态不变。
牛顿第二定律
物体加速度的大小与作用 力成正比，与物体的质量 成反比。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相 等，方向相反，作用在同 一条直线上。
等效原理
在任何局部区域内，不能通过任何实验区分均匀引力场和加速参照 系。
广义协变原理
物理定律在任何参照系中都应具有相同的数学形式。
黑洞与宇宙学
黑洞的形成
黑洞是由于大质量恒星坍缩形成 的，其强大的引力使得周围的物
质和光线都不能逃脱。
霍金辐射
根据量子力学的不确定性原理，黑 洞会向外辐射能量，即霍金辐射。
磁场概念
磁体或电流周围存在的一种特 殊物质，对放入其中的磁体或
大学物理课件全套PPT
轨迹和位能
在动力学中，我们还关注物 体的轨迹和位能变化，它们 对物体的运动状态和作用力 起着重要作用。
力学中的平衡与运动
1
动力学平衡
2
当物体受到多个力的作用，且这些力产
生了一个非零的合力时，物体将会产生
加速度，即动力学平衡。
3
静力平衡
当物体受到多个力的作用，且这些力平 衡时，物体将保持静止或恒定速度的直 线运动。
宇宙学
宇宙学是研究宇宙大规模结构、 演化和宇宙学重要参数的一门学 科。它在探索宇宙中的未知世界 方面做出了重要的贡献。
核聚变和未来能源
核聚变技术是人类未来能源发展 的重要方向，它有望成为最为可 靠、清洁的能源供应方式。
热泵和制冷
2
念，可以用来找出热流的最大效率、为 其他热机提供理论基础。
热泵和制冷是热力学的一大应用领域，
它们在人类生活和工业生产中都起到了
重要作用。
3
熵和热力学基本方程
熵在热力学中是非常重要的概念，我们 将了解如何计算熵值和熵变，并利用热 力学基本方程去解释一些实际现象。
物态方程和相变
物态方程
物态方程是描述物质状态的 基本关系式，我们将会学习 一些重要的物态方程及其应 用。
热机原理
热机是利用热量转化为其他形式 能量的机器。坎诺特循环解Байду номын сангаас了 热机的基本原理。
理想气体
理想气体是热学中的一个基本模 型，我们将了解理想气体的状态 方程、理想气体的工作循环、以 及理想气体的相变等基本概念。
热力学第一定律
内能和热容
内能和热容是研究物体温度 变化和热量传递的重要物理 量，它们是定义热力学第一 定律所必须的。
均衡力和运动状态
大学物理知识点总结ppt课件
0 r
— 介质的介电常量
电位移通量：D D dS
D d S q0
S
S
高斯面内自由 电荷的代数和
4、电容器及其电容
（1）定义： C = Q/U
（2）平板电容器: C S
d
（3）电容器的串、并联：
串联： 1 n 1
C
i 1 C i
n
并联：C Ci i 1
（4）电容器的能量 ：W 1 Q2 1 CU 2 1 UQ
连续带电体场:
d dq
q
q4 0r
( 0 )
3、典型场： 均匀带电球面：
q (r R)
4 0R
q
(φ∞ =0)
(r R)
4 0r
导体与介质概要 1、静电平衡导体的特点：
E表
0
nˆ
（1）场强与电势分布：
E内 0
（2）电荷分布：
等势体
等 势 面
净电荷只能分布在表面。
实心导体：
难退磁
用途 铁芯 永久磁铁
电磁感应概要 1、基本定律：
（1）楞次定律——效果反抗原因 (判断ε方向)
（2）法拉第电磁感应定律：
d (多匝:Φ → Ψ )
dt ε的方向为结果取正值的回路绕向。
2、动生电动势：
（1）一段导体平动：
( v B ) dl
右手定则判断方向： L
ε的方向为结果取正值的积分方向。 均匀 B 中，起、止点一样的任意导线平动，ε一样。
B内 0nI B内 0nI
B 0 j / 2
B外 0 B外 0
1、B、H 关系:
磁介质概要
对各向同性磁介质： B H
2、磁介质的分类：
B
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非弹性碰撞
碰撞后系统动能不守恒，部分机械 能转化为内能，损失了机械能。如 湿纸或橡皮泥的碰撞等。
完全非弹性碰撞
碰撞后两物体粘在一起运动，动能 损失最大，机械能损失也最大。
能量守恒定律
定律表述
自然界中的一切物质都具有能量，能量既不能创 造也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种 形式，从一个物体传递到另一个物体；在转化和 传递过程中能量的总量保持不变。
大学物理的学习方法和要求
掌握基本概念和基本规律
注重实验和实践
学习大学物理首先要掌握基本概念和基本 规律，理解它们的物理意义和适用范围。
大学物理实验是学习物理学的重要环节， 通过实验可以加深对物理概念和规律的理 解，培养实验技能和动手能力。
培养物理思维
拓宽知识面
学习大学物理要注重培养物理思维，即运 用物理学的方法和观点去分析和解决问题 的能力。
热力学第二定律的表述及实质
表述
实质
应用
热力学第二定律有多种表述方式，其 中最著名的是开尔文表述和克劳修斯 表述。开尔文表述指出，不可能从单 一热源吸取热量，使之完全变为有用 功而不产生其他影响。克劳修斯表述 指出，热量不可能自发地从低温物体 传到高温物体而不引起其他变化。
热力学第二定律的实质是揭示了自然 界中一切与热现象有关的宏观过程都 具有方向性，即不可逆性。这种方向 性是由系统内部的微观状态数目的变 化所决定的，也就是由系统的熵增原 理所决定的。
循环过程卡诺循环
01
02
定义
工作原理
卡诺循环是一种理想的可逆循环，由 两个等温过程和两个绝热过程组成。 它是热力学第二定律的出发点，也是 热机效率的理论极限。
卡诺循环通过高温热源吸收热量，在 低温热源放出热量，并对外作功。其 效率只与高温热源和低温热源的温度 有关，而与工作物质无关。
大学物理ppt课件完整版
03
计算机模拟和仿真
利用计算机进行数值模拟和仿真 实验，验证理论预测和实验结果 。
2024/1/25
5
物理学的发展历史
01
02
03
古代物理学
以自然哲学为主要形式， 探讨自然现象的本质和规 律，如古希腊的自然哲学 。
2024/1/25
经典物理学
以牛顿力学、电磁学等为 代表，建立了完整的经典 物理理论体系。
固体的电子论
介绍了能带理论、金属电子论、半导体电子 论等。
30
核物理和粒子物理基础
原子核的基本性质
包括核力、核子、同位素等基本概念。
放射性衰变
阐述了α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变过程及 其规律。
粒子物理简介
介绍了基本粒子、相互作用、粒子加速器等基本 概念。
2024/1/25
31
THANKS
感谢观看
19
恒定电流的电场和磁场
恒定电流：电流大小和方 向均不随时间变化的电流 。
2024/1/25
毕奥-萨伐尔定律：计算 电流元在空间任一点产生 的磁场。
奥斯特-马可尼定律：描 述电流产生磁场的规律。
磁场的高斯定理和安培环 路定理：揭示磁场的基本 性质。
20
电磁感应
法拉第电磁感应定律
描述变化的磁场产生感应电动势的规律。
01
又称惯性定律，表明物体在不受外力作用时，将保持静止状态
或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律
02
又称动量定律，表明物体加速度与作用力成正比，与物体质量
成反比。
牛顿第三定律
03
又称作用与反作用定律，表明两个物体间的作用力和反作用力
总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
大学物理课件全套(2024)
加速度变换公式
在不同参考系中观察同一物体的运动时，需要用到加速度变换公式来转换加速度的值。这个公式涉及到参考系之间的相对速度和相对加速度。
12
2024/1/25
03
CHAPTER
牛顿运动定律
13
2024/1/25
物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。
惯性定律
惯性参考系
力的概念
相对于惯性定律成立的参考系，通常选择相对于地球静止或匀速直线运动的参考系。
质点的性质
质点具有质量，但没有体积和形状，因此可以视为一个几何点。质点的运动可以用位置、速度和加速度等物理量来描述。
质点的适用条件
当物体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略不计时，可以将物体视为质点。例如，研究地球绕太阳的运动时，由于地球的大小相对于日地距离可以忽略不计，因此可以将地球视为质点。
9
2024/1/25
02
理论分析和数学建模
运用数学工具对物理现象进行理论分析和建模，揭示物理规律的本质和内在联系。
5
2024/1/25
古代人们对自然现象的观察和思考，形成了早期的物理观念，如力学、光学等。
古代物理学
17世纪末至19世纪初，牛顿力学、热力学、电磁学等经典物理学理论体系的建立，奠定了现代物理学的基础。
经典物理学
力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。
03
02
01
14
2024/1/25
质点系的质心运动和一个位于质心的质点的运动相同，该质点的质量等于质点系的总质量，而该质点上的作用力则等于作用于质点系上的所有外力的平行力系的合力。
质心运动定理
物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
在不同参考系中观察同一物体的运动时，需要用到加速度变换公式来转换加速度的值。这个公式涉及到参考系之间的相对速度和相对加速度。
12
2024/1/25
03
CHAPTER
牛顿运动定律
13
2024/1/25
物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。
惯性定律
惯性参考系
力的概念
相对于惯性定律成立的参考系，通常选择相对于地球静止或匀速直线运动的参考系。
质点的性质
质点具有质量，但没有体积和形状，因此可以视为一个几何点。质点的运动可以用位置、速度和加速度等物理量来描述。
质点的适用条件
当物体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略不计时，可以将物体视为质点。例如，研究地球绕太阳的运动时，由于地球的大小相对于日地距离可以忽略不计，因此可以将地球视为质点。
9
2024/1/25
02
理论分析和数学建模
运用数学工具对物理现象进行理论分析和建模，揭示物理规律的本质和内在联系。
5
2024/1/25
古代人们对自然现象的观察和思考，形成了早期的物理观念，如力学、光学等。
古代物理学
17世纪末至19世纪初，牛顿力学、热力学、电磁学等经典物理学理论体系的建立，奠定了现代物理学的基础。
经典物理学
力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。
03
02
01
14
2024/1/25
质点系的质心运动和一个位于质心的质点的运动相同，该质点的质量等于质点系的总质量，而该质点上的作用力则等于作用于质点系上的所有外力的平行力系的合力。
质心运动定理
物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
大学物理ppt课件
静电场中的电势
在静电场中，电势是一个相对量，它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中，不 同位置的电势不同，但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场，可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量，其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同，其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量，其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代，当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度，约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪，当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的，它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
大学物理ppt课件
目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析， 例如牛顿第二定律、胡克定律等，需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验，准备相应的实验装置和器材 ，掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论，理解实验原理 和结论，并与理论进行比较和验证。
在静电场中，电势是一个相对量，它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中，不 同位置的电势不同，但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场，可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量，其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同，其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量，其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代，当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度，约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪，当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的，它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
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目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析， 例如牛顿第二定律、胡克定律等，需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验，准备相应的实验装置和器材 ，掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论，理解实验原理 和结论，并与理论进行比较和验证。
大学物理 全册 知识要点ppt课件
y
r(t1)
s
p1
'
p2
r(t2)
s
r s （C）什么情况 ？
r s
z
O
x
不改变方向的直线运动; 当 时 t 0 r s.
（D）位移是矢量, 路程是标量.
v v 吗？ 讨论 v v ( t t ) v ( t ) v v ( t t ) v ( t )
第二定律
第三定律 F F 12 21 F F F 力的叠加原理 F 1 2 3
m a c 当 v 时，写作 F
dp F dt
p m v
第三章
一. 动量、冲量、动量定理
t2 F dt ——力对时间的累计 力的冲量 I t
在Ob上截取
有
a
v (t )
v
b
v (t t)
c
oc oa
v ac n v cb t
O v cb v v v a cc b n t
速度方向变化
速度大小变化
第二章
牛顿运动定律 第一定律 惯性和力的概念，惯性系的定义 .
弹簧振子
k
m
单摆
g
l
y vm
t
an
π t 2
A
v m A
0 a v x A cos( t )
x
a n A
2
π v A cos( t ) 2
2
a A cos( t )
四 简谐运动能量图 能量
B
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01 06
05
4.多丝正比室与基本 粒子“夸克”的发现
1.云室与正电子的发 现
02 03 2 . 气 泡 室
04
3.粒子加速器
第五章稳恒 磁场
五、综合能力与知识拓展训练 题
1.等离子体 的磁瓶约束 机理
（三）微波 技术中的磁 控管
2.受控热核 反应中的托 卡马克装置
（四）电磁 炮
0
6
第六章电磁感应电磁场
01 （一）绝热去磁法 02 （二）用穿孔板共
致冷
振装置控制噪声
03 （三）费米-狄拉克 04 1.T ＝0K时自由电
统计与自由电子气
子气的费米能
05 2.简并压强
06 3．金属的弹性模
量
第十章气体动理 论与热力学基础
五、综合能力与知识拓展训练 题
（四）固体的热 容
2.金属自由电子 的热容
（六）耗散结构 激光
3.电子计算机 中的记忆磁芯 元件
6.磁流体发电 机
第六章电磁感应电磁场
五、综合能力与知识拓展训练题
7.磁荷
0
7
第七章机械振动和机械波
第七章机械振动和 机械波
一、学习要求与重点难点 二、知识框架 三、基本概念与基本原理讨论题 四、基本能力训练题 五、综合能力与知识拓展训练题
第七章机械振 动和机械波
大学物理能力训练与知识拓展(刘 爱红主编)
演讲人
2 0 2 X - 11 - 11
0
1
第一章质点力学
第一章质点力学
一、学习要求与
01 重点难点
02 二、知识框架
三、基本概念与
03 基本原理讨论题
04
四、基本能力训 练题
05 五、综合能力与 知识拓展训练题
1.失重 2.潮汐 3.竞走速度与摇摆 4.弹弓效应
0 4
3.同步卫星的 离子推进器
0 2
1.静电除尘
0 5
（二）带电粒 子加速器
0 3
2.静电喷漆用 的微滴发生器
0 6
1.范德格拉夫 静电加速器
第四章静电 场
五、综合能力与知识拓展训练 题
0 1
2.质子直线加 速器
0 4
2.静电透镜…
0 2
（三）加速电 荷的应用
0 5
（四）等离子 体的振荡频率
0 3
1.场致发射显 微镜
0 6
（五）核裂变 能的估算
0
5
第五章稳恒磁场
第五章稳恒磁场
一、学习要求与重点难点 二、知识框架 三、基本概念与基本原理讨论题 四、基本能力训练题 五、综合能力与知识拓展训练题
第五章稳恒 磁场
五、综合能力与知识拓展训练 探测器
（二）等 离子体的 磁约束
池
0 4
2.异质结与半
导体激光器
0 5
（五）超导的
微观机理
1
0
第十章气体动理论与热力学基础
第十章气体动理论与 热力学基础
一、学习要求与重点难 点
二、知识框架
三、基本概念与基本原 理讨论题
四、基本能力训练题
五、综合能力与知识拓 展训练题
第十章气体 动理论与热 力学基础
五、综合能力与知识拓展训 练题
第八章波动 光学
五、综合能力与知识拓展训练 题
0 1
1.光干涉式矿 井甲烷检测器
0 4
4.射电望远镜
0 2
2.激光比长仪
0 5
5.法拉第光纤 电流传感器
0 3
3.喇叭口声纳
0 6
6.自由电子激 光
第八章波动光学
五、综合能力与知识拓展训练题
7.激光陀螺
0
9
第九章量子物理
第九章量子物理
一、学习要求与重点难点 二、知识框架 三、基本概念与基本原理讨论题 四、基本能力训练题 五、综合能力与知识拓展训练题
0
2
第二章刚体力学
第二章刚体力学
1.称量人体各部分的重量 2.空车与重车 3.麦克斯韦轮
4.台球的滑动与滚动 5.溜溜球
一、学习 要求与重
点难点
0
3
第三章狭义相对论基础
第三章狭义相 对论基础
一、学习要求与重点难点
二、知识框架
三、基本概念与基本原理讨论题
四、基本能力训练题
五、综合能力与知识拓展训练题 1.因果事件的次序问题
第九章量子 物理
五、综合能力与知识拓展训练 题
0 1
（一）激光冷 却与捕获原子
0 4
3.光子阱（光 钳）
0 2
1.多普勒冷却
0 5
4.磁阱
0 3
2.偏振梯度冷 却
0 6
（二）玻色-爱 因斯坦凝聚
第九章量子 物理
五、综合能力与知识拓展训练 题
0 1
（三）穆斯堡
尔效应
0 2
（四）半导体
的应用
0 3
1.太阳能光电
第六章电磁感应电 磁场
一、学习要求与重点难点 二、知识框架 三、基本概念与基本原理讨论题 四、基本能力训练题 五、综合能力与知识拓展训练题
第六章电磁感应电磁场
五、综合能力与知识拓展训练题
1.电磁异步驱 动——车速表 的工作原理
2.地下金属管 探测仪
4.三种电磁屏 蔽
5.超导体的两 个基本性质— —零电阻与理 想的抗磁性
五、综合能力与知识拓展训练 题
1.钢琴弦的 振动
6.多普勒
01
2.次声波
声 纳 06
02
5.微波照
05
相——合
成孔径成
像技术
04
4.彩超诊断
03
3.超声雾 化
第七章机械振动和机械波
五、综合能力与知识拓展训练题
7.新星的距离
0
8
第八章波动光学
第八章波动光学
一、学习要求与重点难点 二、知识框架 三、基本概念与基本原理讨论题 四、基本能力训练题 五、综合能力与知识拓展训练题
1.低温情形下固 体的热容——声 子气体
（五）负热力学 温度
1
1
答案
答案
1
2
附录
附录
（一）物理学常用常量 （二）国际单位制的有关规定
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主要参考书目
主要参考书目
感谢聆听
2.光行差 3.双生子效应 4.正负电子对撞机与资用能的利用 5.粒子反应与相对论不变量的应用
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第四章静电场
第四章静电场
一、学习要求与重点难点 二、知识框架 三、基本概念与基本原理讨论题 四、基本能力训练题 五、综合能力与知识拓展训练题
第四章静电 场
五、综合能力与知识拓展训练 题
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（一）静电的 应用