电磁学中科大
中科大电磁学课件--第五章
小结
无论是导线中的电流(传导电流)产生的磁场还 是磁铁(分子环流)产生的磁场本源都只有一个 即电荷的运动。也就是说前面介绍的各种实验 中出现的现象都可以归结为运动着的电荷(即电 流)之间的相互作用，这种相互作用是通过磁场 来传递的。 电荷之间的磁相互作用与电(库仑)相互作用的 区别在于：无论电荷是静止的还是运动的，它 们之间都存在着库仑相互作用；但是只有运动 的电荷才存在着磁相互作用。
在非均匀磁场中它会发生运动。
图5.8 无定向秤
实验一：安培将一对折的通电导线移近无定向秤 以检验对折导线有无作用力。结果是否定的，这 说明电流反向时，电流产生的作用力也反向，大 小相等的电流产生的力的大小相等。 实验二：将对折导线中的一段绕在另一段上成螺 旋形(如图5.10)，通电后将它移近无定向秤。结 果表明无定向秤仍无任何反应，这表明一段螺旋 状导线的作用与一段直长导线的作用相同，从而 证明电流元具有矢量性质，即许多电流元的合作 用是各单个电流元作用的矢量叠加。
'
由毕奥萨伐尔定律和磁场的叠加原理可以 给出其积分形式
B
0
4
L
Id l Leabharlann R R2B
0
4
V
'
j dV R
'
R
'
2
B
0
4
S
'
i dS R R
2
4、磁场的几何描述
磁感应线
直观形象描述磁场在空间各处的强弱、方向分 布情况。 定义：曲线上每一点的切线方向是该点磁感应 强度B的方向，曲线数密度与B的大小相等。 通过曲面S的磁感应通量B理解为通过曲面S的 磁感应线数目。
中科大理论力学课后习题答案
功和功率的概念及计算
功的定义
力对物体所做的功等于力的大小、 位移的大小、力与位移夹角的余 弦三者的乘积，即 $W=Flcostheta$。
功率的概念
功率是指物体在单位时间内所做的 功，即功率等于功和做功所用时间 之比，$P=W/t$。
计算方法和技巧
在计算功和功率时，需要注意力的 方向、位移的方向以及时间的对应 关系，同时要掌握一些计算技巧， 如利用动能定理等。
03 动力学基础与牛 顿定律
动力学基本概念及原理
动力学
研究物体运动与所受力 的关系，以及物体运动
状态改变的原因。
力的概念
力是物体之间的相互作 用，可以改变物体的运
动状态或形状。
惯性
物体保持静止或匀速直 线运动状态的性质，是
物体的固有属性。
动量
描述物体运动状态的物 理量，与物体的质量和
速度有关。
牛顿定律及其适用范围
典型习题解析与答案
习题一
解析物体在水平面上滑动时的受力情况，计算物体的加速度 和速度。
答案
根据牛顿第二定律，物体所受合力等于物体质量与加速度的 乘积，通过受力分析可以求出物体所受的合力，进而求出物 体的加速度和速度。
习题二
解析两个物体之间的碰撞过程，计算碰撞后的速度和能量变 化。
答案
根据动量守恒和能量守恒定律，可以求出碰撞后两个物体的 速度和能量变化。需要注意的是，碰撞过程中可能存在能量 损失，因此实际计算时需要考虑能量损失的因素。
03
题目2
04
一轻绳跨过定滑轮，两端分别系 有质量为m1和m2的物体，且 m1>m2，开始时两物体均静止， 当剪断轻绳后，求两物体的加速 度和速度变化。
中科大-电磁学课件7.
dφ d ε =− =− dt dt
∫∫ B • d S
s
其中B可以随时间变化。 线圈c 是唯一的，但 是，以线圈c为周边的曲 面是不唯一的，例如可 以是S1或S2 。 定律成立，即要求ε唯 一。
n2 n
n1 n
也就是要求：
∫∫ B • dS = ∫∫ B • dS =
s1 s2
2
2
v
(b)选取线圈b的绕行方向为顺时针方向
这时 S的法向 n与B的方向相反，于是通过线圈b的磁 通量为： 2
μI Φ=−
0
于是：
R 2 3 πr < 0 2 (R2 + Z 2 ) 2
2 2
因为ε < 0 ,所以感应电流的方向与选定的回路b的绕 行方向相反，即沿逆时针方向，结果与（a）相同。
dψ dφ ε =− = −N dt dt
2. 在回路中产生感应电动势的原因是由于通过回
路平面的磁通量的变化，而不是磁通量本身，即使通 过回路的磁通量很大，但只要它不随时间变化，回路 中依然不会产生感应电动势。通过平面s的磁通量为： 式中 θ是B与S 的法线n之间的夹角，所以，根据复合 函数求微商的法则，有：
第七章
电磁感应
§7.1 电磁感应定律 §7.2 动生电动势与感生电动势 §7.3 互感与自感 §7.4 暂态过程
§7.1 电磁感应定律
继1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的 磁效应后,人们便关心它的逆效应。1831年法拉 第终于发现了电磁感应现象。 1845 年 才 由 诺 埃 曼 （ F.E.Neumann) 和 韦 伯 （W.E.Weber)将其实验成果表达为数学形式， 建立了电磁感应定律。 这是电磁学发展史上最辉煌的成就之一。为 工业革命、人类 进入电气化时代 做出了巨大的 贡献，为后来麦克斯韦普遍 电磁场理论 的建立 奠定了基础。
中科大物理考研参考书
专业代码及名称培养单位代码招生类专业代码及名称培养单位代码招生类别070121★数学物理001 硕，博3 623 数学分析《数学分析教程》常庚哲中国科大出版社数学分析：极限、连续、微分、积分的概念及性质4 802 线性代数与解析几何《线性代数》李炯生中国科大出版社《空间解析几何简明教程》吴光磊高等教育出版社线性代数：行列式，矩阵，线性空间线性映射与线性变换，二次型与内积；解析几何：向量代数，平面与直线，常见曲面070201理论物理004 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070202粒子物理与原子核物理004 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070203原子与分子物理004 硕、博234 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 835 原子物理与量子力学《近代物理学》徐克尊高等教育出版社《原子物理学》杨福家高等教育出版社第三版《原子物理学》褚圣麟高等教育出版社《量子力学导论》曾谨言高等教育出版社原子结构和光谱、分子结构和光谱、量子力学概论070204等离子体物理004 硕、博4 808 电动力学A 《电动力学》郭硕鸿高等教育出版社第二版电磁现象的普遍规律，静电场和静磁场，电磁波的传播，电磁波的辐射（包括低速和高速运动带电粒子的辐射），狭义相对论4 872 等离子体物理导论《等离子体物理导论》F. F. Chen科学出版社1980《等离子体物理原理》马腾才胡希伟陈银华中国科大出版社1988 单粒子理论、等离子体平衡、等离子体波动、等离子体不稳定性070205凝聚态物理002 博203 硕3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 809 固体物理《固体物理》黄昆原著韩汝琦改编高等教育出版社晶体结构、晶体缺陷、晶体结合、晶体振动及热学性质、金属电子论、能带论、电导论4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁231 硕、博234 硕、博070207光学002 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070221★量子信息物理学234 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070301无机化学019 硕、博157 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 818 无机化学《无机化学》（上、下册）武汉大学、吉林大学等校编高等教育出版社第三版无机化学基本原理、理论及元素无机化学234 硕、博070302分析化学019 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 820 分析化学《分析化学》武汉大学主编高等教育出版社《定量分析化学》李龙泉等编著中国科大出版社误差与数据处理；酸碱滴定，配位滴定，氧化-还原滴定，沉淀滴定；重量分析；常用的分离方法与复杂物质分析070303有机化学019 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 819 有机化学《有机化学》伍越环编著中国科大出版社《有机化学实验》兰州大学、复旦大学编高等教育出版社伍越环编著的《有机化学》全部内容070304物理化学（含化学物理）003 硕、博231 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 815 结构化学《物质结构》潘道皑等人民教育出版社量子力学基础、原子分子电子结构、分子光谱、晶体结构4 818 无机化学《无机化学》（上、下册）武汉大学、吉林大学等校编高等教育出版社第三版无机化学基本原理、理论及元素无机化学以下为第2 组考试科目，共有 2 组考试科目，可任选一组3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁234 硕、博070305高分子化学与物理020 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 821 高分子化学与物理《高分子化学》潘才元中国科大出版社2001版；《高聚物的结构与性能》马德柱等科学出版社2003版考试范围包括指定参考书中所涉及的内容。
中科大电磁学期末复习答案
期末复习一、填空题1.电荷q均匀分布在半径为r的圆环上，圆环绕圆环的旋转轴线以角速度ω转动，圆环磁矩=ωqr2/2。
轴线上一点A与圆心相距x，则A点磁场强度=ωqr2(r2+x2)−3/2/(4π)。
2.一电子在0.002T的磁场里沿螺旋线运动，半径为5.0mm，螺距20mm。
则电子速度的大小为2.08×106m/s，与磁场的夹角为arctan(π/2)或57.5°。
3.利用霍尔效应可判断半导体载流子的正负性。
4.空心螺绕环的自感为L0，加入铁芯后自感为L1，在铁芯上锯开一个断口后自感为L2，则这三个自感的大小关系为L0<L2<L1。
5.磁化强度为常数M的细条形永久磁铁长l，横截面积A，则N、S极间的磁力=μ0A2M2/(4πl2)。
6.两线圈串联，顺接时总电感为1.0H，保持位置不变，逆接时总电感为0.4H，则互感=0.15H。
7.RLC电路的固有频率f0=[2π(LC) 1/2]−1。
当f0不变时，在临界阻尼(欠阻尼、过阻尼和临界阻尼三选一)情形下，RLC暂态电路能最快地趋于平衡。
8.简谐交流电的描述方法有函数描述、矢量描述和复数描述，其中函数描述是忠实表述。
9.一材料电导率为5S/m，相对介电常数为1，电场强度为250sin(1010t)V，则传导电流密度和位移电流密度分别为1250sin(1010t)A/m2和22.2 sin(1010t) A/m2。
10.太阳光正入射到半径相同的球面和圆盘面上，均发生全反射，若球面所受光压为P，则圆盘面所受光压为2P。
二、判断题1.(×) 与电场线可起始于电荷类似，磁感应线可起始于电流。
2.(×) 由毕-萨定律推导高斯定理时，需要利用B∝1/r2的性质。
3.(√) 洛伦兹力对带电粒子不作功。
4.(√) 缓变磁场中带电粒子的回旋磁矩守恒。
5.(√) 均匀磁场中通以稳恒电流的一任意线圈由ABC和ADC两段不同材料组成，则二者所受磁场作用力大小相同。
中科大-电磁学课件3
第三章静电能§3.1 真空中点电荷间的相互作用能§3.2 连续电荷分布的静电能§3.3 电荷体系在外电场中的静电能§3.4 电场的能量和能量密度§3.5 非线性介质及电滞损耗§3.6 利用静电能求静电力能量的基本概念一、引入的目的：1. 能量是物质的共同属性;2. 能量是物质运动的普遍量度;3. 便于研究不同形式能量的转换。
二、特点：1. 是状态的单值函数, 属于整个系统;2. 能量差才有意义;3. 用做功来量度能量。
三、描述的方法：要引入状态参量，规定零点能，然后用做功来计算能量。
对一个带电系统而言，其带电过程总伴随着电荷相对运动。
在这个过程中，外力必须克服电荷间的相互作用而作功。
外界作功所消耗的能量将转换为带电系统的能量，该能量定义为带电系统的静电能。
显然，静电能应由系统的电荷分布决定。
点电荷在外电场中的电势能就是静电能。
定义§3.1 真空中点电荷间的相互作用能设想空间中有多个点电荷, 其带电量用q i 表示, 相应的位置用ri表示, 任意两个点电荷间的距离可以由rij=|rij|=|ri-rj|给出,所谓点电荷之间的相互作用能，指的是与点电荷间的相对位置有关的静电能。
状态量取为rij（i, j = 1,2,…,N），时，它们之间的静电相互作用消失，很自然地取这时的相互作用能为零。
我们用一种类似于数学归纳法的办法来计算由N个点电荷组成的静电体系的静电能.ijr→∞一个点电荷q在电场U中的电势能W=qU当两个点电荷12212,4W q U r πε==W=3122113312332 2,24N i i i ji W q U U U rπε===∑∑∑其中§意味着电场空间中只允许导体和介电常量恒等元，ρ= a。
可求得电荷密度为、半径为a的均匀带电e2. 为荷元，它在自身产生的电势不会大于σ()dS σr3. 线电荷分布的情况1()()e W l U l dl λ=∫或11()()e e W l U l dl λ=∫N个带电体，体积分别为间的总电势U(r)分为两部分可写成：其中，例3.1]球的静电能（带电体的介电常量设为[解]0θϕ5. 对带电导体导体的特点是势体。
中科院-科大真题最完整版+考试攻略
二、经验类[quote]1：考中科院科大完全攻略！普物类力学科大出版社杨维宏很好的教材电磁学高教社赵凯划经典教材（科大出版社的也不错）热学高教社褚圣麟经典教材（科大出版社的也不错）已经出版了对照的习题解答上述3门是普物a b的考试范围，弄清楚课后习题足够了！电动力学郭硕鸿高教社已经出版了对照的习题解答理论力学高教社已经出版了对照的习题解答光学赵凯华北大出版社量子类量子力学卷１曾谨言科学出版社，最好同时购买习题集的上下册非常好搞清楚就足够了！周世勋高教社《量子力学》入门型已经出版了对照的习题解答！考科大、中科院的用这些足够了。
还有哪些？大家提出我补充。
现在资料更新很快，很多抖出了专门的习题集建议大家看最新的，00年以前的老掉牙的东西没什么用处了。
引用2、各位朋友大家好:也谈中国科大物理辅导班笔记，物理教材！我是科大研究生想告诉大家，不要太指望辅导班笔记。
看到不少人受到误导心痛不已，其实复习就是很简单的事情，很多教材的选择也就是基础常见的就足够了，高教版的基本都是非常经典的还要习题集的选择电磁学力学等太多了，不过建议大家看一些比较新的资料。
老掉牙的就算了n年了，编这些书的老师估计早就退休了！下面几个常见问题:中国科大物理辅导班笔记，物理教材！（我觉得这个帖子很好）1 辅导班何时开办？每年的11月中旬，到12月20左右出来！1 考科大用什么教材？其实这个问题很简单了，当然最好是科大教材了，如果是科大习题集最好了，现在科大教材变化很快毫无疑问最好的教材就是最新的。
多少年来变化很大的，但是科大教材不是好教材，力学其实复旦的比较好，科大yangweihong的觉得很一般，不过习题不错。
电磁学毫无疑问是高教社的zhaokaihua的好啊，科大张玉民的也是很一般的教材。
原子物理也是推荐高教社chushe nglin的很经典的教材。
但是教材归教材，习题集最好还是选择科大这个道理很简单了1 为什么考科大物理？2科大物理国内一流国际闻名科大全公费住宿免费补助待遇每月500以上设备先进值得你去努力2 外校能否报名？不能，就是科大校内的学生也要凭借学生证，不是科大物理系的就很难接受。
【电磁学】小论文——从微观到宏观描绘电场和磁场分布
从微观到宏观描绘电场和磁场分布——用Mathematica模拟电场和磁场黄申石PB10030013（中国科学技术大学安徽合肥）【摘要】电场线和磁感线可以形象地表达电场和磁场的分布，由于电场和磁场都符合场的叠加原理，通过了解带电场源的具体信息，就可以描绘出电场和磁场的分布。
针对不同的带电场源，选用不同的方式进行计算机模拟场的分布，其效率是不同的。
在使用计算机模拟场的分布时，通过对带电场源进行具体的分析，选择出最合适的途径进行模拟。
【关键词】电场分布、磁场分布、微观、宏观、模拟。
1 引言在与电磁学相关的领域中，有许多问题涉及电场和磁场，甚至需要设计电场或者磁场。
在没有信息时代到来之前，人们只能通过数学公式和大脑的想象得带电场和磁场的形状。
如今，我们借助计算机强大的计算和绘图功能，根据场源的具体信息，通过合适的手段来模拟得到电场和磁场的分布。
目前，一部分学者已经对一些简单的基本场源模型（如直线排列的点电荷系[1]，均匀带电圆盘[2]等）做了较深入的理论计算，却在计算机模拟图像方面为之甚少。
因为计算机模拟图像时需要考虑到计算机软件和硬件的运算效率，只有找到合适的表达式才可以进行高效模拟。
本文将介绍两种不同的计算机模拟思想。
2 描绘电场分布2.1带电系统的电势分布和电场分布[3]考虑真空中的点电荷q ，q 在空间中得位置矢量为'r ，空间中任一点P 的位置矢量为r，q 在点P 产生的电势为r -r q r U ,041)(πε= （2.1.1）其中11201085.8--⋅⨯≈m F ε由于电势满足标量的叠加原理，可将一个点电荷的情况推广到带电系统的情况：对N 个静止点电荷组成的系统有∑==Ni ,r -r q r U 1041)( πε （2.1.2） 对长度为L 、线电荷密度为)(,r e λ的带电线有')(41)(0dLr -r r r U L ,,e ⎰=λπε （2.1.3）对面积为S 、面电荷密度为)(,r e σ的带电面有')(41)(0dSr -r r r U S ,,e ⎰⎰=σπε （2.1.4） 对体积为V 、体电荷密度为)(,r e ρ的带电体有')(41)(0dVr -r r r U V,,e ⎰⎰⎰=ρπε （2.1.5） 由于空间中的电场函数)(r E 为电势函数)(r U的负梯度函数，即)ˆˆˆ(z xUy y U x x U U E ∂∂+∂∂+∂∂-=-∇= （2.1.6）2.2 计算机模拟电场分布利用2.1得出的公式，用数学软件Mathematic7.0计算可以描绘出简单的点电荷系的电场线和等势面。
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Perception， Persistence， Power
意思是：直觉，坚持，力量。要有科学的 直觉意识去创造，用坚持不懈的努力去奋斗， 以扎实的知识力量去克服困难。
杨振宁
1
电磁 学
电磁学是研究电荷和电流产生电场和磁场的规律， 电场和磁场的相互联系，电磁场对电荷和电流的作用 ，电磁场对实物的作用及所引的各种效应。
6
（一） 电荷 库仑定律
一、对电荷的基本认识
1. 电荷是带电基本粒子的一种属性。 2. 自然界只存在两种电荷，存在所谓“电荷对称性”。 3. 电荷量子化. 密立跟实验(1906－1917年)
Q=Ne, e=1.6021892（46）10-19C
理论研究认为，夸克带分数电荷。迄今为止尚未在实验中 找到自由夸克。今后即使真的发现了自由夸克，仍不会改变 电荷量子化的结论。
4. 电荷守恒.在一个和外界没有电荷交换的系统内, 正负电荷 的代数和在任何物理过程中保持不变.具有相对论不变性。 如：摩擦生电荷; 感应带电荷; 电子对的产生和湮灭等。
7
二、库仑定律(1785年)
受牛顿力学的深刻影响，寻找电力遵循的规律成为引人瞩 目的研究课题，它的发现迎来了电学历史上第一个重要突破。
真空中, 两个静止的点电荷之间相互作用力的大小, 与它们
的电量的乘积成正比, 与它们之间距离的平方成反比, 作用力
的方向沿着它们的联线. 同号电荷相斥, 异号电荷相吸.
数学表述：
F12
q1q2 r2
r102
q2
q1
r
r102
r201
K的量纲为
k
f
q
r
2
2
L3MT -4I -2
8
在SI制和有理化方程系中
主要参考教材：
《电磁学与电动力学》胡友秋等编 《电磁学》张玉民等编 《电磁学》赵凯华 编 《电磁学专题研究》陈秉乾等编 《电磁学千题解》张之翔编
科学出版社 科学出版社 高教出版社 高教出版社 科学出版社
2
一、迎接挑战—关于电磁学的教学
1. 电磁学－研究对象的重大变化，必将引起基本观念、规律 性质的深刻变化，必将导致新的概念、新的研究方法、新 的描述手段和新的数学工具的出现，从而标志新的研究领域 的开辟，预示新的理论的诞生。
科学的历程就是在假设求证中不断进步。
2. 善于归纳。物理学的构架是一系列大大小小的定律。这些
定律都是从实验（或观察）中归纳出来的。但这种所用的科学
方法，只能是“不完全”归纳法，而不是数学的完全归纳法。例
如“势”概念的应用。
4
3. 创设模型。物理学并不讳言自身只研究模型。模型并不全同 于真实，但物理学的成功正在于创造出许多成功的模型。模型是 “理想化”的，但不是“伪劣”的，它突出了许多表面上看是千差 别的物体最本质的特征,例如法拉第的“力线”模型的建立。
2.电磁场理论的研究由静止转为运动，由稳恒步入变化，最终 建立了一组十分优美而简洁的麦克斯韦方程组。它概括了麦 克斯韦之前所有的电磁经验定律。它不仅是物理学史上划时 代的伟大成就，也为理解什么是物理理论、怎样建立物理理 论提供了光辉的范例。
3.电磁学的难点在于“场”。场是在一定空间范围内连续分布的 客体，从概念到方法，对学生来说都是全新的。认识场要从 它的空间分布规律入手，从总体上去把握它，掌握恰当的描 述方式和新的概念。静电学是整个电磁学的基础和重点。的思维，加强科学方法论的 教学。如果学生能从学习中体会到物理学特有的思维方式，将 终生受益。
物理学思维特点主要一表现在：
1. 敢于想像。要认识敢想才有物理学，不敢想就没有物理学。 爱因斯坦说：“想像力比知识更重要。”例如，麦克斯韦的位移 电流假说，爱因斯坦的狭义相对论和光电效应的论述。
三、悟物穷理
学好物理学，关键是勤于思考，悟物穷理。
“细推物理须行乐，何用浮名绊此身”
唐朝 杜甫（中文的“物理”一词源出此）
“求学问，需学问；只学答，非学问”
李政道（1957年与杨振宁同获诺贝尔
物理学奖）
5
第一章 真空中的静电场
目录
1. 电荷 库仑定律 2. 电场 电场强度 3. 电通量 高斯定理 4. 静电场的环路定理 5. 电势能 电势 6. 电场强度与电势的关系 7. 静电场的基本微分方程
F12
1
4 0
q1q2 r2
r102
F21
1
4 0
q1q2 r2
r201
真空介电常数 0 =8.854 187 817…10-12 C2/m2N
k 8.99109 N m2 C-2
说明：
1.库仑定律是直接由实验总结出来的规律。是整个静电学的基 础,具有丰富的物理内涵。
2．厍仑力与电量的乘积成正比，这是电量（电荷）的定义。 即引入定量描述两点电荷带电多少的物理量－电量。规定库
试验指出，两个以上的点电荷对一个点电荷的作用力,等于
各个电荷单独存在时对该电荷作用力的矢量和.
F Fi
Fi
i
1
4 0
q0qi ri2
ri0
q
ri
qi
ri 0
qn
连续带电体对点电荷的作用力则为
q1 q2
（1）体电荷分布的带电体
f q0
4 0
v
r
r3
rdv
11
其中体电荷密度
r
lim
v 0
，而且与光子静止质量是否为零密切相关，涉及物理学一系 列根本问题，关系重大。
（1）精确程度：
1
f r 2
1971年实验值：
2.7 3.110-16
（2）适用范围： r ~ 10-13 - 109 cm
5．氢原子的电子、质子间的库仑力与万有引力相比
F电 F引 2.31039
10
三、静电力叠加原理
q v
（2）面电荷分布的带电体
f q0
4 0
s
r
r3
rdS
（3）线电荷分布的带电体
r
lim
S 0
q S
面密度
f
q0
4 0
l
r
r3
rdl
r
lim
l 0
q l
线密度
12
例题1-1-1 电荷量q均匀分布在半径为R的金属圆环上， 在环的轴线上有一条均匀带电的直线，单位长度的电
仑力大小与两点电荷电量乘积成正比，既表明是电力，又能 通过 q1, q2 的大小、正负区分电力的大小以及吸引还是排斥9 。
3.库仑定律成立的条件是静止。即两点电荷相对静止，且 相对于观察者静止。两个静止电荷之间的作用力符合牛 顿第三定律.
4.关注库仑力平方反比律的精确程度和适用范围。 库仑力平方反比律的精度不仅直接影响电磁场理论的精度