复旦大学物理电磁学2014-0410-交流电 复习 和电磁场
上海市考研物理复习资料电磁学核心内容梳理
上海市考研物理复习资料电磁学核心内容梳理电磁学作为物理学习中的核心内容之一，在考研物理复习中具有重要地位。
为了帮助广大考生更好地掌握和理解电磁学的核心概念和知识点，本文将对上海市考研物理复习资料中的电磁学核心内容进行梳理和总结。
一、电场与电势电场是电荷周围所产生的力场，通过电场我们可以描述电荷之间的相互作用。
电场的概念是理解电磁学的基础，因此在复习中要牢固掌握。
电势则是描述电场在空间中的分布情况的物理量，是描述电场力场强弱的量。
1. 静电场静电场是指时间不随位置而变化的电场。
在静电场中，电荷之间的相互作用遵循库仑定律，即电荷之间的相互作用力与它们之间的距离的平方成反比，与电荷的大小成正比。
在复习中，要注意理解电场强度和电势的概念，并能够应用相关公式计算电场强度和电势。
2. 动电场动电场是指时间随位置而变化的电场，也就是变化的电磁场。
在动电场中，电场和磁场相互耦合，符合麦克斯韦方程组。
复习中要了解电场和磁场之间的关系，掌握电磁波的基本特性。
二、磁场与磁感应磁场是带电粒子或者电流周围所产生的力场，通过磁场我们可以描述磁性物质之间的相互作用。
磁感应是描述磁场在空间中的分布情况的物理量，是描述磁场力场强弱的量。
1. 静磁场静磁场是指时间不随位置而变化的磁场。
在静磁场中，磁感应强度和磁场强度满足安培定律，即磁感应强度和电流之间的关系。
在复习中要掌握磁感应的概念并能够应用相关公式计算磁感应强度和磁场强度。
2. 动磁场动磁场是指时间随位置而变化的磁场，也就是变化的电磁场。
在动磁场中，磁场和电场相互耦合，符合麦克斯韦方程组。
复习中要了解磁场和电场之间的关系，掌握电磁波的基本特性。
三、电磁感应与电磁振荡电磁感应是指通过磁场的变化产生电场，或者通过电场的变化产生磁场的现象。
电磁感应是电磁学的重要内容之一，是理解电磁学中许多现象和应用的基础。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述磁场变化产生感应电动势的定律。
电磁学复习提纲课件.ppt
S
0 Ix ln a b
2
aI
X
i
dm dt
C
D
( 0 I ln a b ) dx a
2
a dt
bx
0 I ln a b
F
E
2
a
29
练习 如图，导体棒 AB 在均匀磁场中绕通过 C 点
的垂直于棒长且沿磁场方向的轴 OO ' 转动（角速度
与 B 同方向），BC 的长度为棒长的1/3，则
B 0I
2R
B 0i 0nI
22
有限长的载流导线、 无限长的载流导线
载流圆环轴线上的 磁场、载流圆环圆
心处的磁场
无限大的载流平面、 及其两载流平面的
任意放置情况
20
★ 圆形螺绕环的磁场分布及无限长 螺线管的磁场分布。
B nI
21
三、 理解磁场的高斯定理和环路定理的含义 并会应用安培环路定理计算电流的分布具有某种对
(3) E V
点电荷：E
q
4r 2
rˆ
(1) 定义法
电势
(2) 叠加法
V q 4 r
◆常见带电体的场强及电势
点 线电荷分布 面电荷分布
体电荷分布
点电荷，电偶极 子，点电荷系
带电直线，均 匀带电圆环
均匀带电平面
圆盘，球面， 柱面
球体，柱体
2
三、 理解高斯定理、电通量及环路定理的含义
1、电通量 SE dS
I0 得
H2
I 2πr
, (R1
r
R2,)
I
I
H3
, (r
2πr
R2)
B 0r H
B1
0H1
电磁学复习题集及答案
电磁学复习题集及答案电磁学是物理学的重要分支之一，涉及电场、磁场以及它们之间的相互作用。
为了帮助大家复习电磁学知识，本文将提供一系列电磁学的复习题及答案。
希望通过这些题目的练习，能够加深对电磁学概念和原理的理解。
一、选择题1. 电场是指：A. 带电粒子所在空间B. 带电物体周围决定其它带电敏感物体运动状态的场C. 带电物体周围由于电介质作用而存在的场答案：B2. 磁感应强度的单位是：A. 特斯拉B. 高斯C. 法拉第答案：A3. 电路中最基本的电路元件是：A. 电源B. 电容器C. 电阻器答案：C4. 以下哪个物理量与电势差有关：A. 电场强度B. 电荷量C. 电容答案：A5. 以下哪个式子描述了法拉第电磁感应定律：A. U = IRB. F = maC. ε = -dφ/dt答案：C二、填空题1. 应用安培环路定理，计算通过一圈电流为2A的闭合回路的磁场的磁感应强度，如果这一圈回路的面积为0.5平方米，则磁感应强度大小为_________.答案：4特斯拉2. 自感系数也被称为________，单位是亨利。
答案：互感系数3. 电感为0.1亨的线圈通以频率为50Hz的交流电流，求其电感应电动势的峰值_________.答案：31.4伏三、解答题1. 一个长直导线中传过电流I，求与这根导线距离为r处点的磁感应强度B。
导线的长度为L。
解答：根据比奥-萨伐尔定律，磁感应强度B与电流I、距离r和导线长度L的关系为：B = (μ0 * I)/(2πr)其中，μ0 为真空中的磁导率，其数值为4π*10^(-7) 特斯拉·米/安培。
2. 有一个平行板电容器，两个平行金属板之间的空气介电常数为ε，两板间的距离为d，面积为A。
如果在这个电容器中加上电压U，求电场强度大小E以及电场能量密度u。
解答：电场强度E与电压U和板间距离d的关系为：E = U/d电场能量密度u与介质电容率ε、电场强度E的关系为：u = ε * E^2 / 2根据上述关系，将U和d代入公式可得到答案。
电磁学大一知识点汇总图
电磁学大一知识点汇总图电磁学是物理学中非常重要的一个分支，它研究的是电荷、电场、电流、磁场等电磁现象及其相互作用规律。
作为大一学生初步接触电磁学课程时，有必要对电磁学的一些基础知识点进行汇总和整理，以便更好地理解和掌握这门课程。
本文将通过一张电磁学大一知识点汇总图的方式，对电磁学的相关概念和公式进行归类和总结。
1. 电场与电势在电磁学中，首先要了解的是电场和电势的概念。
电场是指电荷周围的物理量，对带电物体施加力。
电势则是电场的一种势能表达方式，代表了单位正电荷在电场中的势能。
2. 高斯定理高斯定理是电磁学中常用的重要定理之一。
它描述了电场通过一个闭合曲面的通量与包围在其中的电荷之间的关系。
高斯定理的数学表达式为Φ = ∮E·dA = Q/ε0，其中Φ表示电场通量，E表示电场强度，A表示曲面面积，Q表示包围在曲面内的电荷数，ε0为真空介质常数。
3. 电场与电荷分布了解了电场与电势的概念后，我们需要学习如何计算不同电荷分布下的电场强度和电势。
对于均匀带电直线、均匀带电平面、均匀带电球等几种常见的电荷分布情况，可以使用相应的公式进行计算。
4. 库仑定律库仑定律描述了两个电荷之间的电力作用关系。
它表明，两个电荷之间的电力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
库仑定律的数学表达式为F = kq1q2/r^2，其中F表示电荷之间的电力，k为库仑常数，q1和q2为两个电荷的电量，r 为它们之间的距离。
5. 电流与电阻电流是电荷在单位时间内通过导体的数量，它是描述电导性的一个重要物理量。
电阻则是导体阻碍电流通过的程度，它是电流与电压之比。
欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系，它的数学表达式为I = V/R，其中I表示电流，V表示电压，R表示电阻。
6. 磁场与磁感应强度除了电场外，磁场也是电磁学的重要内容之一。
磁感应强度B 是描述磁场强度的物理量，它与电流之间有密切的关系。
安培环路定理描述了磁感应强度与电流和磁场线圈之间的关系，它的数学表达式为∮B·dl = μ0I，其中∮B·dl表示磁感应强度沿闭合环路的环路积分，μ0为真空磁导率，I表示通过环路的电流。
大学物理电磁学知识点
大学物理电磁学知识点电磁学是物理学中一个重要的分支，涵盖了电荷、电场、磁场、电磁波等内容。
在大学物理学课程中，电磁学知识点是必不可少的。
本文将探讨一些关键的电磁学知识点，帮助读者更好地了解这一领域。
首先，我们来谈谈电荷和电场。
电荷是电磁学的基本概念，分为正电荷和负电荷。
在物体中，正负电荷相互吸引，相同电荷相互排斥。
电场是由电荷产生的力场，它描述了电荷对周围空间的影响。
对于一个点电荷Q来说，其周围的电场强度E与距离r成反比，符合库仑定律E=kQ/r^2，其中k是一个常数。
接下来，我们将探讨电场的另一个重要概念-电势。
电势是描述电场状态的一种物理量，它反映了单位正电荷在电场中所具有的能量。
在电势的概念中，我们引入了电势能和电势差。
电势能是指电荷在电场中所具有的能量，而电势差是指在单位正电荷移动时所做的功。
而物体的导体性质也与电磁学紧密相关。
导体是一种能够传导电流的材料，其内部的自由电子可以自由移动。
导体中的电荷分布是非常均匀的，所以电场在导体内外表面垂直分布。
此外，导体内的电场强度为零，这是由于导体内部的电荷分布所决定的。
当我们讨论电磁学时，不得不提磁场。
磁场是由磁荷和电流产生的。
磁荷是一种假想的磁性单极子，而电流则是电荷的流动。
磁场可以通过磁感应强度B来描述，它是反映物体对磁场的响应的一个物理量。
磁感应强度的单位是特斯拉(T)，在磁场中的物体将受到一个磁力的作用。
当电荷和磁场相互作用时，将产生电磁感应现象。
法拉第电磁感应定律描述了电磁感应的规律。
当一个闭合线圈中的磁感应强度发生变化时，线圈中将会产生感应电动势。
这一定律也是电磁感应中电磁场与电荷之间相互转化的基础。
最后，我们来谈一谈电磁波。
电磁波是一种电场和磁场相互关联扩展传播的现象。
电磁波有许多不同的频率和波长，包括射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
这些电磁波在现代通信、医疗、无线电和电视等领域中都有着广泛的应用。
以上是一些大学物理电磁学的基本知识点。
电磁学物理高考知识点归纳
电磁学物理高考知识点归纳电磁学是物理学中的一门重要学科，也是高考物理考试的重点内容之一。
掌握好电磁学的基础知识，对于解答试题、提高分数至关重要。
本文将对电磁学物理高考知识点进行归纳，以帮助读者更好地复习和应对考试。
一、电场与电势电场是描述电荷周围空间的物理量，它表示单位正电荷所受到的电力。
电场强度的计算公式为E=KQ/R^2，其中E为电场强度，K为库仑常数，Q为电荷量，R为距离。
电势是描述电场中各点电荷状态的物理量，它是单位正电荷所具有的电势能。
电势的计算公式为V=KQ/R，其中V为电势，K为库仑常数，Q为电荷量，R为距离。
二、电场与导体在导体中，电荷能够自由移动，并且在静电平衡状态下，电荷分布在导体表面。
在导体表面，电场强度垂直于表面，并且电场强度最大。
导体中的任意一点的电势相等，且内部电场强度为零。
导体表面的电势与电场强度之间存在关系，即电场强度的方向指向电势降的方向。
三、电容与电容器电容是表示电荷与电势之间关系的物理量，它是电荷量和电势之比。
电容的计算公式为C=Q/V，其中C为电容，Q为电荷量，V为电势。
电容器是一种能够储存电荷的装置，它的基本构成包括两块导体板和之间的介质。
根据导体板之间的介质不同，可以将电容器分为电容分布均匀的平行板电容器和电容分布不均匀的非平行板电容器。
四、电流与电路电流是描述电荷在导体中移动的物理量，它表示单位时间内通过导体横截面的电荷量。
电流的计算公式为I=Q/t，其中I为电流，Q为电荷量，t为时间。
电路是电流在导线中流动的路径，根据导线的连接方式，电路可以分为串联电路和并联电路。
串联电路中，电流只有一条路径可以流通；而并联电路中，电流可以分流通过多条路径。
五、电阻与电阻器电阻是描述导体对电流流动阻碍程度的物理量，它是电压和电流之比。
电阻的计算公式为R=U/I，其中R为电阻，U为电压，I为电流。
电阻器是一种能够产生电阻的元件，它通常由金属丝制成，丝的长度和截面积决定了电阻的大小。
电磁场与电磁波期末复习题
2014年第一学期《电磁场与电磁波》复习题一．填空题1．已知矢量2z 2y 2x z e xy e x e A，则A =z xy x 222 ， A=2y e z 。
注：z xy x zA y A x A zy x 222222)(y x xy xy y A y z z yy y2．矢量B A、垂直的条件为0 。
3．理想介质的电导率为0 ，理想导体的电导率为 ，欧姆定理的微分形式为E J 。
4．静电场中电场强度E和电位φ的关系为 E ，此关系的理论依据为0 E ；若已知电位22z 3x y 2 ，在点（1,1,1）处电场强度 E642z y x 。
注：z e xy e y e z y x z y x z y x 64225．恒定磁场中磁感应强度B和矢量磁位A的关系为A B ；此关系的理论依据为0 B 。
6．通过求解电位微分方程可获知静电场的分布特性。
静电场电位泊松方程为 /2，电位拉普拉斯方程为02。
7．若电磁场两种媒质分界面上无自由电荷与表面电流，其D E、边界条件为：021 n 和021 D D e n ；H B、边界条件为：021 n 和021 n 。
8．空气与介质)4(2r 的分界面为z=0的平面，已知空气中的电场强度为4e 2e e E z y x 1,则介质中的电场强度 2E 12z y x e e e。
注：因电场的切向分量连续，故有z z y x E e e e E 222，又电位移矢量的法向分量连续，即1422200 z z r E E所以122z y x e e e。
9. 有一磁导率为 µ 半径为a 的无限长导磁圆柱，其轴线处有无限长的线电流 I ，柱外是空气（µ0 ），则柱内半径为1 处磁感应强度1B=12I；柱外半径为2 处磁感应强度2B =202 I e 。
10．已知恒定磁场磁感应强度为z 4e my e x e B z y x,则常数m= -5 。
大学物理变化的电磁场总复习内容深入超赞
dt
3.计算互感系数： (1)给任一回路通电流;
(2)计算穿过另一回路的磁通量;
(3)代入定义式或定义方程
例3：长直导线与矩形线圈共面，线圈中通有电
流I(t),计算长直导线中的互感电动势。
问题:长直导线是 解:设长直导线通有电流 I1
回路吗?
矩形线圈内的磁通量
I 1 I(t)
ds l
m S
BdS
=0
Lddtmddt(L)I
LdI dt
I
dL dt
当线圈形状、匝数、介质等不变时，L是常量.
εL
LdI dt
L L
dI dt
自感电动势与电流的变化率成正比
3.自感系数计算 考虑方法同计算电容。
(1)令回路通电流；
B
(2)计算穿过回路的磁通量；
(3)代入定义式或定义方程。
I
例1.计算长直螺线管(N,l,R)的自感系数:
da d
0 I1ldx 2 x
0Ill 2
nda d
o x d a
M m 0l lnd a
I1
M
2 d
dI 0llndadI
dt 2 d dt
三、磁场的能量
L
考虑自感线圈中电流的建立过程：
L
L di dt
K1
在移动dq=idt的过程中，电源反抗
自感电动势做功 dALdqLidt Lidi
在i从0到I过程中，做功
•单位：伏V
正
第十一章 变化的电磁场
§1 电磁感应 §2自感与互感 §3 Maxwell’s 方程组
本章重点：感应电动势、自感、互感 的计算
本章难点：涡旋电场,位移电流,场概念的理解
复旦大学大学物理A电磁学期末试卷及答案
A，B板电势UB0。
现将一带电量为q，面积也是S而厚度可忽略不计的导体片C平行地插
在两极板中间位置（如图所示），则导体片C的电势
U=。
C
27.（3分）如图所示的电路的回路电压方程为。
28.（5分）在安培环路定理i
Bdl0I中，Ii是
L
指；B是指，它是由
决定的。
3.
求通过电源3的电流和R2消耗的功率。
4．一半径为R的塑料圆盘，电荷q均匀分布于表面，圆盘绕通过圆心垂直于盘面的轴转动，角速度为。
求圆盘中心的磁感应强度B。
5．在一半径为R的均匀圆柱体内充满磁感应强度为B的均匀磁场，这磁场以速率
dB
dt
在减小，求如图放置的金属棒ab(abl2R)两端的感生电动势
ab，又问：哪端电位
5.图中，Ua-Ub为：
（Ａ）IR（Ｂ）IR
（Ｃ）IR（Ｄ）IR[]
6.边长为a的正三角形线圈通电流为I，放在均匀磁场B中，其平面与磁场平行，它所受磁力矩L等于：
1
（Ａ）a2BI
2
1
2
（Ｂ）3aBI
4
2
（Ｃ）aBI
（Ｄ）0[]
7. 如图，两个线圈P和Q并联地接到一电动势恒定的电源上，线圈P的自感和电阻
（Ａ）4A。（Ｂ）0.44A。
（Ｃ）0.33A。（Ｄ）0[]
9.在感应电场中电磁感应定律可写成
E
lK
dl
d
dt
，式中
E为感应电场的电场强度。此式表明：
K
（Ａ）在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。
（Ｂ）闭合曲线l上
E处处相等。
K
（Ｃ）感应电场是保守力场。
物理高考一轮复习必备知识点(电磁学)(word文档物超所值)
电磁学本讲内容包括静电场、稳恒电流、磁场、电磁感应、交流电、电磁振荡和电磁波。
一、重要概念和规律（一）重要概念1．两种电荷、电量（q）自然界只存在两种电荷。
用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫做正电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒上带的电荷叫做负电荷。
注意：两种物质摩擦后所带的电荷种类是相对的。
电荷的多少叫电量。
在SI制中，电量的单位是C（库）。
2．元电荷、点电荷、检验电荷元电荷是指一个电子所带的电量e=1.6×10-19C。
点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。
检验电荷是指电量很小的点电荷，当它放入电场后不会影响该电场的性质。
3．电场、电场强度（E）、电场力（F）电场是物质的一种特殊形态，它存在于电荷的周围空间，电荷间的相互作用通过电场发生。
电场的基本特性是它对放入其中的电荷有电场力的作用。
电场强度是反映电场的力的性质的物理量。
描述电场强度有几种方法。
其一，用公式法定量描述；定义式为E=F/q，适用于任何电场。
真空中的点电荷的场强为E=kq/r2。
匀强电场的场强为E=U/d。
要注意理解：①场强是电场的一种特性，与检验电荷存在与否无关。
②E是矢量。
它的方向即电场的方向，规定场强的方向是正电荷在该点受力的方向。
③注意区别三个公式的物理意义和适用范围。
④几个电场叠加计算合场强时，要按平行四边形法则求其矢量和。
其二，用电场线形象描述：电场线的密（疏）程度表示场强的强（弱）。
电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。
匀强电场中的电场线是方向相同、距离相等的互相平行的直线。
要注意：a.电场线是使电场形象化而假想的线．b.电场线起始于正电行而终止于负电荷。
c.电场中任何两条电场线都不相交。
电场力是电荷间通过电场相互作用的力。
正（负）电荷受力方向与E的方向相同（反）。
4．电势能（B）、电势（U）、电势差（U AB）电势能是电荷在电场中具有的势能。
要注意理解：①物理意义；电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
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A' R 2 (L) 2
RC tg 1 LC 2 L tg ' R
2 2
R (L) ~ A' i ( ' ) i ( ' ) Z e e 2 2 2 A (1 LC ) ( RC )
电磁波
电磁波谱 电磁波的特性
电磁波的能量 波印廷矢量
9
电磁波
电 磁 波 谱
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
频率Hz 长波无线电波 760nm 红外线 紫外线 400nm X射线
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
可见光
射线
z k t
' arctan L
R RC arctan 1 LC 2
6
复习 交流电的功率
i(t ) I o cost
有功功率
电压与电流的相位差是
u(t ) U o cos(t )
1 P T
2
T
o
u (t )i (t ) dt UI cos
~ Z Z cos jZ sin R jX
2
P I Z cos I R
有功功率只与复阻抗 的实部有关。
7
期中考试 2014 04 15 上午三四节课
教室 H2220
范围： 三相交流电之前
助教答疑时间 ： 本星期六，星期日上午 9：00-11：00 教室 H2220 请提前email 和助教确认 周盛予 <10301020016@>
j ~ Z R j L C
U 1 2 2 Z R (L ) I C
arctan
L 1 / C
R
4
共振条件 : 总电流 总电压同相位
复习： RLC并联电路
A
L
C
B RLC 并联电路
E
~ ZR R ~ Z L jL
j ~ ZC C
j ( R jL) 2 1 1 1 1 LC jRC C ~ ~ ~ ~ j Z ZC Z R Z L R jL ( jL R) C 1 i ~ 1 i ~ Ae Z A e Z
5
A (1 LC 2 ) 2 ( RC ) 2
短波无线电波 波长 m
108
104
4
100
104
108
1012
1016
无线电波 红外线 可见光
6 105 nm ~ 760nm
x 760nm ~ 400nm 射线 0.04nm
3 10 m ~ 0.1cm
紫外光 射线
400nm ~ 5nm 5nm ~ 0.04nm
10
电磁波的产生 变化的电磁场在空间以一定的速度传播 就形成电磁波.
E
o H
0 E0 0 H 0
平面电磁波
c
Z
c 1 / 0 0
11
(Oxy –plane)
(Oxy –plane)
12
(Oyz –plane)4
15
电磁波的产生
E
o H
0 E0
平面电磁波
c
Z
1
0
B0
0 H 0
c 1 / 0 0
大学物理
电磁学复习
陈 唯 phchenwei@ 科学楼433 电话 55665338 课件访问 http://202.120.227.42 用户名：chenwei
1
交流电和电磁波复习： 1) 简谐交流电,有效值
2) 元件:电阻,电感,电容 性质: 阻抗 相位 (串联,并联)
~ Z Z cos jZ sin R jX
3) 交流电的功率: 有功功率
2
交流电复习：
简谐交流电
i(t ) I m cos( t i )
简谐交流电有效值 = 峰值的 电阻
u(t ) U m cos( t u )
1 2
电感
电容
uR
阻抗 R
uL
iC
iR
感抗 L
iL
~ ~ U Z l ~ j L I
uC
容抗 1/ c
~ ~ U ZR ~ R I
~ 1 ~ U Zc ~ j C I
3
复习： RLC串联电路
j L
uL
uL uC
uC
U
I
R
1 j C
uR
~ ~ ~ ~ Z ZC ZL ZR
16
E E0 cos(t kz)
相速度
E o
z
z z
c
t kz
z
t kz (t t ) k ( z z)
E E0 cos(t k r ) 同一时刻，k r 相同的位置 r 处， 相位相同。 三维空间里, 这些位置构成一个等相面，垂直于 k 方向