程守珠普通物理学六版电子教案11ppt课件
程守珠普通物理学六版电子教案9-6省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
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例9-13 半径为r=0.1m旳两块圆板构成平行板电
容器，由圆板中心处引入两根长直导线给电容器
匀速充电，使电容器两板间电场旳变化率为
dE/dt=1013 V/(m·s) 。求电容器两板间旳位移电流，
j jm 0
对于铜导线，这一比值为1019/ω，虽然是对于超
高频电流，这一比值仍非常大，阐明导线中虽然存在 位移电流，但微不足道，占绝对优势旳是传导电流。
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二、麦克斯韦方程组
1. 麦克斯韦方程组旳积分形式
(1) 电场旳性质
D d S q dV
s
v
(2) 磁场旳性质 B dS 0
E
dS
dE 0 dt
r2
Br
0 0
2
r
dE dtE当 rRr NhomakorabeaBr
0 0
2
R
dE dt
5.6 106 T
R
上面所计算得到旳电场是全电流激发旳总磁场。
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例9-14 假设图示电路中电源为交变电动势，则
在导线内作用着一种交变电场E=Emcosωt（式中ω 是角频率。试估计导线中传导电流与位移电流旳
大小比。
解：根据欧姆定律旳微分式
，导 线中 旳电流密度为
j E Em cost
是导线电阻率，而导线
D
I
S2 A
Id
B
R
中旳电位 移D为
D 0Em cost
于是位移电流密度为
jd
dD dt
0Em
sin t
程守珠普通物理学六版电子教案9-5PPT课件
M 12 I100I20 dI2M 12 I10 I20
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因此在两线圈组成的系统中，当线圈1的电流为I10线 圈2的电流为I20时，系统所具有的磁能应为
W m1 2L 1I12 01 2L 2I22 0M 1I2 1I0 20
同理，也可以先在线圈2中建立电流为I20，然后在线
圈1中建立电流为I10时，重做上述讨论，可以得到相
t RI 2 d t 是
0
时间内电源提供的部分能量转化为消
耗在电阻 R上的焦耳-楞次热；
1 2
LI
2 0
是回路中建立电流的暂态过程中电源电动势
克服自感电动势所作的功，这部分功转化为载流回
路的能量；这部分能量也是储存在磁场中的能量。
当回路中的电流达到稳定值后，断开 K，1 并同时 接通K 2 ，这时回路中的电流按指数规律衰减，此电 流通过电阻时，放出的焦耳-楞次热为
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该段电缆的自感。
R2
R1 r
I I
dr
r R1
R1
dr
l
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解： （1）由安培环路定理可知，在内外导体间的 区域内距轴线为r处的磁感应强度为
B I 2r
电缆外磁感应强度为零，所以，磁能储藏在两个 导体之间的空间内。距轴线为r处的磁能密度为
wm
1 B2
2 0
802Ir22
距轴线为r到 r+dr处的磁能为
应的关系
线圈1对2的互感
W m 1 2L 1I12 01 2L 2I22 0M 2I1 1I0 20
系统能量与建立电流的先后次序无关，所以
Wm Wm
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大学物理绪论课ppt课件
第四版
绪论
• 一 、物理学简介 • 二 、为什么学？ • 三 、学什么？ • 四 、怎么学？
一、物理学简介
1. 什么是物理学 物理学是研究物质结构、相互 作用和运动形态的基本规律的科学。
2. 物理学的基本理论
经典力学 （17世纪），牛顿
经
典 物
热学
（18~19世纪），卡诺、焦耳、克劳修斯、 麦克斯韦、玻耳兹曼等
理 电磁学 （19世纪），库仑、安培、奥斯特、
法拉第、麦克斯韦等
近 代
相对论
（20世纪初），爱因斯坦
物 理 量子力学 （20世纪），玻尔、普朗克、德布罗意、
海森伯、薛定谔等
3. 物理学的研究对象
空间尺度：
质子 （10-15 m） 基本粒子
哈勃半径 超星系团
1027
星系团
原子核
10-15
1024
银河系
和谐统一
ppt课件.
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四、怎样学习大学物理
一、与中学的物理课比较
1. 是物理学的又一次更深的循环
概念深化 知识扩展 理论性增强
ü物理模型。如：质点、刚体…… ü物理条件。如：守衡条件 ü文字解与结果分析。
ppt课件.
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2. 高等数学的运用
矢量与标量； 矢积与标积； 坐标分解； 微分；微元； 线积分……
2. 物理框架： 知识结构、知识的来龙去脉、知识的相 互联系
3. 物理思路： 如何观察、分析、思考、研究、处理问题
4. 物理方法： 科学就是一种方法
5. 体会和欣赏物理学中的真、善、美
★ 物理学之美
• 物理学的本质是真－客观规律、真理 • 物理学的价值是善－能够造福人类 • 物理学的追求是美－简洁明快，均衡对称，
六十年的继承与发展,与时俱进,精益求精——程江版《普通物理学》(
第４ 版和第５ 版，同时为了满足少学时学校需求，还 准的记载和描述，为后来相对论光速不变原理提供
编写了《普通物理学简明教程》．
了强有力的佐证，这是世界天文物理学公认的贡献．
程江版《普通物理学》作为普通高等教育本科 上面列举的事例在该教材中多达３０ 余处，充分
国家级“十一五”和“十二五”规划教材，按新的基本 体现了我国古代不仅有物理，有科学，而且有些成就
在华东纺织工学院任教后调入上海交通大学）和江 基础理论，又反映了现代科学技术的新成就，被全国
之永教授（同济大学）为组长的“上海市高等工业学 大多数高校所采用，为恢复大学物理教学做出了很
校物理学编写组”，编写了《普通物理学》初稿，并于 大贡献．
１９５９ 年由人民教育出版社出版． 试用后按教育部 随着高等教育走上快速发展的轨道，２０ 世纪八
《高等工业学校普通物理学教学大纲》要求作了修 九十年代大学物理教指委先后制定了物理教学大纲
订，修订版于１９６１ 年出版．通常我们把它们称作程 和基本要求．于是程江版《普通物理学》在保留原书
守洙、江之永主编的《普通物理学》第１ 版．
体系、风格及特色不变的情况下，对内容现代化、加
； 收稿日期： 修回日期：
设与信息技术相结合等方面都有所进步，在国内数 物理教学中要加强近代物理是广大教师的共识．程
百种大学物理教材中，是一本既有历史沉淀又有时 江版《普通物理学》在这方面也作了有益的探索．
代感的优秀大学物理教材．
该教材第７ 版引述了历年诺贝尔物理奖的成就
尤其值得称道的是，新近修订出版的第７ 版在 多达近３０ 处，特别是近些年诺贝尔物理奖都有涉
多采用从苏联翻译的教材，但这些教材篇幅过大，内 较大修改，删除了要求过高或者偏重技术应用的内
程守洙《普通物理学》(第6版)(上册)(课后习题详解 相对论基础)【圣才出品】
4.2 课后习题详解一、复习思考题§4-1 狭义相对论基本原理洛伦兹变换4-1-1 爱因斯坦的相对性原理与经典力学的相对性原理有何不同？答：（1）经典力学的相对性原理：运动关系的相对性表明，物质之间存在着相对运动的关系而非彼此孤立．相对运动的形式丰富多样，由相对运动产生的相互作用力也形式不一．（2）爱因斯坦的相对性原理：在所有惯性系中，物理定律的形式相同，或者说，所有惯性系对于描述物理现象都是等价的．（3）二者的分析比较：①经典力学的相对性原理说明一切惯性系对力学规律的等价性，而爱因斯坦的相对性原理将此种等价性推广到一切自然规律上去，包括力学定律和电磁学定律．②爱因斯坦的相对性原理的等价性推广意义深刻．我们可借助于电学或光学实验确定出本系统的“绝对运动”来，绝对静止的参考系是存在的，然而这与实验事实相矛盾．③爱因斯坦基于对客观规律的根本认识以及对实验事实的总结，才提出这个相对性原理的．相对论是研究相对运动和相互作用的科学．它使研究物质、能量及其相互作用的物理学发展到更高更深的层次．4-1-2 洛伦兹变换与伽利略变换的本质差别是什么？如何理解洛伦兹变换的物理意义？答：（1）洛伦兹变换与伽利略变换的本质差别：①洛伦兹变换是相对论时空观的具体表述；②伽利略变换是经典力学绝对时空观的具体表述．（2）洛伦兹变换的物理意义①洛伦兹变换集中地反映了相对论关于时间、空间和物质运动三者紧密联系的观念．②洛伦兹变换是建立相对论力学的基础．a．运用洛伦兹变换，评判一条物理规律是否符合相对论的要求，凡是通过洛伦兹变换能保持不变式的物理规律都是相对论性的规律．b．在v<<c时，洛伦兹变换将转换为伽利略变换，从这个角度出发，相对论力学就是经典牛顿力学的继承、批判和发展．4-1-3 设某种粒子在恒力作用下运动，根据牛顿力学，粒子的速率能否超过光速？答：（1）牛顿力学认为粒子的质量不会改变，粒子的加速度正比于所受外力．外力越大，粒子所得的加速度也越大．因此，粒子速度是没有极限的，粒子的速率可以超过光速．（2）相对论力学认为，粒子的质量随速度的增大而增大，粒子的加速度并非与所受外力成简单正比关系，加速度的大小有限制，使得粒子的速率不会超过光速．§4-3 狭义相对论的时空观4-3-1 长度的量度和同时性有什么关系？为什么长度的量度和参考系有关系？答：（1）长度的量度：测量一物体的长度就是在本身所处的参考系中测量物体两端点位置之间的距离．（2）同时性分析：①当待测物体相对于观测者静止时，在不同的时刻测量两端点的位置，其距离总是物体的长度；②当待测物体相对于观测者运动时，物体的长度就必须同时测定物体两端点的位置．若非同时测定，测量了一端的位置时，另一端已移动到新的位置，其坐标差值不再是物体的长度了．（3）由于同时性的相对性，所以长度的量度与同时性紧密相连，从而与测量的参考系有关．（4）下面举例说明：假设有一细棒静止在K′系的x′轴上，而K′系相对惯性系K 以速度v沿O x 轴运动．如把记录细棒左端坐标为事件1，记录细棒右端坐标为事件2，则两事件在两参考系中相应的时空坐标为由于细棒静止在K ＇系，所以△x＇＝x ＇2-x ＇1就是细棒的固有长度，根据洛伦兹变换在K 系测量两端坐标必须同时进行，即△t＝0，故有所以在K 系中测得物体的长度为这就是长度收缩效应现象．4-3-2 下面两种论断是否正确？（1）在某一惯性系中同时、同地发生的事件，在所有其他惯性系中也一定是同时、同地发生的．（2）在某一惯性系中有两个事件，同时发生在不同地点，而在对该系有相对运动的其他惯性系中，这两个事件却一定不同时．答：（1）正确．在一个惯性系中同时、同地发生的事件，实质上就是一个事件．因而，可得：△x＝0，△t＝0根据洛伦兹变换：△x＇＝0，△t＇＝0因此，在所有其他惯性系中也一定是同时、同地发生的．（2）正确．对惯性系K 中同时发生在不同地点的两个事件，可得△t＝0．△x≠0在相对运动的其他惯性系K ＇中，有在惯性系K ＇中这两个事件一定不同时．因此，同时性是相对的．4-3-3 两只相对运动的标准时钟A 和B ，从A 所在惯性系观察，哪个钟走得更快？从B 所在惯性系观察，又是如何呢？答：（1）从A 所在惯性系观察，根据“时间膨胀”或“原时最短”的结论，相对静止的时钟A 所指示的时间间隔是原时，它走得“快”些；而时钟B 给出的时间间隔是运动时，因“时间膨胀”而走得“慢”些．（2）同理，从B所在惯性系观察时，则相反，时钟B走得“快”些，而时钟A走得“慢”些．4-3-4 相对论中运动物体长度缩短与物体线度的热胀冷缩是否是一回事？答：不是一回事．（1）“热胀冷缩”①是涉及分子微观热运动的基本热学现象；②这与物体的温度有关，与其宏观运动速度无关．（2）“长度收缩”①是由狭义相对论所得到的重要结论，指在相对物体运动的惯性系中测量物体沿运动方向的长度时，测得的长度总是小于固有长度或静长这一现象；②这与物体的运动速度有关，与物体的组成和结构无关，是普遍的时空性质的反映．4-3-5 有一枚以接近于光速相对于地球飞行的宇宙火箭，在地球上的观察者将测得火箭上的物体长度缩短，过程的时间延长，有人因此得出结论说：火箭上观察者将测得地球上的物体比火箭上同类物体更长，而同一过程的时间缩短．这个结论对吗？答：此结论不正确．（1）狭义相对论认为，“长度收缩”和“时间膨胀”都是相对的．（2）若以火箭和地球为相对运动的惯性参考系，则火箭上的观察者也会观测到“长度收缩”和“时间膨胀”的现象．4-3-6 比较狭义相对论的时空观与经典力学时空观有何不同？有何联系？答：（1）两种时空观的不同：①狭义相对论时空观：a．狭义相对论中关于不同惯性系之间物理事件的时空坐标变换的基本关系式是洛伦兹变换．在洛伦兹变换关系中，长度和时间都是相对的，反映了相对论的时空观．b．狭义相对论时空观认为：第一，空间和时间不可分割，与物质运动密切相关；第二，时间是相对的，时间间隔因惯性系不同则会有差别；第三，空间是相对的，在不同的惯性系中，相同两点的空间间隔会有差别．②经典力学时空观：a．经典力学中关于不同惯性系之间物理事件的时空坐标变换的关系式是伽利略变换．在伽利略变换关系中，长度和时间都是绝对的，反映了经典力学的绝对时空观．b．经典力学时空观认为：时间、空间是彼此独立的，都是绝对的，与物质运动无关．（2）两种时空观的联系：①洛伦兹变换式通过狭义相对论的两个基本原理推导得出，并由此得出反映相对论时空观的几个重要结论，比如同时性的相对性、长度收缩、时间膨胀等；②当v<<c时，洛伦兹变换可以过渡到伽利略变换，即经典力学是相对论力学的低速近似．§4-4 狭义相对论动力学基础4-4-1 化学家经常说：“在化学反应中，反应前的质量等于反应后的质量．”以2g 氢与16g氧燃烧成水为例，注意到在这个反应过程中大约放出了25J的热量，如果考虑到相对论效应，则上面的说法有无修正的必要？。
程守洙《普通物理学》(第5版)辅导系列-章节题库-第11章 机械波和电磁波【圣才出品】
7．图 11-3 所示为一沿 Ox 轴正方向传播的横波在 t＝T/6 时刻的波形图，式中 T 为 周期，设波源位于坐标原点，那么波源的初相为______。
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图 11-3
【答案】0
8．一警笛发射频率为 1500Hz 的声波，并以 25m/s 的速度向前运动，在警笛后方有 一人，他在静止时听到警笛的频率是______；若他以 6m/s 的速度跟踪警笛，他听到的频 率是______；在警笛后方空气中声波的波长是______。（空气中声速：330m/s）
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第 11 章 机械波和电磁波
一、选择题 1．一横波沿绳子传播时的波动表达式为 y＝0.05cos（4πx－10πt），则其（ ）。 A．波长为 0.5 m B．波速为 5m·s－1 C．波速为 25m·s－1 D．频率为 2Hz 【答案】A 【解析】
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A．A1＋A2
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B．
C． D．
图 11-1
【答案】A
4．如图 11-2 所示，一平面简谐波沿 x 轴正方向传播，已知 P 点的振动方程为 ，则波动方程为（ ）。
图 11-2
A． B． C． D． 【答案】A 【解析】在 x 轴取任意点 Q，其平衡位置为 x。由于波沿轴正方向传播，则 Q 点的振
2．在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动为（ ）。 A．振幅相同，相位相同； B．振幅不同，相位相同； C．振幅相同，相位不同； D．振幅不同，相位不同。 【答案】B 【解析】在驻波中，两相邻波节之间的质元振动相位相同，振幅不等。
大学普通物理--习题答案(程守洙-江之勇主编--第六版)省公开课获奖课件市赛课比赛一等奖课件
2hw 2sec 2wt
tg
wt
结束 目录
1-14滑雪运动员离开水平滑雪道飞入空 中时旳速率v =110km/h,着陆旳斜坡与水
平面成 q = 450角，如图所示。
（1）计算滑雪运动员着陆时沿斜坡旳位 移（忽视起飞点到斜面旳距离）；
（2）在实际旳跳跃中，运动员所到达旳 距离L=165m, 此成果为何
（3）式中 t 以s为单位，x、y以m为单位，
求:质点在t = 4 时旳速度旳大小和方向。
结束 目录
x =3t +5
y=
1 2
t 2+3t
4
解： (1)
r
=
(
3t
+5)
i+
(
1 2
t
2+ 3 t
4) j
(2)
y
=
1 2
(
x
5 3
)2+
3
(
x
5 3
)
4
(3) v =3 i + (t +3) j =3 i + 7 j
v/(m.s-1)
-10
o
t/s 10 20 30 40 50 60
-10
-10
结束 目录
解：由v~t 图旳总面积可得到旅程为：
S
=
1 2
(30+10)×5
+
1 2
(20×10)
=200(m)
总位移为：
Δx
=
1 2
(30+10)×5
所以平均速度也为零
1 2
(20×10)
=0
结束 目录
1-4.直线 1与圆弧 2分别表达两质点A、B
程守洙《普通物理学》(第6版)(上册)笔记和课后习题(含考研真题)详解(8-9章)【圣才出品】
单位为
，电流密度描述的是导体中电流的分布．
2．电源的电动势
（1）电源
1 / 166ຫໍສະໝຸດ 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
电源是指能提供性质与静电力很不相同的“非静电力”，把正电荷从电势低的 B 移向 电势高的 A 的装置．
（2）电动势 电动势等于电源把单位正电荷从负极经电源内移动到正极所作的功，即
二、磁感应强度 1．基本磁现象 在自然界中不存在独立的 N 极和 S 极． 运动电荷或电流之间通过磁场作用的关系可以表达为：
2．磁感应强度 它是描述磁场性质的基本物理量，大小为试探电荷所受到的最大磁力与电荷的电量和运 动速度间的比值，即
磁感应强度为矢量，磁感应强度的方向定义为当试探电荷 q 沿着某方向不受力时，定 义为磁感应强度 B 的方向；单位为 T（特），在高斯单位制下，有
2．安培环路定理 在磁场中，沿任何闭合曲线 B 矢量的线积分等于真空的磁导率乘以穿过以该闭合曲线 为边界所张任意曲面的各恒定电流的代数和，即
对安培环路定理的几点说明：
（1）磁场 B 的环流
只与穿过环路的电流有关，而与未穿过环路的电流无关；
（2）环路上任一点的磁感应强度 B 是所有电流（无论是否穿过环路）所激发的场在该
3．磁感应线和磁通量 （1）磁感应线 在任何磁场中，每一条磁感应线都是和闭合电流相互套链的无头无尾的闭合线，而且磁 感应线的环绕方向和电流流向形成右手螺旋的关系． （2）磁通量 通过一曲面的总磁感应线数，即
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磁通量为标量，有正负之分，定义穿入曲面的磁通量为负，穿出为正．单位为 W． （3）磁通量密度 磁场中某处磁感应强度 B 的大小为该处的磁通量密度，磁感应强度也称磁通量密度．
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一、 机械波产生的条件
波源
产生机械振动的振源
弹性介质 传播机械振动的介质
注：波动是波源的振动状态或振动能量在介质中 的传播，介质的质点并不随波前进。
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二、 横波与纵波 1. 横波
横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直。
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2.纵波
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16
解: (1) 波的周期
T1 1 s
3000 波长
u0.52m52cm
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B点比A点落后的时间为
1.560.11303m ms11210s00即
T 4
。
(2)
A、B
两点相差
13 52
4
，
B点比A点落后的相差为
2
4
2
(3) 振幅 A=1mm，则振动速度的幅值为
度，又称相速。
波速、周期和波长之间存在如下关系：
u
T
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波长、频率和波速之间的关系
u
个
当波长远大于介质分子间的距离时，宏观上介质 可视为是连续的；若波长小到分子间距尺度时，介质 不再具备连续性，此时不能传播弹性波。
弹性波在介质中传播时存在一个频率上限。
vmA0.1cm 30s0102
1.88 130cm/1s.88m/s
振动速度是交变的，其幅值为18.8m/s，远小于波速。
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例11-2 设某一时刻绳上横波的波形曲线如下图所示，
Hale Waihona Puke 水平箭头表示该波的传播方向。试分别用小箭头表明图
中A、B、C、D、E、F、G、H、I各质点的运动方向，
G 则处于负的最大位移处。
A
F
H
G
I
经过T/4，波形曲线如下图所示，它
BC GH
表明原来位于C 和I 间的波形经过 T/4 ，已经传播到A、G 之间来了。
DF
E
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选择进入下一节 §11-0 教学基本要求 §11-1 机械波的产生和传播 §11-2 平面简谐波的波函数 §11-3 波动方程 波速 §11-4 波的能量 波的强度 §11-5 声波 超声波 次声波 §11-6 电磁波 §11-7 惠更斯原理 波的衍射 反射和折射 §11-8 波的叠加原理 波的干涉 驻波 §11-9 多普勒效应
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例11-1 频率为3000Hz的声波，以1560m/s的传播速度 沿一波线传播，经过波线上的A点后，再经13cm而传 至B点。求(1) B点的振动比A 点落后的时间。(2) 波 在A、B两点振动时的相位差是多少？(3) 设波源作简 谐振动，振幅为1mm，求振动速度的幅值，是否与波 的传播速度相等？
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在C 达到正的最大位移时，质点B 和A 都沿着正方向 运动，向着各自的正的最大位移行进,质点B 比A 更接近 于自己的目标。
质点F、E、D已经过各自的正的最大位移，而进行
向负方向的运动。
C
质点I、H 不仅已经过了自己的正 的最大位移，而且还经过了负的最大
BDE
I
位移，而进行着正方向的运动。质点 A
纵波：质点的振动方向和波的传播方向平行。
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3.特征
横波：
振动方向
纵波：
波谷
波峰
传播方向
波密
波疏
注：在固体中可以传播横波或纵波，在液体、 气体(因无剪切效应)中只能传播纵波。
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三、波阵面和波射线
波阵面：在波动过程中，把振动相位相同的点连成 的面(简称波面)。 波前：在任何时刻，波面有无数多个，最前方的波 面即是波前。波前只有一个。 波线：沿波的传播方向作的一些带箭头的线。波线 的指向表示波的传播方向。
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平面波：波面为平面
波线 波面
球面波：波面为球面
波线 波 面
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平面波
波 线
波 阵 面
球面波
波 线
波 阵 面
注：
1、在各向同性介质中传播时，波线和波阵面垂直。 2、在远离波源的球面波波面上的任何一个小部份， 都可视为平面波。
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四、波长、频率、和波速之间的关系
y
o
x
波长：同一波线上两个相邻的振动状态相同的质点之间
的距离.
y
T
o
t
周期： 一个完整的波通过波线上某点所需的时间.
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频率：周期的倒数
频率和周期只决定于波源，和介质种类无关。
波速：
单位时间内一定的振动状态所传播的距离，用 u
表示，是描述振动状态在介质中传播快慢程度的
物理量，u的值通常取决于介质的弹性和质量密
并画出经过1/4周期后的波形曲线。
解: 横波传播过程中各个质点在其 平衡位置附近振动，且振动方向与 传播方向垂直。
vC 0
C B
DE I
A FH G
根据图中的波动传播方向，可知在C 以后的质点 B 和A开始振动的时刻总是落后于C点，而在C 以前
的质点 D、E、F、G、H、I 开始振动的时刻却都超
前于C 点。