電磁學對比總結

1、類比總結類比總結 1.產生產生靜止電荷靜止電荷0運動電荷運動電荷02.被作用被作用電荷電荷與電荷運動與電荷運動狀態(tài)無關狀態(tài)無關只對運動電荷作用只對運動電荷作用3.表觀性質表觀性質力力作功作功力力作功作功4.基本基本物理量物理量EB5.基本基本性質性質0dd0LiiSlEqSEiiLSIlBSB00dd表一表一 場的產生與性質場的產生與性質靜電場靜電場穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場1.點電荷點電荷(電流元電流元)場場的疊加的疊加rrqE420ddQ204rrlIBddIrr方法方法典型題目典型題目QIQxxboaxboaxi2.某些對稱性某些對稱性高斯定理高斯定理球球柱柱面面(體、面、點體、面、點)(體、面、

2、線體、面、線)(板、面板、面)安環(huán)定理安環(huán)定理(體、面、線體、面、線)柱柱面面 (板、面板、面)3.典型場疊加典型場疊加21IIJirE02drIB20dd長直螺線管長直螺線管表二表二 場量計算場量計算BE類比總結類比總結 qdlId表三表三 作用力作用力 靜電場靜電場 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場1.點點(元元)受力受力EqfBqf2.電荷電荷(電流電流)受力受力)(QEqfd)(IBlIfd3.典型題目典型題目導體導體sd受力？受力？思路：思路：0總總E其其余余Esf dd02sd02其其余余nsf202dd iadld單位面積受力？單位面積受力？其其余余BlIf ddiB0總總20iladd 20i

3、其余其余nilaf220ddd類比總結類比總結 三三1表三表三 作用力作用力 靜電場靜電場 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場4.應用應用1)均勻場均勻場電偶極子電偶極子ep磁偶極子磁偶極子mp0iif0iifEpMBpMm在外場中獲得的能量在外場中獲得的能量qqWe)(qEpl qe2)非均勻場非均勻場)(Epfe)(BpfmBpWmm類比總結類比總結 三三2類比總結類比總結 表四表四 介質介質 電介質電介質 磁介質磁介質1.分子模型分子模型電偶極子電偶極子ep有極有極無極無極磁偶極子磁偶極子mp順、鐵順、鐵抗抗2.介質對場的影響介質對場的影響 極化極化極化極化強度強度VpPieiVlim0磁化磁化磁化磁化強

4、度強度VpMimiVlim03.極化極化(磁化磁化)電荷電荷(電流電流)nP nMj4.各向同性線性各向同性線性介質介質EEPer00) 1(HHMmr) 1(5.理論上處理理論上處理繞開極繞開極(磁磁)化電化電荷荷(電流電流)的計算的計算PED0MBH0iiSqSD0內diiLIlH0內d四四1類比總結類比總結 表四表四 介質介質 電介質電介質 磁介質磁介質四四26.解題思路解題思路 原則原則尋找極化電荷尋找極化電荷Q，與自由，與自由電荷電荷Q的場疊加的場疊加尋找磁化電流尋找磁化電流 I ，與傳，與傳導電流導電流 I 的場疊加的場疊加對稱性對稱性rDED0qPHBHr0IjM7.特殊介質特殊

5、介質鐵電體鐵電體鐵磁質鐵磁質電滯現象電滯現象居里點居里點介電常數大介電常數大磁滯現象磁滯現象居里點居里點磁導率大磁導率大421010 r421010 r各向同性線性各向同性線性介質均勻充滿介質均勻充滿rEE00BBr類比總結類比總結 表五表五 能量能量 電能電能 磁能磁能1.器件中器件中電容電容電感電感221CUWe221LIWm2.場中場中場能密度場能密度EDwe21HBwm21場能場能VwWVeedVmmVwWd表七表七 電勢的計算電勢的計算1.點電荷電勢的疊加點電荷電勢的疊加)(Qiid或或P21qq1Q2QPoRRqii0o4Pa2.定義式定義式(場容易求場容易求)()(參參考考PPl

6、EdRPr3.典型場疊加典型場疊加E)(QEEd)(Qd某種對某種對稱性稱性某種對稱性某種對稱性 利用高斯定理先解合場利用高斯定理先解合場E然后然后0iiSqsEd)()(參考參考PlEdE)()(參參考考PlEd表八表八 靜電場解題基本思路靜電場解題基本思路表九表九 典型結果典型結果 1rrQE420點電荷點電荷均勻帶均勻帶電球面電球面無限長無限長均勻帶均勻帶電線電線rrE20無限長無限長均勻帶均勻帶電柱面電柱面無限大無限大均勻帶均勻帶電平面電平面02E九九 1)(4)(020RrrrQERrE )(2)(00RrrrERrE典型結果典型結果 2以無限遠作以無限遠作為電勢零點為電勢零點點電荷

7、點電荷rQ04均勻均勻帶電帶電球面球面帶電球帶電球面中心面中心處電勢處電勢RoQRQo04RoQ)(4)(400RrrQRrRQ九九 2典型結果典型結果3RINB20N-分數和整數分數和整數1.圓電流中心的場圓電流中心的場2.無限長載流直導線無限長載流直導線 3.密繞螺繞環(huán)密繞螺繞環(huán)4.無限大均勻載流平面無限大均勻載流平面5.密繞長直螺線管內部場密繞長直螺線管內部場rIB20rNIB2020iBnIB0無限長直均勻載流圓筒無限長直均勻載流圓筒rIBRrBRr200九九 3結合教材該章例題結合教材該章例題9，10；注意均勻帶電球面、球體的電；注意均勻帶電球面、球體的電場強度或電勢隨位置坐標變化曲

8、線，該章課件中有！場強度或電勢隨位置坐標變化曲線，該章課件中有！結合教材該章例題結合教材該章例題13；習題；習題19；注意電場強度方向；注意電場強度方向： 地球表面附近的地球表面附近的電場強度電場強度約為約為100N/C，方向垂直地面向，方向垂直地面向下，假設地球上的電荷都均勻分布在地表面上，則地面帶下，假設地球上的電荷都均勻分布在地表面上，則地面帶電，電荷面密度為電，電荷面密度為。： 真空中一半徑為真空中一半徑為R的球面均勻帶電的球面均勻帶電Q，在球，在球心心O處有一電荷為處有一電荷為q的點電荷，如圖所示。設無的點電荷，如圖所示。設無窮遠處為電勢零點，則在球內離球心窮遠處為電勢零點，則在球內

9、離球心O距離為距離為r的的P點處的電勢為多少？點處的電勢為多少？： 兩塊兩塊“無限大無限大”均勻帶電平行平板，均勻帶電平行平板，電荷面密度分別為電荷面密度分別為 和和 ，兩板間是真空。，兩板間是真空。在兩板間取一立方體形的高斯面，設每一面在兩板間取一立方體形的高斯面，設每一面面積都是面積都是S，立方體形的兩個面，立方體形的兩個面M、N與平板與平板平行。則通過平行。則通過M面的電場強度通量面的電場強度通量=，通過通過N面的電場強度通量面的電場強度通量=。 . 一半徑為一半徑為R的薄金屬球殼，帶電荷的薄金屬球殼，帶電荷-Q。設無窮遠處電勢為。設無窮遠處電勢為零，則球殼內各點的零，則球殼內各點的電勢

10、電勢U可表示為何？可表示為何？結合教結合教材該章材該章例題例題2；輔導精輔導精析例題析例題15.4 C1和和C2兩空氣兩空氣電容器并聯(lián)電容器并聯(lián)起來接上電源充電。然后將電源斷起來接上電源充電。然后將電源斷開，再把一電介質板插入開，再把一電介質板插入C1中，則中，則C1和和C2極板上電荷如何？極板上電荷如何？結合輔導精析習題結合輔導精析習題15.6;15.7;15.8;15.12.問題也不可忽視問題也不可忽視!結合教材該章習題結合教材該章習題9. 若電荷以相同的面密度若電荷以相同的面密度均勻分布在半徑分別為均勻分布在半徑分別為r1=10cm和和r2=20cm的兩個同心球面上，設無窮遠處的兩個同心

11、球面上，設無窮遠處電勢電勢為零，已知球為零，已知球心電勢為心電勢為300V，試求兩球面的，試求兩球面的電荷電荷面密度面密度的值。的值。結合教材該章例題結合教材該章例題1、5；. 真空中有一半徑為真空中有一半徑為R的圓平面。在通過圓心的圓平面。在通過圓心O與平面垂直與平面垂直的軸線上一點的軸線上一點P處，有一電荷為處，有一電荷為q的點電荷。的點電荷。O、P間距離為間距離為h。試求通過該圓平面的試求通過該圓平面的。結合教材該章習題結合教材該章習題14、29；結合輔導精析例題結合輔導精析例題17.3 AA和和CC為兩個正交地放置的圓形線圈，其圓心相重合。為兩個正交地放置的圓形線圈，其圓心相重合。 A

12、A線圈半徑為線圈半徑為20cm，共，共10匝，通有電流匝，通有電流10A；而；而CC線圈的半線圈的半徑為徑為10cm，共，共20匝，通有電流匝，通有電流5A。求兩線圈公共中心。求兩線圈公共中心O點的點的磁磁感應強度感應強度的大小和方向。的大小和方向。注意磁感應強度方向，典型磁場磁感應強度疊加注意磁感應強度方向，典型磁場磁感應強度疊加. 一細螺繞環(huán)一細螺繞環(huán),它由表面絕緣的導線在鐵環(huán)上密繞而成，每厘它由表面絕緣的導線在鐵環(huán)上密繞而成，每厘米繞米繞10匝。當導線中的電流匝。當導線中的電流I為為2.0A時，測得鐵環(huán)內的磁感應時，測得鐵環(huán)內的磁感應強度的大小強度的大小B為為1T，則可求得鐵環(huán)的相對磁導

13、率為多少？，則可求得鐵環(huán)的相對磁導率為多少？. 一根直導線在磁感應強度為一根直導線在磁感應強度為B的均勻磁場中以速度的均勻磁場中以速度運動切運動切割磁力線割磁力線. .導線中對應于非靜電力的場強導線中對應于非靜電力的場強( (即非靜電場強即非靜電場強) )為何為何? ?題題：一面積為一面積為S的單匝平面線圈，以恒定角速度的單匝平面線圈，以恒定角速度 在磁感應強在磁感應強度為度為 的均勻外磁場中轉動，轉軸與線圈共面且與的均勻外磁場中轉動，轉軸與線圈共面且與磁感應強度方向垂直（磁感應強度方向垂直（ 為沿為沿z軸的單位矢量）。設軸的單位矢量）。設t =0時線圈時線圈的正法向與的正法向與 同方向，求線圈中的感應電動勢。同方向，求線圈中的感應電動勢。k tBBsin0kk題題：在一無限長載有電流在一無限長載有電流 I 的直導線產生的磁場中，有一長度的直導線產生的磁場中，有一長度為為b的平行于導線的短鐵棒，它們相距為的平行于導線的短鐵棒，它們相距為a。若鐵棒以速度。若鐵棒以速度v 垂垂直于導線與鐵棒初始位置組成的平面勻速運動，求直于導線與鐵棒初始位置組成的平面勻速運動，求t 時刻鐵棒時刻鐵棒兩端的感應電動勢的大小。兩端的感應電動勢的大小。題題：在氫原子中，電子沿著某一圓軌道繞核運動。求等效圓電在氫原子中，電子沿著某一圓軌道繞核運動。求等效圓電流的磁矩流的磁矩 與電子軌道運動的動量矩與電