電磁學(xué)知識(shí)點(diǎn)總復(fù)習(xí)

1、www.thmemgallery.com,Company Logo,第1.2.3.章 靜電場(chǎng),結(jié)構(gòu)框圖,www.thmemgallery.com,Company Logo,第1.2.3.章 靜電場(chǎng),結(jié)構(gòu)框圖,www.thmemgallery.com,Company Logo,第5.7.章 穩(wěn)恒磁場(chǎng),結(jié)構(gòu)框圖,www.thmemgallery.com,Company Logo,第6章 變化中的磁場(chǎng)和電場(chǎng),結(jié)構(gòu)框圖,第一章 靜電場(chǎng)的

2、基本規(guī)律,,Electromagnetics,www.thmemgallery.com,Company Logo,,,,,,,,www.thmemgallery.com,Company Logo,,一、場(chǎng)強(qiáng),正的離它而去，負(fù)的向它而來(lái)。,1、,www.thmemgallery.com,Company Logo,解題思路及應(yīng)用舉例,1.選取電荷元dV，dS，dl，建立坐標(biāo)系。,2.確定電荷密度:,4.確定電荷元的場(chǎng),5.求總場(chǎng)強(qiáng)[分量法]

3、 如：,體dq= ? dV,,3.求電荷元電量：,體? ,,面?,,面dq= ? dS,,線?,線dq= ? dl。,www.thmemgallery.com,Company Logo,,2、高斯定理,（1）分析電場(chǎng)是否具有對(duì)稱性。,（2）取合適的高斯面(封閉面)， 即取在E相等的曲面上。,（3）E相等的面不構(gòu)成閉合面時(shí)， 另選法線 的面，使其成為閉合面。,www.thmemga

4、llery.com,Company Logo,小結(jié)高斯定例解題步驟：,（1）分析電場(chǎng)是否具有對(duì)稱性。,（2）取合適的高斯面(封閉面)， 即取在E相等的曲面上。,（3）E相等的面不構(gòu)成閉合面時(shí)， 另選法線 的面，使其成為閉合面。,www.thmemgallery.com,Company Logo,記住常見的電場(chǎng)：1.無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng)：,,2.無(wú)限大均勻帶電平面的場(chǎng)強(qiáng)成對(duì)稱

5、均勻分布。,www.thmemgallery.com,Company Logo,r?R時(shí)，,,3、均勻帶電球面的電場(chǎng)分布,,高斯定理的應(yīng)用,r?R時(shí)，,www.thmemgallery.com,Company Logo,,二、電勢(shì),www.thmemgallery.com,Company Logo,結(jié)論：,試驗(yàn)電荷在任意給定的靜電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)q0做的功僅與試驗(yàn)電荷的電量及路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置有關(guān)，而與具體路徑無(wú)關(guān)。,靜電場(chǎng)是保守

6、場(chǎng)，靜電場(chǎng)力是保守力。,靜電場(chǎng)力的功,www.thmemgallery.com,Company Logo,1、 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理,靜電場(chǎng)力的功,二、電勢(shì),靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)，靜電場(chǎng)力是保守力。,2. 電勢(shì)能,3、 電勢(shì),4、電勢(shì)差,沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低。,,www.thmemgallery.com,Company Logo,5、電勢(shì)的計(jì)算,電勢(shì)的疊加原理：,電勢(shì)的計(jì)算,點(diǎn)電荷電勢(shì)：,（1）疊加法,（2）積分法,（3）常見：均勻帶電球面

7、電勢(shì)分布,,第二章 有導(dǎo)體時(shí)的靜電場(chǎng),主講教師：劉曉旭,Electromagnetics,www.thmemgallery.com,Company Logo,一、導(dǎo)體的靜電感應(yīng)和靜電平衡,導(dǎo)體的靜電平衡,靜電感應(yīng)現(xiàn)象 在靜電場(chǎng)力作用下，導(dǎo)體中自由電子在電場(chǎng)力的作用下作宏觀定向運(yùn)動(dòng)，使電荷產(chǎn)生重新分布的現(xiàn)象。,,靜電平衡導(dǎo)體中電荷的宏觀定向運(yùn)動(dòng)終止，電荷分布不隨時(shí)間改變。,,www.thmemgallery.com,Compa

8、ny Logo,1.電勢(shì),導(dǎo)體為一等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是一等勢(shì)面,,*導(dǎo)體上靜電平衡時(shí)的性質(zhì)（4個(gè)）,2. 體內(nèi)無(wú)凈電荷(?=0)，電荷只分布在導(dǎo)體外表面上,3 .緊靠導(dǎo)體表面的點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面垂直，場(chǎng)強(qiáng)大小與導(dǎo)體表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電荷面密度?成正比。,4.孤立導(dǎo)體電荷面密度受導(dǎo)體表面曲率的影響(正向)。,www.thmemgallery.com,Company Logo,二、導(dǎo)體靜電問題的討論方法,困難：因?yàn)殡妶?chǎng)影響導(dǎo)體，發(fā)生電荷重新分布

9、，反過(guò)來(lái)，電荷的重新分布，又會(huì)改變電場(chǎng)的分布，這使問題陷入了循環(huán)的地步，在數(shù)學(xué)上有相當(dāng)?shù)睦щy。,原則：1.靜電平衡的條件；2.基本性質(zhì)方程；3.電荷守恒定律,注意：借助電場(chǎng)線這一形象工具。,www.thmemgallery.com,Company Logo,三、封閉金屬殼內(nèi)外的靜電場(chǎng),(1)腔內(nèi)無(wú)帶電體,,,,,,,,,,,,,,,,,,,www.thmemgallery.com,Company Logo,,,1º 腔內(nèi)

10、+q所處位置不同，對(duì)內(nèi)外表 面電荷分布及電場(chǎng)分布的影響。,2º 若將腔內(nèi)帶電體與導(dǎo)體殼連接，,腔內(nèi)無(wú)電荷分布：E內(nèi)=0,屏蔽外場(chǎng),3º 若將導(dǎo)體殼接地，,屏蔽內(nèi)場(chǎng),導(dǎo)體殼外：E外=0,,,(2) 空腔內(nèi)有帶電體,www.thmemgallery.com,Company Logo,2. 靜電屏蔽（electrostatic shielding）,靜電屏蔽,在靜電平衡的條件下：,屏蔽外場(chǎng),在外電場(chǎng)中，

11、導(dǎo)體殼內(nèi)和腔內(nèi)無(wú)電場(chǎng)，腔內(nèi)物體不會(huì)受外界影響,,E=0,當(dāng)腔內(nèi)有帶電體時(shí)，將殼接地，腔內(nèi)帶電體的電場(chǎng)對(duì)殼外無(wú)影響,屏蔽內(nèi)場(chǎng),,,,+q,Q,www.thmemgallery.com,Company Logo,計(jì)算電容的一般方法：,q— 其中一個(gè)極板電量絕對(duì)值,U1-U2—兩板電勢(shì)差,電容器的電容：,先假設(shè)電容器的兩極板帶等量異號(hào)電荷，再計(jì)算出電勢(shì)差，最后代入定義式。,電容器的電容,設(shè)極板帶電荷Q,?求極板間E,?求極板間?U,?,四

12、、電容器的電容,www.thmemgallery.com,Company Logo,(1)平板電容器,幾種常見真空電容器及其電容,,,S,,d,電容器的電容,,理論和實(shí)驗(yàn)證明,充滿介質(zhì)時(shí)電容,真空中電容,相對(duì)介電常數(shù),電介質(zhì)電容器,www.thmemgallery.com,Company Logo,3. 電容器的串聯(lián)和并聯(lián),如增大電容，可將多個(gè)電容并聯(lián)：,若增強(qiáng)耐壓，可將多個(gè)電容串聯(lián)：,,,www.thmemgallery.com,Co

13、mpany Logo,五、電場(chǎng)靜電能,1. 推廣至由n個(gè)點(diǎn)電荷組成的系統(tǒng)，其相互作用能（電勢(shì)能）為,Vi是除qi外的其它所有電荷在qi 所在處產(chǎn)生的電勢(shì)。,點(diǎn)電荷間的相互作用能,2. 電荷連續(xù)分布時(shí)的靜電能,www.thmemgallery.com,Company Logo,3. 靜電場(chǎng)的能量,平板電容器的能量,電能貯藏在電場(chǎng)中，靜電場(chǎng)能量的體密度為,任一帶電體系的總能量,靜電場(chǎng)的能量,第三章 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì),主講教師：劉曉旭

14、,Electromagnetics,www.thmemgallery.com,Company Logo,電介質(zhì)的極化,,,一、電介質(zhì)及其極化,www.thmemgallery.com,Company Logo,（1）無(wú)極分子的位移極化(Displacement polarization),加上外電場(chǎng)后，在電場(chǎng)作用下介質(zhì)分子正負(fù)電荷中心不再重合，發(fā)生了相對(duì)位移,出現(xiàn)分子電矩。,電介質(zhì)的極化,一、電介質(zhì)及其極化,www.thmemgalle

15、ry.com,Company Logo,無(wú)外電場(chǎng)時(shí)，有極分子電矩取向不同，整個(gè)介質(zhì)不帶電。,（2）有極分子的取向極化(Orientation polarization),電介質(zhì)的極化,在外電場(chǎng)中有極分子的固有電矩要受到一個(gè)力矩作用，電矩方向轉(zhuǎn)向和外電場(chǎng)方向趨于一致。,www.thmemgallery.com,Company Logo,極化有何規(guī)律？,三者從不同角度定量地描繪同一物理現(xiàn)象 ——極化，之間必有聯(lián)系，這些關(guān)系——電介

16、質(zhì)極化遵循的規(guī)律,,極化的后果：,影響,,www.thmemgallery.com,Company Logo,3.3.2.電極化強(qiáng)度,極化率與相對(duì)介電常數(shù)的關(guān)系：,各向同性的電介質(zhì)有：,,www.thmemgallery.com,Company Logo,,,,,,,電位移矢量,一閉合高斯面的電位移矢量通量等于其內(nèi)包圍的自由電荷代數(shù)和,高斯定理,1.有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 電位移,2．有介質(zhì)時(shí)的環(huán)路定理,束縛電荷q束產(chǎn)生的電場(chǎng)與自由電

17、荷q０產(chǎn)生的電場(chǎng)相同,,保守力場(chǎng),,www.thmemgallery.com,Company Logo,小結(jié)：介質(zhì)中高斯定理的解題思路與應(yīng)用,1.由,,求D。,2.由,,求E。,3.由,,求P。,4.由,,求?’。,5.由,求?0 。,,6.由,求Uab 。,,7.由,求C。,,www.thmemgallery.com,Company Logo,§3.7 電介質(zhì)中的靜電能,是從激發(fā)電場(chǎng)的源處來(lái)的（此處即電荷的靜電能）。,電場(chǎng)的