大学物理电磁学知识点总结导读:就爱阅读网友为您分享以下“大学物理电磁学知识点总结”资讯,希望对您有所帮助,感谢您对的支持!大学物理电磁学总结一、三大定律库仑定律:在真空中,两个静止的点电荷q1 和q2 之间的静电相互作用力与这两个点电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
uuu r q q ur F21 = k 1 2 2 er rur u r 高斯定理:a) 静电场:Φ e = E d S = ∫s∑qiiε0(真空中)b) 稳恒磁场:Φ m =u u r r Bd S = 0 ∫s环路定理:a) 静电场的环路定理:b) 安培环路定理:二、对比总结电与磁∫Lur r L E dl = 0 ∫ ur r B dl = 0 ∑ I i (真空中)L电磁学静电场稳恒磁场稳恒磁场电场强度:E磁感应强度:B 定义:B =ur ur F 定义:E = (N/C) q0基本计算方法:1、点电荷电场强度:E =ur r u r dF (d F = Idl × B )(T) Idl sin θ方向:沿该点处静止小磁针的N 极指向。
基本计算方法:urq ur er 4πε 0 r 2 1r ur u Idl × e r 0 r 1、毕奥-萨伐尔定律:d B = 2 4π r2、连续分布的电流元的磁场强度:2、电场强度叠加原理:ur n ur 1 E = ∑ Ei = 4πε 0 i =1r qi uu eri ∑ r2 i =1 inr ur u r u r 0 Idl × er B = ∫dB = ∫ 4π r 23、安培环路定理(后面介绍)4、通过磁通量解得(后面介绍)3、连续分布电荷的电场强度:ur ρ dV ur E=∫ e v 4πε r 2 r 0 ur ς dS ur ur λ dl ur E=∫ er , E = ∫ e s 4πε r 2 l 4πε r 2 r 0 04、高斯定理(后面介绍)5、通过电势解得(后面介绍)几种常见的带电体的电场强度公式:几种常见的磁感应强度公式:1、无限长直载流导线外:B = 2、圆电流圆心处:电流轴线上:B =ur 1、点电荷:E =q ur er 4πε 0 r 2 12R0 I 2π r2、均匀带电圆环轴线上一点:ur E= B = 3、圆r qx i 2 2 32 4πε 0 ( R + x )R 2 IN 2 ( x 2 + R 2 )3 21 0α 23、均匀带电无限大平面:E =ς 2ε 0(N 为线圈匝数)4、无限大均匀载流平面:B =4、均匀带电球壳:E = 0( r(α 是流过单位宽度的电流)ur E=q ur er (r > R ) 4πε 0 r 25、无限长密绕直螺线管内部:B = 0 nI (n 是单位长度上的线圈匝数)6、一段载流圆弧线在圆心处: B = (是弧度角,以弧度为单位)7、圆盘圆心处:B =r ur qr (r R ) 20 I 4π R0ςω R2(ς 是圆盘电荷面密度,ω 圆盘转动的角速度)6、无限长直导线:E =λ 2πε 0 x λ 0(r > R ) 2πε 0 r7、无限长直圆柱体:E =E=λr (r电场强度通量:N·m2·c-1)(磁通量:wb)(sΦ e = ∫ d Φ e = ∫ E cos θ dS = ∫s sur u r E d S通量u u r r Φ m = ∫ d Φ m = ∫ Bd S = ∫ B cos θ dS s s s 若为闭合曲面:Φ e =∫sur u r E d S若为闭合曲面:u u r r Φ m = Bd S = B cos θ dS ∫ ∫ s s均匀电场通过闭合曲面的通量为零。
静电场的高斯定理:磁场的高斯定理:iur u r Φ e = E d S = ∫s∑qi高斯定理u u r r Φ m = Bd S = 0 ∫ε0注:磁场是无源场注:静电场是有源场可以求解E 静电场的环路定理:安培环路定理:∫Lur r E dl = 0环路定理∫Lur r B dl = 0 ∑ I iL注:静电场力是保守力;静电场是保守场、无旋场。
注:磁场是有旋场。
可以就解B静电场的功与电势能:静电场的功:Aab =∫baur r q0 E dl磁场对电流的作用:1、磁场对载流导线的作用:磁场对运动电荷的作用:1、只有磁场:(洛伦兹力)ur ur r u r F = ∫ d F = ∫ Idl × BLur r u r F = qv × B由于洛伦兹力与速度始终垂直,所以洛伦兹力对运动电荷做的功恒等于零。
2、既有电场又有磁场:保守力的功等于势能的改变量ur r “0” ∴Wa = ∫ q0 E dla2、均匀磁场对平面在流线圈的作用:一般设无穷远点电势能为0ur r ∞ ∴Wa = Aa∞ = ∫ q0 E dlauu ur u uu r r r M = m × B (M 为磁力矩)ur uu r m = NISen (m 为磁偶极子)磁力的功:ur ur r ur F = q( E + v × B)3、霍尔效应:∴Aab = Wa WbA=∫Φm 2Φ m1Id Φ m= I (Φ m 2 Φ m1 ) = I Φ mU ab = RHIB 1 ,RH = ()d nq电势与电势差:(V) 电势:(一般设无穷远点无电势零点)一些常见带电体的电势:1、点电荷电势:V ( r ) =r ∞ ur W Va = a = ∫ E dl a q0电势差:U ab = Va Vb =q 4πε 0 r1∫baur r E dl2、均匀带电圆环轴线上一点电势:V (r ) =电势的计算:1、点电荷电场中的电势:q 4πε 0 ( R + x 2 )1 2213、均匀带电球体的电势:Va = ∫∞q 4πε 0 r2rdr =q 4πε 0 rr2 V (r ) = (3 2 )(r R)2、点电荷系电场中的电势:Va = ∑ Vai = ∑i =1 i =1n4πε 0 riV (r ) =qi4、均匀带电球面的电势:3、电荷连续分布带电体电场中的电势:Va = ∫dq 4πε 0 rq (r R) 4πε 0 r 1场强与电势:V (r ) =ur V r V r V r E = ( i+ j+ k ) = gradV x y z电介质磁介质电介质电容率:ε = ε 0ε r (ε r 为相对电容率,其值除真空均大于1)电介质的极化:1、无极分子的位移极化2、有机分子的取向极化磁介质的磁化:1、磁介质在外磁场中产生附加磁矩m 2、磁介质磁化后产生束缚电流。
磁介质磁导率:= 0 r (r 为相对磁导率,其值在真空中为1)E = E0 ε rB = B0 r电位移矢量D:磁场强度矢量H:ur ur ur D = ε 0ε r E = ε E (C·m-2) 有电介质的高斯定理: ur u r uu r B B H= = (A·m-1)0 rur u r Dd S = ∑ q0 i ∫s i有电介质的安培环路定理定理:∫Luu r r H d l = ∑ I 传Lq0i 为自由电荷。
电场的能量电场能量体密度:we =磁场的能量磁场能量体密度:wm =We 1 2 1 = ε E = DE V 2 2 1 2 电场静电能:Wm B 2 1 = = BH V 2 2 B2 dV 2磁场能量:Wm =∫ We = ∫ we dV = ∫ ε E dV V V 2Vwm dV = ∫V导体在静电场中:1、导体静电平衡条件:E内= 0和E表面⊥表面2、用电势来表述:整个导体是等势体。
静电场平衡条件下的电荷分布:1、导体内部没有净电荷存在,电荷分布在导体表面。
2、导体表面附近任一点的电场强度和该处电荷密度的关系为: E =磁介质的分类:顺磁质r > 1 )抗磁质r > 1 )(,(,(铁磁质的主要特征:(1) 高磁导率(2) 非线性(3) 具有磁滞现象ς ε0电容C电感L孤立导体电容:电容器的电容:自感:互感:C=q V(单位F、F、pF)q C= V1 V2L=ΨI(单位H)M = M 12 = M 21 =Φm 21I1计算电容思路:计算自感思路:ur ur Q → E ( D) → V → C常见电容器:1、平行板电容器:C = ε 0ε r S d 2、球形电容器:C =。