复旦大学：《大学物理》课程教学资源（电子教案）第32讲（周磊）

电磁学回顾 周磊 复旦大学物理系 (考试:7月12日)

电磁学回顾 周磊 复旦大学物理系 （考试：7月12日）

本课程的基本内容 静电场(电筠,仑定律,电场,高新定理,电势.电容.电能) 磁场〔电流,毕興萨伐尔定徫,疆场,环路定理,安培定徫,洛仑兹力 电磁感应(电磁感应定律.电动势,自慼与互感暂态过程) 电磁介质(电介质极化,有电介质时的韵电奶,磁介质极化,有磉介 质时的磁场,电磁能) 电路(直流电路,空流电路,矢量圄解法,谐振电路,立流电功率) 电磁场与电磁波(位移电流,克斯韦方程组,电磁波,电磁奶的能 量和动量) 狭义相对论(时空的概念,洛仑兹换,相对纶多瞢乐敏应)

本课程的基本内容 • 静电场 (电荷，库仑定律，电场，高斯定理，电势, 电容,电能) • 磁场 (电流, 毕奥萨伐尔定律, 磁场, 环路定理, 安培定律, 洛仑兹力) • 电磁感应 (电磁感应定律,电动势,自感与互感,暂态过程) • 电磁介质 (电介质极化，有电介质时的静电场，磁介质极化，有磁介 质时的磁场，电磁能） • 电路 （直流电路，交流电路，矢量图解法，谐振电路，交流电功率） • 电磁场与电磁波 （位移电流，麦克斯韦方程组，电磁波，电磁场的能 量和动量） • 狭义相对论 （时空的概念，洛仑兹变换，相对论多普乐效应）

静电场 电荷,詹仑定徫,电场,高新定醒,电势.电容.电能) e=1.602×10-C q14 124兀E0 米 2 12 E(r)=F(r/go 1 rp(ravi E (r-V)→ 4o idr-rl 4IEoylr-rI E E.≈ E 4丌E。r 4兀Eoyo

静电场 (电荷，库仑定律，电场，高斯定理，电势, 电容,电能) • e C 19 1.602 10− =  2 12 12 1 2 0 12 ˆ 4 1 r r q q F =     0 E(r) F(r)/ q     =   − − −  −  = = V i i i i N i i i i i r r r r r dV r r r r r V E ( ) | | ( ) 4 1 ( ) | | ( ) 4 1 3 1 0 3 0                  0 2 E   = 2 0 4 Q E r  r = 3 0 0 1 4 z ql E  y  −

E·dS_q 分V·E=P/E0 F。dC=0 E·dC=0 U()-U(=Fde y-v(i E·dC E(r=-VV(r) Vo()= 1 p(r)dr 48 r 4 Eor-r V(∞)=0

0 0 / q E d S E     =    =  0 0 c c F d E d =   =   ( ) ( ) f i U f U i F d − = −   ( ) ( ) f i V f V i E d − = −   0 0 1 1 1 ( ) ( ) ( ) 4 4 | | ( ) 0 Q Q r dr V r V r r r r V      =  = −   =  E r V r ( ) ( ) = −

△ ∑△U(q)= Q 1Q2 Cy 0C2C2 l()=606nE(r U=urdr

Q C V =  0 r A C d =   2 2 0 1 1 ( ) 2 2 Q i q Q U U q dq CV C C =  = = =   2 0 1 ( ) ( ) 2 ( ) r u r E r U u r dr =   = 

磁场 电流毕與萨伏尔定徫.磁奶,酥路定醒.安培定徫.洛仑兹力) ∫j()45J=n at at 2 J=oE Pj=E ne B=4rld×11×(=F") 4I r- 4T3 I B 10lR210m1 2T 2z3-2z3

磁场 (电流, 毕奥萨伐尔定律, 磁场, 环路定理, 安培定律, 洛仑兹力) dq i dt = i j r ds = ( )  ( ) ( , ) v q j r ds r t dr t t      = − = −     d j nqv = j E j E =  =   2 ne m   = 0 0 2 3 ˆ ' ( ') 4 4 | '| Id r jdr r r B r r r       − = = −   0 2 I B   = 2 0 0 3 3 1 1 2 2 Z IR m B Z Z    =

∮BD=H=Hd5 B·dS=0 dF,=A2dC2×(1d1×2)=ld2×dB 4丌 F=F+FB=qE+qr×B

0 2 2 1 1 21 21 2 2 2 21 ( ) ˆ 4 I d I d r dF I d dB r     = =  0 0 S B dl I j ds =  =    F F F qE qv B = + = +  E B B ds = 0 

电磁感应 电磁感应定律电动势.自慼与互感暂态过程) dw K do d B·ds E=v×B k E, dl BdS分V×E B at k

电磁感应 (电磁感应定律,电动势,自感与互感,暂态过程) s d d B ds dt dt   = − = −   ext K F dl dW E dl dqdt q  + + − −  = = =    E v B k =  E dl B d S E B k k t t      = −    = −        

21 L=0n2 ()I 2 B B B L R I= RC

2 1 22 21 2 dI dI d d L M dt dt dt dt    = − − = − − 2 L n =  0 1 2 ( ) 2 U Li u r dr B B = =  2 0 1 1 ( ) ( ) 2 B r u r B r   = L L R  =  c = RC

电磁介质 电介质极化,有电介质时的静电场,磁介质极化, 有磁介质时的磁场,电磁能) ∑ △ 一p=2E1E5F=P1=J() art D=8e+p=88 E D·ds=qf

电磁介质 (电介质极化，有电介质时的静电场，磁介质极化， 有磁介质时的磁场，电磁能） V p P i i  =    P E   =  0 P dS r dV V P V  P   = − = ( )       E dS = q f ＋qp    0  D E P E 0 0 r = + =      = q f D ds  