电磁学纲要

电磁学前四章学习纲要1.静电场的基本规律（1）库仑定律电场强度理解库仑定律、电场强度的定义和场强叠加原理，掌握点电荷的场强公式、掌握用点电荷的场强公式和场强叠加原理计算简单电荷分布的电场。（2）电通量高斯定理了解电场线的性质，理解电场强度通量的概念，理解高斯定理，熟练掌握用高斯定理求解有特定对称性的电荷分布的电场。（3）电势理解电场力做功的特点、理解静电场的环路定理和静电场的有势性（保守性），理解电势、电势能、电势差的概念，理解电势叠加原理、掌握点电荷的电势公式、熟练掌握用场强积分法和电势叠加法计算简单电荷分布的电势，熟练掌握电势差的计算，理解电场力做功与电势能变化之间的关系及其与电势差间的关系；了解场强和电势的微分关系。2.有导体时的静电场（1）有导体存在时的静电场理解导体静电平衡的条件和静电平衡状态下导体的性质，掌握用导体静电平衡规律求解某些特定导体存在时的电场和电荷分布的问题（可以课后作业题为例）。（2）静电屏蔽了解静电屏蔽的两种类型：即封闭导体壳（不论接地与否）内部静电场不受壳外电荷的影响；接地封闭导体壳外部静电场不受壳内电荷的影响。（3）电容器理解电容器电容的定义及物理意义；会推导孤立电容器、平行板电容器、球形电容器、柱形电容器的电容；了解电容器串并联的特点；掌握电容器存储静电能的公式。（4）带电体系的静电能了解带电体系的静电能的概念：带电体系的静电能=单个带电体的自能+带电体之间的互能；每个带电体的自能等于把这个带电体的每一小块无限远离时电场力的功；各带电体之间的互能等于把各个带电体无限远离时电场力的功。3.静电场中的电介质（1）电介质的极化了解电介质极化的微观机理，理解极化强度的概念；掌握极化强度与场强的关系；了解极化电荷体密度与极化强度的关系，掌握极化电荷面密度与极化强度的关系，掌握两种介质分界面上极化电荷面密度的计算方法。（2）有介质时的高斯定理理解电位移矢量D及与电场强度的关系，理解有介质时的高斯定理；熟练掌握应用有介质时的高斯定理求解有介质时具有特定对称性的电荷分布的电场。（3）理解电场能量密度的概念和公式，熟练掌握计算电场能量的方法。4．恒定电流和电路（1）理解电流强度和电流密度的概念，理解它们之间的关系；了解电流连续性条件，了解恒定电流的条件。（2）理解电动势的物理涵义。（3）掌握基尔霍夫方程组，能应用其进行复杂电路的计算。电磁学5-6-7-9章学习纲要1.恒定磁场（ch5和ch7）（1）磁现象与电现象的联系：磁场由运动的电荷产生，磁场对运动电荷有力的作用。（2）运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力：Bvqf（3）带电粒子在均匀磁场中的运动：①Bv||时，匀速直线运动；Bv时，匀速圆周运动，半径qBmvr，周期qBmT2；Bv与成一定夹角时，螺旋线运动。②霍尔效应：理解霍尔电压产生的原因，会判断载流子受到的洛仑兹力的方向从而判断其偏转的方向以及判断电势的高低；掌握霍尔电压公式。（4）毕奥-萨伐尔定律：理解毕奥-萨伐尔定律的内容、公式，熟悉载流直导线的磁场，圆形电流磁场，载流螺线管内部磁场。（5）磁通量、磁场的高斯定理：理解磁通量的概念，掌握磁通量的计算方法；深刻理解磁场的高斯定理及其推论。（6）安培环路定理：深刻理解恒定磁场的安培环路定理并熟练掌握其应用，会应用安培环路定理求载流长直导线、无限长圆柱体圆柱面及同轴电缆、载流螺绕环、细长载流螺线管、无限大载流平面等电流分布具有对称性的载流导线产生的磁场（包括有磁介质存在时的情况）。（7）磁场对载流导体的作用①掌握电流元受到的安培力的基本公式BlIdFd，会应用其求载流导线在磁场中受到的安培力；熟悉结论：任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力，与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同。②掌握载流线圈在均匀外磁场中受到的安培力矩：BpMm；其中磁矩nmeISp，磁矩mp的方向与电流方向成右螺旋关系。（8）磁场能量密度：掌握磁场能量密度公式HBHBwm2121222，熟练掌握磁场能量的计算。（9）磁介质：了解三种磁介质（顺磁质、抗磁质、铁磁质）的基本特点：顺磁质磁导率略大于真空磁导率0，相对磁导率1r；抗磁质磁导率略小于真空磁导率0，相对磁导率1r；铁磁质磁导率远大于真空磁导率0，相对磁导率1r；了解磁介质磁化的机理和宏观表现（产生磁化电流），了解磁化强度的概念，了解磁化电流与磁化强度的关系；理解磁场强度H，掌握各向同性非铁磁质中磁场强度H与磁感应强度B的关系：HB；了解铁磁质的磁化曲线、磁滞回线；知道铁磁质中磁场强度H与磁感应强度B的关系是非线性的关系；掌握有磁介质存在时的安培环路定理的形式并有深刻的理解，熟练掌握应用有磁介质存在时的安培环路定理求磁介质中电流分布具有对称性的载流导线产生的磁场。2.电磁感应（ch6）（1）法拉第电磁感应定律楞次定律理解电磁感应现象、理解产生感应电动势的条件；熟练掌握应用法拉第电磁感应定律dtd计算感应电动势；了解楞次定律的内容并能利用楞次定律判断感应电动势或感应电流的方向。（2）动生电动势理解洛伦兹力提供了产生动生电动势的非静电力；掌握计算动生电动势的基本公式ldBvdi)(并能熟练应用其计算动生电动势。（3）感生电动势感生电场理解感生电场对电荷的作用力提供了产生感生电动势的非静电力；理解感生电场与静电场的区别；熟练掌握应用法拉第电磁感应定律dtd计算感生电动势。（4）自感互感磁场的能量了解自感现象、自感电动势，互感现象、互感电动势，理解自感系数、互感系数的定义及决定因素，掌握计算自感系数的方法；掌握完全耦合情况下互感系数与自感系数的关系；掌握自感磁能与互感磁能的公式；掌握磁场能量密度公式并熟练掌握磁场能量的计算。3.时变电磁场、电磁波(ch9)理解位移电流的概念及意义、理解位移电流与传导电流的相同及不同之处；掌握位移电流密度的计算公式；会应用安培环路定理求解变化的电场所产生的磁场的磁感应强度；掌握麦克斯韦方程组的积分形式及物理意义，掌握平面自由电磁波的基本性质，理解电磁波的能流密度并掌握能流密度的计算。