基础物理力学和电磁学

第二章静电场中的导体和电介质 物质的电结构内层电子价电子

第二章静电场中的导体和电介质§2-1静电场中的导体§2-2电容和电容器§2-3电介质的极化§2-4有电介质时的静电场§2-5带电体系的静电能1

单个原子的电结构

原子内部壳层的电子

受外层电子的屏蔽一般都填满每一个壳层

在原子中结合得比较紧

填充在最外层的电子与核的结合较弱，容易摆脱原子核的束缚——称为价电子——自由电子2

第二章静电场中的导体和电介质 物质具有电结构 电场对物质的作用是电场对物质中带电粒子的作用 当物质处于静电场中 -场对物质的作用：对物质中的带电粒子作用 -物质对场的响应：物质中带电粒子对电场力作用的响应 导体、半导体和电介质有不同的固有电结构 -导体：存在着大量自由电子(n~1022个/cm3)

§2-1静电场中的导体

§2-1静电场中的导体一.导体的静电平衡 静电感应

E0 E

不带电的导体放入静电场 E0

电子宏观定向运动,感应电荷, (导体内)感应电荷产生 E ' E0 E E0 E ' 0静电平衡状态：导体内部和表面都没有电荷的宏观定向移动.

-电介质：(绝缘体)自由电子非常

第二章静电场中的导体和电介质 物质的电结构内层电子价电子

第二章静电场中的导体和电介质§2-1静电场中的导体§2-2电容和电容器§2-3电介质的极化§2-4有电介质时的静电场§2-5带电体系的静电能1

单个原子的电结构

原子内部壳层的电子

受外层电子的屏蔽一般都填满每一个壳层

在原子中结合得比较紧

填充在最外层的电子与核的结合较弱，容易摆脱原子核的束缚——称为价电子——自由电子2

第二章静电场中的导体和电介质 物质具有电结构 电场对物质的作用是电场对物质中带电粒子的作用 当物质处于静电场中 -场对物质的作用：对物质中的带电粒子作用 -物质对场的响应：物质中带电粒子对电场力作用的响应 导体、半导体和电介质有不同的固有电结构 -导体：存在着大量自由电子(n~1022个/cm3)

§2-1静电场中的导体

§2-1静电场中的导体一.导体的静电平衡 静电感应

E0 E

不带电的导体放入静电场 E0

电子宏观定向运动,感应电荷, (导体内)感应电荷产生 E ' E0 E E0 E ' 0静电平衡状态：导体内部和表面都没有电荷的宏观定向移动.

-电介质：(绝缘体)自由电子非常

高中物理力学和电磁学系统复习之六——机械能和能源

知识梳理

功和功率是非常重要的概念，物理意义丰富，有很深的内涵，在高考试题中经常出现相关的考题，是高考复习中必须掌握，也是重点要理解的概念。

动能和势能是两种最基本的能量形式，可以与其它形式的能发生转化，同时它们也是构成物体机械能的基本因素；动能定理、机械能守恒定律是物理学中重要的规律，是能量守恒定律建立的基础。

本专题对应的基本概念有：功、功率、动能、重力势能、机械能等；对应的物理规律有：功的公式、功率的公式、动能的公式、重力势能的公式、动能定理等。

本专题对应的基本公式有：

命题预测

1．动能定理的应用中，力对物体做功是指合外力对物体的功或者是外力对物体做功的代数和，功和能都是标量，可以利用代数的方法进行加减。

2．正确理解功能关系时，要注意以下几个方面：第一，功是能量转化的量度，在某一物理过程中，做了多少功，就有多少能量发生转化；第二，合外力做功与动能变化对应，重力做功与重力势能的变化对应，除重力和弹力之外的其它力做功与机械能的变化对应；第三，应用功能关系的前提是物体的受力分析必须清楚。 例题精析

题型一 分析物体移动的方向与力的方向不在同一直线上时力所做的功

【例1】用力拉一质量为m

大学物理复习—(电磁学部分)

静电学部分※真空中的静电场一、概念

点电荷、电场、 电偶极子、电力线、电通量、 等势面、 电势和电势差。

二、两条基本实验定律: 1 q1q2 1.库仑定律： F 4 r 3 r 0 静电力的叠加: F Fii

2.电荷守恒定律:任何物理过程,电荷量均守恒.

大学物理复习—(电磁学部分)

1 1.高斯定理： E ds 0 s 2.环路定理： E dl 0( L)

三.两条基本定理:

q(S)

说明静电 场是有源场.

说明静电场是无旋场.

四、电场强度: F 1.定义: E q0 E与q0无关,它是反映电场性质的物理量.

2.场强叠加原理： E Eii

大学物理复习—(电磁学部分)

3.电场的计算:(1)点电荷的场:

Q

E

Q 4 0 r2

r Q

r rqi

q0 E

E

q0

(2).点电荷系的场强

E

Eii

i 1

n

4 0 ri

3

ri

※矢量叠加: 电场中任一点的电场强度等于各 个点电荷单独存在时在该点各自产生的场强的 矢量和.场强叠加原理

大学物理复习—(电磁学部分)

(3).任意带电体的场强

1 . 一平面试验线圈的磁矩大小Pm为1×10A·m，把它放入待测磁场中的A处，试验线圈如此之小，以致可以认为它所占据的空间内场是均匀的。当此线圈

的Pm与Z轴平行时，所受磁力矩大小为M=5×

-9

-82

10N·m，方向沿XY轴平行时，所受磁力矩为零。则空间A点处的磁感应强

度B的大小为_________，方向为_____________。

答案: 0.5T; Y轴负向

2． 两根无限长直导线互相垂直地放着，相距d=2.0

2

×10m，其中一根导线与Z轴重合，另一根导线与X轴平行且在XOY平面内。设两导线中皆通过I=10A的电流，则在Y轴上离两根导线等距的点P处的磁

感应强度为B=____________。

轴方向；当此线圈的Pm与

1

-8-8

答案:(-2.0×10i+-2.0×10Tk)T

3、（本题3分）

无限长直圆柱体，半径为R，沿轴向均匀流有电流，设圆柱体内（r﹤R）的磁感应强度为Bi，圆柱体外（r﹥R）的磁感应强度为Be，则有

（A） Bi、Be均与r成正比

（B） Bi与r成反比，Be与r成正比 （C） Bi、Be均与r成反比 （D） Bi与r成正比，Be与r成反比

答案:

电磁学题库 电磁感应部分 一、 单项选择题 1

? 如图所示，直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中，磁场B平行于ab边，

bc的长度为?以匀角速度?转动时，abc回路的感应电动势?和a、c两点间的电势差Va?VC为（B）。

12A、??0，Va?VC?B??

212V?V??B??B、??0，a c2C、??B??，Va?Vc?221B??2 212V?V??B??D、??B??，a c22 在自感为0.25H的线圈中，当电流在

1S内由2A线性减小到零时的感应电16动势为（C）。

A、2V；B、4V；C、8V；D、16V。

3 一块铜板放在磁感应强度增大的磁场中时，铜板中出现感应电流（涡流），则它将（B）

A、加速铜板中磁场的增加；B、减缓铜板中磁场的增加；

C、对磁场不起作用； D、使铜板中磁场反向。

4 如图所示，一长为L的导体棒以匀角速

?度?在匀强磁场B中绕过O点的竖直轴转

1

动，若OC2?L，则AC导体棒的电动势大小为（D）。 311112222A、B?L； B、B?L； C、B?L； D、B?L

3456二、 填空题

1 产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力；产生感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用力。

篇一：电磁学在生活中的应用

电磁学在生活中的应用

材料与化学工程学院

高分子材料与工程

541004010122

李祥祥

电磁学在生活中的应用

电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。这两个实验现象，加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。

电磁学在生活中应用也比较广泛，下面举例说明电磁学在生活中应用。

指南针 指南针是用以判别方位的一种简单仪器。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。 电磁炉

电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割

《电磁学》课外练习题

1. 如图所示，两个点电荷＋q和－3q，相距为d. 试求：

(1) 在它们的连线上电场强度E?0的点与电荷为＋q的点电荷相距多远？

(2) 若选无穷远处电势为零，两点电荷之间电势U=0的点与电荷为＋q的点电荷相距多远？

+q d -

?-3q

-

2. 一带有电荷q＝3×109 C的粒子，位于均匀电场中，电场方向如图所示．当该粒子沿水平方向向右方运动5 cm时，外力作功6×105 J，粒子动能的增量为4.5×105 J．求：(1) 粒子运动过程中电场力作功

-

? E q 多少？(2) 该电场的场强多大？

3. 如图所示，真空中一长为L的均匀带电细直杆，总电荷为q， 试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P点的电场强度． 4. 一半径为R的带电球体，其电荷体密度分布为

q L d P ???????????????=Ar (r≤R) ， ??=0 (r＞R)

A为一常量．试求球体内外的场强分布．

5. 若电荷以相同的面密度?均匀分布在半径分别为r1＝10 cm和r2＝20 cm的两个同心球面上，设无穷远处电势为零，已知球心电势为300 V，试求两球面的电荷面密度?的值． (?0＝8.85×1

第八章 静电场

?8.1 真空中有两个点电荷M、N，相互间作用力为F，当另一点电荷Q移近这两个点电荷时，M、N两点电荷之间的作用力 (A) 大小不变，方向改变． (B) 大小改变，方向不变．

(C) 大小和方向都不变． (D) 大小和方向都改． ［ C ］

8.2 关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：

? (A) 如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷．

? (B) 如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零．

? (C) 如果高斯面上E处处不为零，则高斯面内必有电荷． (D) 如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电通量必不为零．

［ D ］

8.3有一边长为a的正方形平面，在其中垂线上距中心O点a/2处，有一电荷为q的正点电荷，如图所示，则通过该平面的电场强度通量为 (A) (C)

q3?0q3??0． (B) ．

第十二章 稳恒磁场

?12.1 均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S，则

通过S面的磁通量的大小为

(A) 2?rB． (B) ?rB．

(C) 0． (D) 无法确定的量． ［ B ］

12.2 载流的圆形线圈(半径a1 )与正方形线圈(边长a2 )通有相同电流I．若两个线圈的中心O1 、O2处的磁感强度大小相同，则半径a1与边长a2之比a1∶a2为 (A) 1∶1 (B)

(C)

2?∶4 (D)

2?∶1

2

2

2?∶8 ［ D ］

a1 O1 I a2 O2 I

12.3 如图，两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流

???I从a端流入而从d端流出，则磁感强度B沿图中闭合路径L的积分?B?dl等于