导图社区 电磁学第四版第一章静电场
电磁学第四版第一张思维导图,介绍了静电学的基本概念、规律和应用,为学生提供了一个全面的静电学知识体系。一图看懂全章节内容,知识点系统全面,无需死记硬背,框架式结构清晰明了,轻松掌握知识点。
电磁学第三章恒定电流思维导图,恒定电流是指在电路中通过导体的电流大小和方向都不随时间改变的电流。这种电流可以由恒定电压直接产生,当电路中没有电阻或负载时,产生恒定电流的电压称为开路电动势。
电磁学第二版第二章静电场中的导体和电介质思维导图,静电场中的导体和电介质是电磁学中的重要概念,它们在电场中有着不同的行为和特性。导体是电荷能够移动或传导到各处的物体。导体内部存在能够自由移动的电荷,这些电荷被称为自由电荷。
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第一章 静电场
1.1 静电的基本现象和基本规律
怎样才算带电捏? 答:物体有了吸引轻小物体的性质
也称作带了电荷,其中带电的物体称作带电体
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
正负电荷完全抵消称作中和
接触起电
验电器与静电计的制作原理
摩擦起电
初始正负电荷的定义:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为正电荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带电荷为负电荷
感应起电
感应起电会影响任一非固定电荷带电体上的电荷分布,并反作用于原电场
起电的实质是“电荷从一个物体(或物体的一部分)转移至另一个物体(或同一物体的另一部分)”
电荷守恒定律
电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移至另一个物体,或者从物体的一部分转移至另一部分————在任何物理过程中,电荷的代数和是守恒的。 ps.电荷守恒≠电子守恒(正负电子可湮灭为高能光子)
导体、绝缘体和半导体
量子性:任一物体所带电荷量(物理最小不可分级别为原子级别)为e的整数倍
库仑定律:在真空中,两个静止的点电荷之间的相互作用力的大小和其带电量的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比,作用力方向沿径向
1.2 电场 电场强度
作用方式
超距作用 ————两情若是久长时,又岂在朝朝暮暮
静距作用
电力是种近距作用的结果:通过“场”来实现电荷与电荷之间的相互作用
体现其物质性:具有能量、动量等
电场强度矢量E
以比值F/q(大小与方向均与试探电荷无关)来反映电场本身的性质
其大小等于单位点电荷在此处所受电场力的大小,其方向与正电荷所受力方向一致
场强可叠加原理
点电荷组所产生的电场在某点的场强等于各点电荷单独存在时所产生的电场于此处所产生的电场强度的矢量和
常用微分方式
体分布
面分布
线分布
常用积分函数
优先寻找带电体系是否具有一定的对称性,已选定坐标系建立方式与积分函数
高斯定理
流体力学已知成果的引入:是否有源?是否有旋? ————黄河之水天上来,奔流到海不复回
 
电场线起始于正电荷(或无穷远点),止于负电荷(或伸向无穷远处),不会于无电荷的地方中断
若带电体系中,正电荷数=负电荷数,则由正电荷发出的电场线都会集中至负电荷处 ————类比源和汇及其相对应的水流即可
电场线不会相交 ————电场方向
静电场中的电场线不会形成闭合曲线 ————环路定理
电力线的引入
使线上每点切线方向与该点场强方向相一致
引入电场强度通量
对于闭合曲面而言,出为正,反之为负 
仅对于 闭合曲面,否则系数会发生改变 ————由证明过程中的立体角
做闭合曲面时,要尽量选取高对称性的闭合曲面(eg.线对称、柱对称、球对称等) ————保证闭合曲面上场强大小处处相等
式右电荷单指闭合曲面内的电荷 ————他强任他强,清风拂山岗
注意!!!!
电势及其梯度
静电力是保守力的证明 ————即证明做功与路径无关
环路定理:在静电场中场强沿任意闭合曲面的线积分恒等于零
结论:试探电荷在任何静电场中移动时,静电场做的功只与试探电荷的电量大小与其初、末位置有关,与路径无关
二者完全等价
电势能的引入
q从A点到B点其电势能的减少量定义为静电场对其所做功
为反应电场的性质,引入电势差的概念(消除试探电荷的影响)
与参考点的选择无关
引入电势的概念
将电势差的后值定义为电势为零点即可 ps.不一定为无穷远点,也可能是大地等,具体情况具体分析 注意零电势点的影响!!!!!
每个微元电荷所形成的电势的代数和
微元电荷所形成的总电场而计算所得的电势 ————高斯定理的应用
逆运算: E等于电势的负梯度
等势面的引出
性质一:等势面与电场线处处正交
性质二:等势面密度正比于电场强度
当AB距离足够小的时候,使ΔU≈E*Δn
带电体系的静电能
在一个带电体系中
若讨论不同带电体之间的能量,则———相互作用能
由对称性分析得

若讨论自身所拥有的能量,则——自能
和之则为带电体的静电能
此处二者之间的区别:是否将带电体视为一个不可分割的整体
此处对电场线疏密与场强大小关系做出了简单印证 P34