大学物理电磁学模块总结

本模块总结基于《大学物理学》（科学出版社）电磁学一章，大学物理电磁学的考点知识总结，对于大学生有一定帮助和参考意义。

电磁学

• 磁场
  • １.运动电荷受力：F=QV ｘB
  • 2.毕奥－萨法尔定律：
  • 3.安培环路定理：
  • 4.磁通量;Φ=BS，适用条件是B与S平面垂直。如图1，当S与B的垂面存在夹角θ时，Φ=B·S·cosθ。
  • 5.高斯定理：设空间有界闭合区域 Ω，其边界 δΩ为分片光滑闭曲面。函数P(x,y,z),Q(x,y,z),R(x,y,z) 及其一阶偏导数在 Ω上连续，那么：
  • 6.带电粒子的运动：半径R＝ｍｖ／ｑＢ　　；周期T＝２πm/qB　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
  • 7.载流导线在磁场中：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　受力：ＩＬｘＢ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　磁矩：ｍ＝ＩＳ（线圈）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　力矩：M=ｍｘＢ
    • 子主题
  • ８．磁介质：磁介质使实物物质处于一种特殊状态，从而改变原来磁场的分布。这种在磁场作用下，其内部状态发生变化，并反过来影响磁场存在或分布的物质，称为磁介质。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　B=μＨ＝μ0μcH 磁介质环路定理：∮B⋅dl=μ0(∑I+Is)
  • 子主题
• 电磁波　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　麦克斯韦方程
  • １.位移电流：位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。
    • 位移电流表达式：
    • 电位移，又称电感应强度，指的是描述电介质电场的辅助物理量。
    • 电位移定义式为：D=ε0E+P。式中E是电场强度，P是极化强度，ε0是真空介电常数
  • ２.全电流安培环路
  • ３.物质方程
    • 电感强度矢量D=介电常数ε·电场强度矢量E ； 磁感强度矢量B=磁导率μ·磁场强度矢量H ； 欧姆定律微分形式：电流密度矢量j=σ·电场强度矢量E。
  • ４.电磁波
• 难点
  • １.高斯定理的的模型构建
  • ２.麦克斯韦方程的运用与理解
  • ３.安培环流定理的模型构建
• 电磁感应
  • １.法拉第电磁感应定律：
    • 此时为ｎ匝线圈
  • ２.楞次定律：楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引　　　　起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律还可表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。
  • ３.电动势：
    • 感生电动势
    • 动生电动势
  • ４.自感与互感
    • １.互感：一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象。
    • ２.互感系数：互感系数（coefficient of mutual induction）是互感现象中在一个电路中所感生的磁通除以在另一个电路中产生该磁通的电流，互感系数的公式为ε1=M×ΔI2/Δt。
    • ３.自感：当导体中的电流发生变化时，它周围的磁场就随着变化，并由此产生磁通量的变化，因而在导体中就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，此电动势即自感电动势。这种现象就叫做自感现象。　　Ψ＝N∮=LI
  • ５.磁场能量：线圈中通有电流时，线圈中就要储存磁场能量，通过线圈的电流越大，线圈越多，储存的能量就越多；在通有相同电流的线圈中，电感越大的线圈，储存的能量越多，因此线圈的电感也反映了它储存磁场能量的能力。
    • 线圈中储存的磁场能量：
    • 能量密度：