大学物理上电学

电磁学笔记分享！这份思维导图整理了大学物理上册关于电磁学的知识点和考点，包括电荷、电场强度电通量、能量、静电中的导体、功与势能、电势、环路定理等内容，复习可用。

电磁学

• 电荷
  • 性质
    • 电荷守恒
    • 电荷量子化
    • 电荷的相对论不变性
  • 库仑定律
    • 库仑定律（Coulomb's law）是静止点电荷相互作用力的规律。1785年法国科学家C,-A.de库仑由实验得出，真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力同它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同名电荷相斥，异名电荷相吸。
• 电场强度
  • 利用熟知的手段来探寻未知，用已知的受力情况，来研究场。首先引入试验电荷的概念，通过研究试验电荷在电场中的受力情况，发现试验电荷所受力与与它的电荷量之比为定值，与试验电荷无关，显然这个比值是属于场的性质，于是引入了电场强度来描述场的强弱。电场强度是矢量，满足场强叠加原理。
  • 点电荷
  • 点电荷系
  • 电荷连续分布的带电体
    • 杆
      • 无限长
    • 圆环
      • x=0
      • 无穷远处
    • 圆盘
      • 无限大
      • 无穷远处
  • 电偶极子
    • 中垂线
    • 延长线
• 电通量
  • 定义
    • 规定由内向外为正。
  • 高斯定理
    • 特殊应用
    • 带点球壳
    • 带点球体
    • 无限长的柱子
      • 见电场强度无限长的杆。
    • 无线长的平面
      • 见电场强度无限大的圆盘。
• 能量
  • 电容
    • 基本思想是，导体带电过程，电荷移动，那必定对他做功，根据能量守恒，所做的功即是，电容器所具有的能量。
    • 公式
      • 根据做功为qu然后将u换位q/c求出，1/2q*q/c
  • 电场
    • 在电容器充电的过程中实际上是电场的建立过程，所以也可以写成电场的能量，以平行板电容器说明，一般情况可证，但我们不证，首先引入电场的能量密度 1/2DE
• 静电中的导体
  • 导体种类
    • 绝缘体
    • 半导体
    • 导体
  • 静电平衡
    • 静电平衡很重要
    • 表现
    • 证明
  • 四大定理
    • 高斯
    • 环路
    • 电荷守恒
    • 静电平衡条件
  • 典型
    • 板子
      • 看到板子球电荷面密度，一定是解方程，利用电荷守恒定律和内部场强为0，还有电荷都在表面上所以可以把一面看作是无限长的平面。
    • 球
      • 看到球就明白，如果有电荷，一定在表面，通过高斯定理来判断是否有电荷，接地后不能主观猜想，直接增加一个条件，电势为0.
• 功 势能
  • 套路和之前都相同，这里不再展开
  • 电势的计算
    • 定义
      • 电势数值上是从该点将单位正电荷从该点移动到电势0点所做的功。Uab = 从a到b。
    • 电势叠加
      • 只要知道点电荷产生的电势为，电势叠加
    • 特殊
      • 球产生的电势内部公式和点电荷是一样的，只不过在内部r是R，是定值。
  • 等势
    • 电荷沿着等势面移动不做功，等势面与电场线垂直
  • 电势与电场的关系
    • 电场线
      • 电场线的方向为电势降低的方向
    • 数学
      • 电势随位移的导数为电场强度，换句话说电场线方向是电势降落最快的方向。
• 由电场力
• 做功
• 势能
• 电势
  • 不同于矢量，电势的计算有两种，第一积分标量叠加，第二用定义，单位电荷从该点移动到电势能零点所做的功。
• 环路定理