大学物理张三慧第三ppt课件.ppt

总复习内容提要总复习内容提要本学期教学内容本学期教学内容第第1 1章：章：1.11.1－－1.81.8第第2 2章：章：2.12.1、、2.22.2、、2.42.4第第3 3章：章：3.13.1、、3.23.2、、3.63.6、、3.73.7第第4 4章：章：4.14.1－－4.34.3、、4.64.6、、4.74.7第第5 5章：章：5.15.1－－5.55.5第第6 6章：章：6.16.1－－6.106.10第第1010章：章：10.110.1－－10.810.8第第1111章：章：11.111.1－－11.411.4、、11.611.6第第1212章：章：12.112.1－－12.712.7第第1313章：章：13.313.3－－13.513.5、、13.713.7－－13.913.9第第1414章：章：14.114.1－－14.514.5第第1515章：章：15.115.1、、15.315.3－－15.515.5第第1616章：章：16.116.1－－16.816.8力力学学电电磁磁学学电势分布曲分布曲线场强分布曲分布曲线E EV VRRrrO OO O结论：均匀：均匀带电球面，球内的球面，球内的电势等于球外表的等于球外表的电势，，球外的球外的电势等效于将等效于将电荷集中于球心的点荷集中于球心的点电荷的荷的电势。

•选择题•大题考试类型电磁学电磁学1 1、静电场、静电场〔〔1 1〕〕库仑定律定律〔〔2 2〕〕电场强度定度定义〔〔3 3〕点〕点电荷的荷的场强公式公式〔〔4 4〕〕电场叠加原理：叠加原理： a a〕取元〕取元dqdq〔〔5 5〕延续带电体〕延续带电体q q的电场的电场b b〕 〕求求dE:dE:C C〕 〕求求E :E :2 2〕 〕对对同一方向的分量求和同一方向的分量求和: :1 1〕 〕将将dEdE分解分解为为dExdEx，，dEydEy，，dEzdEz内内〔〔6 6〕高斯定律〕高斯定律4)4)代入高斯定律代入高斯定律1)1)分析分析对对称性称性, ,明确明确E E的方向的方向; ;2)2)选选恰当的恰当的闭闭合高斯面合高斯面S;S;3)3)求求S S内的内的 qi ;qi ;解解题步步骤：：常常见对称称类型：型：球球对称、柱称、柱对称、面称、面对称等称等1.定定义义: 导导体内部有自在体内部有自在电电子，受静子，受静电场电场作用作作用作定向运定向运动动. 稳稳定后，定后，导导体上体上电电荷静止不荷静止不动动2.条件条件: 1.内部：内部：E 内内 =0 2.外部：外部：E垂直外表垂直外表〔〔7 7〕静电平衡〕静电平衡1〕 〕导导体内部没有体内部没有净电净电荷，荷，净电净电荷只分布在荷只分布在导导体外表上。

体外表上 3.静静电电平衡平衡时导时导体的体的电电荷分布荷分布2〕 〕带电导带电导体外表体外表场场强强或或: :导体是等势体导体是等势体导体外表是等势面导体外表是等势面2 2、电势、电势〔〔1 1〕静〕静电场是保守是保守场〔〔2 2〕〕电势差差〔〔3 3〕〕电势：：选2 2为零零势点，那么点，那么某点的某点的电势＝将＝将单位正位正电荷移到无荷移到无穷远处〔零〔零势点〕点〕电场力做的功力做的功〔〔4 4〕〕电势叠加原理叠加原理1 1〕 〕离散点离散点电电荷荷2 2〕 〕延延续带电续带电体体1.1.取取电电荷元荷元2.dq2.dq产产生生电势为电势为3.3.整个整个带电带电体体Q Q在在P P点的点的电势电势：：〔〔5 5〕静〕静电势能：能：3 3、电容器和介电质、电容器和介电质〔〔1 1〕〕电容容〔〔2 2〕平行板〕平行板电容容步步骤：：1 1〕求〕求E E；；2 2〕求〕求电压3〕 〕求求电电容容〔〔3 3〕〕电容的串、并容的串、并联〔〔4 4〕〕电容器能量容器能量〔〔5 5〕〕电场能量能量电场能量密度能量密度电场能量：能量：4 4、电流和磁场、电流和磁场〔〔1 1〕洛〕洛仑兹力力〔〔2 2〕磁感〕磁感应强度定度定义〔〔3 3〕〕毕－－萨定律定律1〕 〕任取元任取元2〕 〕求求该该元激元激发发的的〔〔4 4〕〕毕－－萨定律运用步定律运用步骤3〕 〕求求B：：〔〔5 5〕有限〕有限长直直导线〔〔6 6〕无限〕无限长直直导线〔〔7 7〕〕圆电流流圆心心处〔〔8〕安培〕安培环路定理及其运用路定理及其运用运用关运用关键：：1)1)判判别对称称; ;2)2)选积分回路分回路l l。

跟高斯定律跟高斯定律相比相比较！！2.2.环环路与路与电电流方向遵守右手定那么；流方向遵守右手定那么；1.1.可任可任选积选积分回路分回路l l ；；3.3.电电流一定是流一定是闭闭合的合的稳稳恒恒电电流适用于任何稳恒磁场〔〔9〕全〕全电路安培路安培环路定理路定理---位移位移电流流〔〔2 2〕安培力〕安培力求求安安培培力力：：1 1〕 〕取取电电流元求力：流元求力：大小大小为：：2 2〕 〕建立坐建立坐标标系，分解求系，分解求积积分：分：3 3〕 〕写出写出总总的安培力：的安培力：5 5、磁力、磁力〔〔1 1〕电磁场中的洛仑兹力〕电磁场中的洛仑兹力整个弯曲整个弯曲导线受的受的磁磁场力的力的总和等于和等于从起点到从起点到终点点连起起的直的直导线经过一一样电流流时受的磁受的磁场力力力矩力矩定定义 磁矩磁矩线圈法向圈法向与与电流成右手关系流成右手关系6 6 磁力矩磁力矩7 7、电磁感应和电磁波、电磁感应和电磁波〔〔1 1〕法拉第〕法拉第电磁感磁感应定律定律〔〔2 2〕〕感感应电动势N N匝一匝一样样动生动生低电势b指向高电势av             abl动生动生电动势指向:沿 方向。

Ii〔〔6 6〕麦克斯韦方程组〕麦克斯韦方程组变化的化的电场产生磁生磁场变化的磁化的磁场产生生电场解解: ⑴⑴取取dq=ldl ⑶⑶整段棒激整段棒激发发的的E：：⑵⑵dq激激发发的的dE:大小方向均各异大小方向均各异例例 知知 l、、q1、、q2、、a 求均匀带电细棒求均匀带电细棒所激发的所激发的P处电场 2 1dEq qrdl 21qr无限无限长带电直直线 2 11=0, 2=p1=0, 2=p有限长有限长带电直线带电直线在在 点点柱柱对称称知知s、、R解：解： ⑴⑴取元取元dq=sdS方向方向x例例7.4均匀带电圆盘在轴线上一点场强均匀带电圆盘在轴线上一点场强⑵⑵各各dq激激发发xr=s2prdr⑶⑶整个整个圆盘圆盘均匀带电圆盘在轴线上均匀带电圆盘在轴线上一点场强：一点场强： 思索：能否由上述思索：能否由上述结论，求无限大，求无限大均匀均匀带电平面平面s外一点外一点场强？？-s-ss s两两块等量异号？等量异号？均匀均匀场例求均匀带电球面例求均匀带电球面(R,Q) 的电势解：据解：据O R rj j+++++例例 在内外半径分别为在内外半径分别为R1R1和和R2R2的导体球壳内，有一个的导体球壳内，有一个半径为半径为r r 的导体小球，小球与球壳同心，让小球与球的导体小球，小球与球壳同心，让小球与球壳分别带上电荷量壳分别带上电荷量q q和和Q Q。

试求：试求： 〔〔1 1〕小球的电势〕小球的电势VrVr，球壳内、外外表的电势；，球壳内、外外表的电势； 〔〔2 2〕小球与球壳的电势差；〕小球与球壳的电势差；解解：：〔〔1〕〕由由对称称性性可可以以一一定定，，小小球球外外表表上上和和球球壳壳内内外外外外表表上上的的电荷荷分分布布是是均均匀匀的的小小球球上上的的电荷荷q将将在在球球壳壳的的内内外外外外表表上上感感应出出-q和和＋＋q的的电荷荷，，而而Q只只能能分分布布在在球球壳壳的的外外外外表表上上，，故故球球壳壳外外外外表表上上的的总电荷量荷量为q+Q 小球和球壳内外外表的小球和球壳内外外表的电势分分别为球壳内外外表的球壳内外外表的电势相等〔〔2〕两球的〕两球的电势差差为例例 知知Q Q、、R R求均匀带电球体的求均匀带电球体的E E分布解：球解：球对称称内内r r 1 1、球体内〔、球体内〔rRr>R〕 〕r r外外作作E-rE-r曲曲线如右如右图球外作高斯面球外作高斯面S S，，面内：面内：∑qi=Q∑qi=Q那么：那么：E E外外4πr2=Q/e04πr2=Q/e0O R rE ES S电容的计算电容的计算1.1.平板平板电容器的容器的电容容Sd步步骤：： ⑴⑴求求E；；⑵⑵求求电压⑶⑶求求电容容知知S,d-- -- -++++2.2.圆柱形电容器电容圆柱形电容器电容柱柱对称称l-Q-知知l, R1 ,R2 ,e03.3.球形电容器球形电容器球球对称：称：Q-Q知知R1 ,R2 ,e0•无限无限长载流直流直导线•半无限半无限长载流直流直导线•直直导线延伸延伸线上上讨 论+= 0R例例2：一：一载流流圆环半径半径为R 通有通有电流流为 I，求，求圆环轴线上一点的磁感上一点的磁感应强度度 B。

解：将解：将圆环分割分割为无限多个无限多个电流元流元Idl；； 电流元在流元在轴线上上产生的磁感生的磁感应强度度 dB 为：：y将将dB 沿沿 x 轴和和 y 轴分解由由对称性可知，称性可知，dl 和和 dl’ 在在 P 点点产生的生的 dB 在在 x 方方向大小相等方向一向大小相等方向一样，，y 方向大小相等方向相反，方向大小相等方向相反，相互抵消相互抵消B 的方向垂直于的方向垂直于圆环圆环平面沿平面沿 x轴轴正向1、、载载流流圆环环圆环环心心处处〔 〔x = 0〕 〕2、、远远离离载载流流圆环环圆环环心的心的OX轴轴上点上点处处〔 〔x＞＞＞＞R〕 〕方向垂直于方向垂直于圆形形导线平面，沿右手螺旋方向平面，沿右手螺旋方向例知例知R＝＝0.2m，，IC＝＝10A，求，求r1＝＝0.1m、、r2＝＝0.3m处的磁场处的磁场解：解：lICR〔〔1 1〕〕+σ-σ电场分布具有分布具有轴对称性，安培称性，安培回路取回路取为半径半径为r1r1的的圆周+++++++++++++La典型结论典型结论特例特例++++++++++++++++++++++++++++++金属棒上金属棒上总电动势为例长为例长为L的铜棒，在磁感强度为的铜棒，在磁感强度为 的均匀磁场中以角速的均匀磁场中以角速度度  在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端o 匀速转动，匀速转动，求棒中的动生电动势。

求棒中的动生电动势 取线元取线元 ，方向沿，方向沿o指向指向A解：解：方向方向为A0，即，即o点点电势较高。