《电磁学 高等学校交流讲义》

第一章 静电场1

1 基本静电现象1

一、摩擦起电1

二、正负电荷及其相互作用2

三、物体的电磁结构4

四、库仑定律6

2 电场10

一、实验现象10

二、电场强度12

三、电力线，电通量19

3 高斯定理21

4 环流定理30

一、环流定理30

二、电势差33

三、电势34

四、等势面38

五、电势和场强的关系39

六、在势场中另一电荷的势能42

5 静电场中的导体46

一、孤立的带电导体46

二、静电感应47

三、静电屏蔽50

四、尖端放电51

五、避雷针52

六、带电导体表面上所受到的张力53

6 电容器55

一、孤立导体的电容55

二、电容器56

三、电容器的串联并联57

四、电容器中的能量61

7 电介质中的电场62

一、有极分子、无极分子63

二、均匀电介质的极化面电荷密度64

三、非均匀电介质中的极化电荷体密度65

四、介质中的场强68

8 半导体的P-N结75

习题79

第二章 稳定电场与电路85

1 电流85

一、电流的形成85

二、电流强度87

三、电流密度88

四、电流密度？的高斯定理90

五、电流的效应91

2 均匀电路的欧姆定律92

一、欧姆定律的微分形式92

二、电阻的温度效应95

三、等效电阻96

四、线性电阻与非线性电阻100

五、超导性105

3 焦耳定律106

4 电源的电动势112

一、溶解过程中的电现象112

二、电动势116

三、干电池121

四、蓄电池122

五、其他电源125

六、一段非均匀电路的欧姆定律129

七、稳定电场及稳定电流场的环流定理131

5 I、R、U、ε的测量132

一、测量电流强度I133

二、测量电压U134

三、测量电阻R136

6 惠斯登电桥——精确测量电阻的方法139

一、关于实验的安全性问题140

二、关于实验的准确性问题143

7 电位计143

一、精确测定R？两端的电位差145

二、校准伏特计145

三、精确测定电阻Rx145

四、校准安培计146

8 复杂电路的解法146

一、复杂电路的求解147

二、等效电源定理149

9 微弱电流的放大及开关自动化151

一、三极管的放大作用151

二、三极管的开关作用156

10 电解质和气体的导电机构159

一、电解质的导电机构159

二、法拉第电解定律161

三、气体的导电机构164

习题167

第三章 稳定磁场177

（一）磁场的基本规律177

1 磁现象及磁场177

一、电流的磁现象177

二、探测线圈180

三、磁感应强度182

2 毕—沙—拉普拉斯定理183

3 磁场的高斯定理189

一、磁感应线及磁感应通量189

二、高斯定理191

4 磁场的环流定理194

（二）磁场对运动电荷的作用204

5 磁场对电流的作用力204

一、两平行通电导线的相互作用力205

二、平面矩形线圈在磁场（B与圈面法线垂直）中所受到的磁场力206

三、磁场的方向问题207

四、导线中的自由电子相对磁场运动时所受到的力208

五、霍尔效应209

六、磁电式仪表211

七、电动式仪表213

6 带电粒子在电场磁场中的运动214

一、在均匀电场中的运动215

二、在均匀磁场中的运动216

三、电子的荷质比218

四、回旋加速器219

五、电透镜221

六、磁透镜222

七、磁水及其应用225

（三）磁介质227

7 磁介质227

8 铁磁介质239

一、铁磁质的磁化过程240

二、磁滞回线242

三、居里温度243

四、磁性材料244

五、铁氧体245

六、永久磁铁246

9 磁路定理248

一、磁路248

二、磁路的基尔霍夫定律249

三、磁路的欧姆定律253

10 地球磁场255

一、地磁三要素255

二、地球磁场起因学说256

三、地磁的变化256

习题257

第四章 电磁感应262

1 磁场变化时的电效应262

一、实验现象262

二、感生电流的方向265

2 法拉第电磁感应定律266

一、感生电场的涡旋性270

二、在磁场中旋转的线圈中的动生电动势273

三、电子感应加速器274

四、导线切割磁感线时所产生的电动势276

五、导线切割非均匀磁场时产生的现象279

六、磁流体发电281

3 自感282

一、自感现象282

二、自感系数283

三、RL电路接通时电流的增长规律285

四、RL电路中电流的衰减289

五、磁场的能量及磁能密度293

4 电磁铁295

一、电磁铁吸力的基本公式296

二、交流电磁铁吸力的计算297

5 互感299

一、互感现象及互感系数299

二、互感与自感之间的关系302

三、有互感时的磁场能量307

四、自感与互感现象的应用308

6 利用冲击电流计测量磁场312

一、冲击电流计313

二、测定磁场314

7 电场变化时的磁效应315

一、位移电流316

二、电磁运动的基本规律320

8 缓变场中的电容器320

一、电容器的充电与放电320

二、硅整流元件的过电压保护325

习题327

第五章 缓变电磁场与交流电路327

1 正弦缓变电动势、电流等量的基本特征331

一、正弦波的三要素331

二、交变电流的极大值、有效值、平均值337

2 两个以上正弦量组合的计算方法341

一、三角函数法341

二、旋转矢量表示法343

三、复数表示法344

3 分别具有电阻、电容、电感的交流电路348

一、电阻电路348

二、电容电路351

三、电感电路355

4 RLC串联电路359

一、RL串联电路359

二、RC串联电路362

三、RLC串联电路363

四、功率关系365

五、串联谐振367

5 交流电路的基尔霍夫定律、并联谐振372

一、基尔霍夫定律372

二、复阻抗与复导纳的计算374

三、并联谐振378

四、提高功率因数380

6 交流电桥382

一、交流电桥的平衡条件382

二、测电容电桥384

三、测自感电桥386

四、测频率电桥387

7 交流电功率的测量388

8 单相交流电的整流391

一、半波电阻负载整流电路391

二、全波电阻负载整流电路394

三、桥式电阻负载整流电路395

四、半波电阻负载可控整流397

习题401

第六章 电磁场的波动性与粒子性1 电磁场的波动性——电磁波405

一、真空中的电磁场方程组405

二、平面电磁波的传播406

三、能流407

四、电磁波的压力、电磁场的动量和质量409

2 电磁场的粒子性——光子，光子与正、负电子的相互转化412

一、光子412

二、光子与正、负电子的相互转化413