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绪论1

第一章 静电场15

1 静电的基本现象和基本规律15

1.1 两种电荷15

1.2 静电感应 电荷守恒定律17

1.3 导体、绝缘体和半导体19

1.4 物质的电结构20

1.5 库仑定律22

思考题25

习题26

2 电场 电场强度27

2.1 电场27

2.2 电场强度矢量E28

2.3 电场强度叠加原理32

2.4 电荷的连续分布35

2.5 带电体在电场中受的力及其运动39

思考题42

习题42

3 高斯定理45

3.1 电力线及其数密度45

3.2 电通量52

3.3 高斯定理的表述和证明54

3.4 从高斯定理看电力线的性质59

3.5 高斯定理应用举例61

思考题69

习题70

4 电位及其梯度73

4.1 静电场力所做的功与路径无关73

4.2 电位差与电位76

4.3 电位叠加原理82

4.4 等位面85

4.5 电位的梯度89

4.6 小结93

思考题94

习题95

5 带电体系的静电能101

5.1 点电荷之间的相互作用能101

5.2 电荷连续分布情形的静电能107

5.3 电荷在外电场中的能量109

5.4 带电体系受力问题110

思考题111

习题112

附录A 矢量乘积 立体角 曲线坐标系112

A.1 矢量的乘积112

A.2 立体角116

A.3 柱坐标系和球坐标系117

第二章 静电场中的导体和电介质127

1 静电场中的导体127

1.1 导体的静电平衡条件127

1.2 电荷分布132

1.3 导体壳(腔内无带电体的情形)136

1.4 导体壳(腔内有带电体的情形)142

思考题146

习题150

2 电容和电容器153

2.1 孤立导体的电容153

2.2 电容器及其电容154

2.3 电容器的并联、串联160

2.4 电容器储能(电能)163

思考题166

习题168

3 电介质177

3.1 电介质的极化177

3.2 极化的微观机制179

3.3 极化强度矢量P181

3.4 退极化场185

3.5 电介质的极化规律 极化率189

3.6 电位移矢量D与有介质时的高斯定理 介电常数191

3.7 电介质在电容器中的作用196

3.8 压电效应及其逆效应197

3.9 小结199

思考题200

习题201

4 电场的能量和能量密度209

习题213

附录B 静电场边值问题的唯一性定理213

B.1 问题的提出214

B.2 几个引理215

B.3 叠加原理216

B.4 唯一性定理的证明216

B.5 静电屏蔽217

B.6 有电介质的情形219

第三章 稳恒电流223

1 电流的稳恒条件和导电规律223

1.1 电流强度电流密度矢量223

1.2 电流的连续方程 稳恒条件226

1.3 欧姆定律 电阻 电阻率228

1.4 电功率 焦耳定律234

1.5 金属导电的经典微观解释237

思考题242

习题243

2 电源及其电动势246

2.1 非静电力246

2.2 电动势247

2.3 电源的路端电压248

2.4 闭合回路的电流强度和输出功率251

2.5 丹聂耳电池253

2.6 稳恒电路中电荷和静电场的作用256

思考题258

习题259

3 简单电路260

3.1 串联和并联电路260

3.2 平衡电桥268

3.3 电位差计272

思考题275

习题280

4 复杂电路288

4.1 基尔霍夫方程组290

4.2 电压源与电流源 等效电源定理296

4.3 叠加定理301

4.4 Y-△电路的等效代换302

思考题304

习题305

5 温差电现象310

5.1 汤姆逊效应311

5.2 珀耳帖效应312

5.3 温差电效应及其应用314

思考题318

6 电子发射与气体导电318

6.1 脱出功和电子发射318

6.2 气体的被激导电321

6.3 气体的自持导电322

6.4 等离于体与受控热核实验325

习题327

第四章 稳恒磁场331

1 磁的基本现象和基本规律331

1.1 磁的基本现象331

1.2 磁场335

1.3 安培定律337

1.4 电流强度单位--安培的定义和绝对测量344

1.5 磁感应强度矢量B346

思考题350

2 载流回路的磁场352

2.1 毕奥-萨伐尔定律352

2.2 载流直导线的磁场353

2.3 载流圆线圈轴线上的磁场355

2.4 载流螺线管中的磁场361

思考题367

习题367

3 磁场的“高斯定理”与安培环路定理372

3.1 磁场的“高斯定理”373

3.2 安培环路定理的表述和证明377

3.3 安培环路定理应用举例380

思考题384

习题385

4 磁场对载流导线的作用387

4.1 安培力387

4.2 平行无限长直导线间的相互作用387

4.3 矩形载流线圈在均匀磁场中所受的力矩389

4.4 载流线圈的磁矩390

4.5 直流电动机的基本原理392

4.6 电流计线圈所受的磁偏转力矩395

思考题397

习题397

5 带电粒子在磁场中的运动405

5.1 洛伦兹力405

5.2 洛伦兹力与安培力的关系408

5.3 带电粒子在均匀磁场中的运动410

5.4 荷质比的测定413

5.5 回旋加速器的基本原理417

5.6 霍耳效应419

5.7 等离子体的磁约束423

思考题425

习题427

6 不同参照系之间电磁场的变换434

6.1 相对论力学的若干结论434

6.2 电磁规律的协变性和电荷的不变性439

6.3 电磁场的变换公式442

6.4 运动点电荷的电场443

6.5 运动点电荷的磁场446

6.6 对特鲁顿-诺伯实验零结果的解释450

思考题451

习题451

第五章 电磁感应和暂态过程455

1 电磁感应定律455

1.1 电磁感应现象456

1.2 法拉第定律461

1.3 楞次定律466

1.4 涡电流和电磁阻尼468

1.5 趋肤效应472

思考题474

习题476

2 动生电动势和感生电动势479

2.1 动生电动势480

2.2 交流发电机原理483

2.3 感生电动势 涡旋电场486

2.4 电子感应加速器488

思考题491

习题491

3 互感和自感493

3.1 互感系数493

3.2 自感系数497

3.3 两个线圈串联的自感系数502

3.4 自感磁能和互感磁能504

思考题507

习题508

4 暂态过程511

4.1 LR电路的暂态过程511

4.2 RC电路的暂态过程515

4.3 微分电路和积分电路517

4.4 LCR电路的暂态过程520

思考题523

习题524

5 灵敏电流计和冲击电流计527

5.1 灵敏电流计527

5.2 冲击电流计532

思考题541

附录C 二阶线性常系数微分方程542

第六章 磁介质549

1 分子电流观点549

1.1 磁介质的磁化 磁化强度矢量M及其与磁化电流的关系549

1.2 磁介质内的磁感应强度B555

1.3 磁场强度矢量H与有磁介质时的安培环路定理和“高斯定理”557

习题560

2 等效的磁荷观点561

2.1 磁的库仑定律 磁场强度矢量H 磁偶极子561

2.2 磁介质的磁化 磁极化强度矢量J及其与磁荷的关系567

2.3 退磁场与退磁因子569

2.4 两种观点的等效性573

思考题581

习题581

3 介质的磁化规律584

3.1 磁化率和磁导率584

3.2 顺磁质和抗磁质587

3.3 铁磁质的磁化规律592

3.4 磁滞损耗597

3.5 铁磁质的分类599

3.6 铁磁质的微观结构602

习题605

4 边界条件 磁路定理609

4.1 磁介质的边界条件609

4.2 磁感应线在边界面上的“折射”612

4.3 磁路定理612

4.4 磁屏蔽620

习题621

5 磁场的能量和能量密度626

习题631

第七章 交流电635

1 交流电概述635

1.1 各种形式的交流电635

1.2 描述简谐交流电的特征量639

习题642

2 交流电路中的元件642

2.1 概述642

2.2 交流电路中的电阻元件644

2.3 交流电路中的电容元件645

2.4 交流电路中的电感元件647

2.5 小结650

思考题652

习题652

3 元件的串联和并联(矢量图解法)653

3.1 用矢量图解法计算串、并联电路653

3.2 用矢量图解法计算同频简谐量的叠加654

3.3 串联电路657

3.4 并联电路660

3.5 串、并联电路的应用(旁路、相移、滤波)662

思考题667

习题669

4 交流电路的复数解法674

4.1 用复数法计算同频简谐量的叠加674

4.2 复电压、复电流及复阻抗的概念675

4.3 串、并联电路的复数解法677

4.4 复导纳681

4.5 交流电路的基尔霍夫方程组及其复数形式683

4.6 等效电源定理和Y--△阻抗代换公式的运用687

4.7 有互感的电路计算692

思考题694

习题696

5 交流电的功率698

5.1 瞬时功率与平均功率 有效值和功率因数698

5.2 有功电流与无功电流 提高功率因数的第一个作用703

5.3 视在功率和无功功率 提高功率因数的第二个作用705

5.4 有功电阻和电抗707

5.5 电导与电纳710

5.6 品质因数(Q值)、损耗角(δ)和耗散因数(tanδ)712

思考题715

习题715

6 谐振电路与Q值的意义718

6.1 串联谐振现象 谐振频率和位相差718

6.2 储能和耗能和Q值的第一种意义722

6.3 频率的选择性和Q值的第二种意义725

6.4 电压分配和Q值的第三种意义728

6.5 阻尼振荡和Q值的第四种意义730

6.6 并联谐振电路732

思考题734

习题735

7 交流电桥735

7.1 基本原理736

7.2 几种常用的交流电桥738

思考题740

习题740

8 变压器原理741

8.1 理想变压器741

8.2 变比公式743

8.3 输入和输出等效电路747

8.4 阻抗的匹配749

8.5 变压器的用途751

思考题752

习题753

9 三相交流电756

9.1 什么是三相交流电 相电压与线电压756

9.2 三相电路中负载的联接758

9.3 三相电功率761

9.4 三相电产生旋转磁场763

9.5 三相感应电动机的运行原理、结构和使用767

思考题770

习题771

附录D 矢量图解法和复数法772

D.1 一维同频简谐量的叠加问题772

D.2 矢量图解法773

D.3 复数的基本知识775

D.4 复数法777

D.5 小结778

第八章 麦克斯韦电磁理论和电磁波783

1 麦克斯韦电磁理论783

1.1 麦克斯韦电磁理论产生的历史背景783

1.2 位移电流785

1.3 麦克斯韦方程组793

1.4 边界条件796

习题799

2 电磁波799

2.1 电磁波的产生和传播799

2.2 偶极振子发射的电磁波804

2.3 电磁波的性质810

2.4 光的电磁理论816

2.5 电磁波谱819

3 电磁场的能流密度与动量822

3.1 电磁场的能量原理和能流密度矢量822

3.2 电磁场的动量 光压827

3.3 电磁场是物质的一种形态830

思考题833

习题834

4 似稳电路和迅变电磁场835

4.1 似稳条件和集中参量836

4.2 高频时杂散参量的处理837

4.3 传输线与电报方程839

4.4 微波的特点843

习题845

附录E 矢量分析提要845

E.1 标量场和矢量场845

E.2 标量场的梯度846

E.3 矢量场的通量和散度 高斯定理848

E.4 矢量场的环量和旋度 斯托克斯定理853

E.5 一些公式857

E.6 矢量场的类别和分解858

E.7 磁场的矢量势859

习题864

第九章 电磁学的单位制869

1 单位制和量纲869

1.1 单位制 基本单位和导出单位869

1.2 物理量的量纲872

2 电磁学的单位制873

2.1 MKSA有理制873

2.2 高斯单位制875

3 两种单位制中物理公式的转换885

习题891

习题答案893

名词索引931

人名索引947