《电磁学 上》

第一章静电场1

1 静电的基本现象和基本规律1

1.1 两种电荷1

1.2 静电感应 电荷守恒定律3

1.3 导体、绝缘体和半导体4

1.4 物质的电结构5

1.5 库仑定律7

思考题10

习题11

2 电场 电场强度12

2.1 电场12

2.2 电场强度矢量E13

2.3 电场强度迭加原理16

2.4 电荷的连续分布19

2.5 带电体在电场中受的力及其运动23

思考题25

习题26

3.1 电力线及其数密度28

3 高斯定理28

3.2 电通量32

3.3 高斯定理的表述和证明35

3.4 从高斯定理看电力线的性质39

3.5 高斯定理应用举例41

思考题48

习题49

4 电位及其梯度51

4.1 静电场力所做的功与路径无关51

4.2 电位差与电位54

4.3 电位迭加原理60

4.4 等位面62

4.5 电位的梯度65

4.6 小结69

思考题69

习题71

5 带电体系的静电能76

5.1 点电荷之间的相互作用能76

5.2 电荷连续分布情形的静电能81

5.3 电荷在外电场中的能量83

5.4 带电体系受力问题84

习题85

思考题85

附录A 矢量乘积 立体角 曲线坐标系86

A.1 矢量的乘积86

A.2 立体角89

A.3 柱坐标系和球坐标系91

1 静电场中的导体96

1.1 导体的静电平衡条件96

第二章静电场中的导体和电介质96

1.2 电荷分布100

1.3 导体壳(腔内无带电体的情形)104

1.4 导体壳(腔内有带电体的情形)109

思考题112

习题115

2 电容和电容器118

2.1 孤立导体的电容118

2.2 电容器及其电容119

2.3 电容器的并联、串联124

2.4 电容器储能(电能)126

思考题129

习题131

3 电介质137

3.1 电介质的极化137

3.2 极化的微观机制139

3.3 极化强度矢量P141

3.4 退极化场144

3.5 电介质的极化规律 极化率147

3.6 电位移矢量D与有介质时的高斯定理 介电常数149

3.7 电介质在电容器中的作用154

3.8 压电效应和电致伸缩效应155

3.9 小结156

思考题157

习题158

4 电场的能量和能量密度165

习题168

第三章稳恒电流170

1 电流的稳恒条件和导电规律170

1.1 电流强度 电流密度矢量170

1.2 电流的连续方程 稳恒条件173

1.3 欧姆定律 电阻 电阻率174

1.4 电功率 焦耳定律180

1.5 金属导电的经典微观解释183

思考题187

习题188

2 电源及其电动势191

2.1 非静电力191

2.2 电动势192

2.3 电源的路端电压193

2.4 闭合回路的电流强度和输出功率196

2.6 丹聂耳电池197

2.6 稳恒电路中电荷和静电场的作用200

思考题202

习题203

3 简单电路203

3.1 串联和并联电路203

3.2 平衡电桥212

3.3 电位差计215

思考题218

习题222

4 复杂电路229

4.1 基尔霍夫方程组230

4.2 电压源与电流源 等效电源定理234

4.3 迭加定理240

4.4 Y-△电路的等效代换241

思考题243

习题244

5 温差电现象248

5.1 汤姆逊电动势248

5.2 珀耳帖电动势250

5.3 温差电效应及其应用251

思考题255

6 电子发射与气体导电255

6.1 脱出功和电子发射255

6.2 气体的被激导电257

6.3 气体的自激导电259

6.4 等离子体与受控热核实验261

习题263

1.1 磁的基本现象265

第四章稳恒磁场265

1 磁的基本现象和基本规律265

1.2 磁场269

1.3 安培定律270

1.4 电流强度单位——安培的定义和绝对测量274

1.5 磁感应强度矢量B276

思考题280

2 载流回路的磁场281

2.1 毕奥-萨伐尔定律281

2.2 载流直导线的磁场282

2.3 载流圆线圈轴线上的磁场283

2.4 载流螺线管中的磁场288

习题292

3 磁场的“高斯定理”与安培环路定理296

3.1 磁场的“高斯定理”297

3.2 安培环路定理的表述和证明299

3.3 安培环路定理应用举例303

思考题305

习题306

4.2 平行无限长直导线间的相互作用308

4 磁场对载流导线的作用308

4.1 安培力308

4.3 矩形载流线圈在均匀磁场中所受的力矩309

4.4 载流线圈的磁矩311

4.5 直流电动机的基本原理313

4.6 电流计线圈所受出磁偏转力矩315

习题317

5 带电粒子在磁场中的运动323

5.1 洛仑兹力323

5.2 洛仑兹力与安培力的关系326

5.3 带电粒子在均匀磁场中的运动328

5.4 荷质比的测定330

5.5 回旋加速器的基本原理334

5.6 霍耳效应336

5.7 等离子体的磁约束339

思考题341

习题342

上册习题答案349