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第1章 真空中的静电场 1

1.1 电荷守恒 1

1.2 库仑定律 3

1.2.1 库仑扭秤实验 3

1.2.2 库仑定律 5

1.3 叠加原理 6

1.3.1 叠加原理的数学表述 6

1.3.2 带电体系对静止点电荷的作用力 6

1.3.3 带电体系之间的作用力 7

1.4 电场强度 8

1.4.1 电场强度的定义 8

1.4.2 各类带电体的电场强度 8

1.4.3 电场的物质性 9

1.4.4 电场强度计算举例 10

1.5 高斯定理 11

1.5.1 电通量 12

1.5.2 高斯定理 13

1.5.3 高斯定理与库仑定律的关系 15

1.5.4 高斯定理应用举例 16

1.5.5 电场线 18

1.6 环路定理 19

1.6.1 电场的环量 19

1.6.2 环路定理 20

1.7 电势 21

1.7.1 电势差与电势 21

1.7.2 电势的一般表达式 22

1.7.3 场强与电势的微分关系 23

1.7.4 等势面 24

1.7.5 应用举例 25

第2章 静电场中的导体和电介质 29

2.1 物质的电性质 29

2.1.1 物质的电性质 29

2.1.2 电场对电荷系统的作用 30

2.2 静电场中的导体 32

2.2.1 导体达到静电平衡的条件 32

2.2.2 处在静电平衡条件下导体的性质 33

2.2.3 导体在静电场中性质的应用 35

2.2.4 高斯定理和库仑定律的精确验证 38

2.3 电容和电容器 38

2.3.1 孤立导体的电容 39

2.3.2 电容器 39

2.3.3 电容器的连接 40

2.4 电介质 41

2.5 极化强度矢量P 43

2.5.1 P与极化电荷的关系 44

2.5.2 P与电场E的关系 47

2.6 电介质中静电场的基本定理 50

2.6.1 高斯定理 50

2.6.2 环路定理 53

2.7 边值关系和唯一性定理 53

2.7.1 电场强度 53

2.7.2 电位移矢量 54

2.7.3 电势 55

2.7.4 静电场的唯一性定理 55

2.7.5 应用举例 57

2.8 电像法 61

第3章 静电能 66

3.1 真空中点电荷间的相互作用能 66

3.2 连续电荷分布的静电能 69

3.3 电荷体系在外电场中的静电能 75

3.4 电场的能量和能量密度 76

3.5 非线性介质及电滞损耗 78

3.6 利用静电能求静电力 80

第4章 稳恒电流 89

4.1 稳恒条件 89

4.1.1 电流强度和电流密度 89

4.1.2 电流连续方程 90

4.1.3 稳恒条件 91

4.2 欧姆定律 92

4.2.1 欧姆定律 93

4.2.2 焦耳定律 94

4.2.3 从经典电子论观点解释欧姆定律和焦耳定律 95

4.2.4 欧姆定律的失效问题 97

4.3 电源及电动势 97

4.3.1 电源及其电动势 97

4.3.2 常见的几种电源 99

4.3.3 路端电压、电动势和全电路欧姆定律 102

4.3.4 稳恒电路的特点 103

4.3.5 稳恒电路中静电场的作用 103

4.4 基尔霍夫定律 104

4.4.1 节点、支路和回路 104

4.4.2 基尔霍夫定律 105

4.4.3 支路电流法 105

4.4.4 回路电流法 106

4.5 稳恒电流和静电场的综合求解 107

4.5.1 基本方程 108

4.5.2 基本方程的闭合性 108

4.5.3 与纯静电场问题类比 111

第5章 真空中的静磁场 115

5.1 磁现象与磁场 115

5.1.1 磁的基本现象与磁的库仑定律 115

5.1.2 奥斯特实验——电流磁效应 116

5.1.3 磁感应强度 117

5.1.4 安培力公式与洛伦兹力公式 118

5.2 毕奥-萨伐尔定律 120

5.2.1 毕奥-萨伐尔定律 120

5.2.2 毕奥-萨伐尔定律应用举例 122

5.3 安培定律 126

5.3.1 四个示零实验 126

5.3.2 安培定律 128

5.3.3 安培力及其应用 129

5.4 静磁场的基本定理 130

5.4.1 磁场的高斯定理 130

5.4.2 安培环路定理 131

5.4.3 磁场的几何描述 132

5.4.4 两条定理与毕奥-萨伐尔定律的关系 133

5.4.5 安培环路定理的应用 134

5.5 带电粒子在磁场中的运动 136

5.5.1 运动特征 137

5.5.2 应用举例 139

5.5.3 宏观效应 143

第6章 静磁场中的磁介质 145

6.1 磁场对电流的作用 145

6.1.1 磁场对电流的力和力矩 145

6.1.2 电流受力和力矩的计算举例 146

6.2 磁介质及其磁化强度M 147

6.2.1 磁化强度 148

6.2.2 磁化电流 148

6.3 磁介质中的静磁场的基本定理 150

6.4 介质的磁化规律 152

6.4.1 介质按磁化规律的分类 152

6.4.2 介质磁化的微观机制 155

6.4.3 无限均匀线性各向同性介质中的静磁场 159

6.5 边值关系和唯一性定理 160

6.5.1 磁场在磁介质界面上的边值关系 160

6.5.2 静磁场的唯一性定理 161

6.5.3 分区均匀线性各向同性介质中的静磁场 162

6.6 磁像法 167

6.6.1 介质界面为无限平面 168

6.6.2 介质界面为无穷长圆柱面 171

6.7 磁路定理及其应用 172

6.7.1 磁路定理的基本方程 172

6.7.2 磁路定理的应用 173

6.8 磁荷法 176

6.8.1 磁荷观点下的静磁场规律 176

6.8.2 磁荷法和电流法的等效性 178

6.8.3 磁荷法的应用 179

第7章 电磁感应 182

7.1 电磁感应定律 182

7.1.1 电磁感应现象 182

7.1.2 法拉第电磁感应定律 184

7.1.3 感应电动势的计算 186

7.1.4 块状导体中的电磁感应现象 186

7.1.5 电磁感应定律和磁场的高斯定理 187

7.2 动生电动势和感生电动势 188

7.2.1 动生电动势 188

7.2.2 感生电动势 191

7.2.3 电子感应加速器 193

7.2.4 两种电动势引出的问题 194

7.3 互感和自感 194

7.3.1 互感现象和互感系数 194

7.3.2 自感现象和自感系数 196

7.3.3 两线圈的串联和并联 197

7.4 似稳电路和暂态过程 201

7.4.1 似稳条件 202

7.4.2 似稳电路方程 202

7.4.3 多回路电路的基尔霍夫定律 205

7.4.4 暂态过程 206

第8章 磁能 210

8.1 载流线圈的磁能 210

8.1.1 一个载流线圈的磁能 210

8.1.2 N个载流线圈系统的磁能 211

8.2 载流线圈在外磁场中的磁能 212

8.3 磁场的能量和磁能密度 213

8.4 非线性介质及磁滞损耗 215

8.5 利用磁能求磁力 217

第9章 交流电路 222

9.1 基本概念和描述方法 222

9.1.1 基本概念 222

9.1.2 描述方法 223

9.2 交流电路的复数解法 228

9.2.1 交流电路的基本方程 228

9.2.2 电路方程的复数形式 229

9.2.3 交流电路元件的复阻抗 231

9.3 交流电的功率 232

9.3.1 瞬时功率 232

9.3.2 平均功率 233

9.3.3 视在功率和功率因素 233

9.3.4 由电压和电流复有效值计算平均功率 234

9.4 交流电路分析举例 234

9.4.1 串联谐振电路 234

9.4.2 并联谐振电路 236

9.4.3 变压器电路 238

第10章 麦克斯韦电磁理论 240

10.1 麦克斯韦方程组 240

10.1.1 两个大胆的推广 241

10.1.2 两个重要的假设 241

10.1.3 麦克斯韦方程组 245

10.1.4 边值关系 246

10.2 平面电磁波 246

10.2.1 电磁波的产生机制 246

10.2.2 平面电磁波的性质 248

10.2.3 赫兹实验 250

10.2.4 电磁波谱 252

10.3 电磁场的能量、动量和角动量 253

10.3.1 电磁场的能量、动量和角动量 253

10.3.2 平面电磁波的能量和动量 254

10.3.3 光压 254

10.3.4 电磁场具有角动量的验证 256

习题 257

习题参考答案 283

参考书目 291

附录Ⅰ 科学家中英文姓名对照表 292

附录Ⅱ 单位制和单位制间的公式变换 294

附录Ⅲ 物理常数 302

附录Ⅳ 矢量分析中的常用公式 303

名词索引 308

教学进度和作业布置 313