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目录 1

第1章 力学 1

1.1 物体的运动 1

1.1.1 参考系和运动的相对性 1

1.1.2 质点 2

1.1.3 坐标系 3

1.1.4 位移和路程 4

1.1.5 速度 5

1.1.6 加速度 7

1.1.7 匀加速直线运动 9

1.1.8 抛物体运动 12

1.1.9 圆周运动 14

1.2 牛顿运动定律 16

1.2.1 惯性系和牛顿第一定律 16

1.2.2 牛顿第二定律 17

1.2.3 牛顿第三定律 18

1.2.4 单位制和量纲 19

1.2.5 自然界存在的力 22

1.2.6 牛顿定律的应用 27

1.3.1 冲量和动量定理 32

1.3 动量和动量守恒 32

1.3.2 动量守恒定律 35

1.3.3 质心的动量 36

1.4 功和能 38

1.4.1 常力的功 38

1.4.2 动能定律 39

1.4.3 保守力的功 42

1.4.4 势能 45

1.4.5 功能原理 47

1.4.6 机械能守恒 50

1.4.7 宇宙飞行的三种速度 52

1.5 阅读资料 55

1.5.1 多级运载火箭 55

1.5.2 物质的层次和相互作用 58

思考题 63

习题 66

第2章 静电场 71

2.1 电荷和库仑定律 71

2.1.1 电荷 71

2.1.2 库仑定律 72

2.1.3 国际单位制 73

2.1.4 库仑定律的应用 74

2.2 电场强度 75

2.2.1 点电荷的电场强度 76

2.2.2 场强的叠加原理 77

2.2.3 连续带电体的场强 78

2.3 电通量和高斯定理 83

2.3.1 电场线 83

2.3.2 电通量 84

2.3.3 高斯定理 86

2.3.4 高斯定理的应用 87

2.3.5 导体的电场 91

2.4 电势 96

2.4.1 静电场中的功和静电势能 96

2.4.2 电势差和电势 98

2.4.3 等势面 102

2.4.4 电势和电场强度的微分关系 104

2.5 电容 106

2.5.1 电容器的电容 106

2.5.2 孤立导体的电容 108

2.5.3 介质对电容的影响 109

2.5.4 电容器的静电能 113

2.6 电场的能量 114

2.7 阅读资料 116

2.7.1 自然界的基本常数 116

2.7.2 极化电荷和D的高斯定理 121

思考题 127

习题 129

第3章 直流电路 133

3.1 电路的基本概念 133

3.1.1 电流和电流密度 133

3.1.2 电流的连续性和恒定电流 134

3.1.3 节点电流定律 135

3.2 欧姆定律和电功率 136

3.2.1 欧姆定律 136

3.2.2 电功率 137

3.3 含源电路的欧姆定律 138

3.3.1 非静电力 138

3.3.2 电动势 139

3.3.3 含源闭合回路的欧姆定律 141

3.3.4 一段含源电路的欧姆定律 141

3.4.1 基尔霍夫定律的表述 143

3.4 基尔霍夫定律 143

3.4.2 基尔霍夫定律的应用 144

3.4.3 电路中任意两点的电势差 146

3.5 阅读资料 148

3.5.1 超导和高温超导体 148

3.5.2 磁悬浮列车 155

思考题 159

习题 161

4.1.1 毕奥-萨伐尔定律 165

4.1 电流的磁场 165

第4章 磁场 165

4.1.2 毕奥-萨伐尔定律的矢量表示 167

4.1.3 运动电荷的磁场 168

4.1.4 毕奥-萨伐尔定律的应用 169

4.1.5 磁感应线 173

4.2 磁通连续方程和安培环路定理 175

4.2.1 磁通量 175

4.2.2 磁通连续方程 176

4.2.3 安培环路定理 177

4.2.4 安培环路定理的应用 180

4.3.1 洛伦兹力 183

4.3 磁场对运动电荷的作用力 183

4.3.2 带电粒子在垂直磁场中的运动 184

4.3.3 磁聚焦 186

4.4 磁场对载流导线的作用 187

4.4.1 安培力 187

4.4.2 平行载流长直导线间的受力 189

4.4.3 安培的定义 190

4.4.4 均匀磁场对载流线圈的作用 190

4.5.1 楞次定律 193

4.5 电磁感应 193

4.5.2 回路的正方向 195

4.5.3 法拉第电磁感应定律 196

4.5.4 动生电动势 197

4.5.5 感生电动势 200

4.5.6 感应电场 202

4.6 互感和自感 206

4.6.1 互感 206

4.6.2 自感 208

4.7.1 非铁磁物质对磁场的影响 211

4.7 介质对磁场的影响 211

4.7.2 铁磁物质对磁场的影响 212

4.8 磁场的能量 216

4.8.1 磁场能量的计算 216

4.8.2 磁场能量密度 217

4.9 电磁量的单位 218

4.10 阅读资料 219

4.10.1 分子电流和H的环路定理 219

4.10.2 热核反应和磁隔离 225

思考题 230

习题 234

第5章 交流电路 241

5.1 简谐运动 241

5.1.1 什么是简谐运动 242

5.1.2 简谐振动的发生 243

5.1.3 LC振荡 244

5.1.4 位相和位相差 246

5.1.5 振动的正弦和余弦表示 248

5.1.6 简谐振动的旋转矢量法 250

5.1.7 同频率同方向简谐振动的合成 251

5.2.1 交流电的产生 252

5.2 交流电路基础 252

5.2.2 交流电路中的电阻 253

5.2.3 交流电路中的电感 254

5.2.4 交流电路中的电容 256

5.3 简单交流电路 258

5.3.1 电阻电感串联电路 258

5.3.2 电阻电容串联电路 261

5.3.3 功率因数和无功功率 263

5.4 三相交流电路 267

5.4.1 什么是三相交流电 267

5.4.2 三相交流电路的三角形连接 269

5.4.3 三相交流电路的星形连接 271

5.4.4 三相交流电的功率 273

5.5 阅读资料 275

5.5.1 弹性力作用下的解 275

5.5.2 正弦函数的叠加 276

5.5.3 安全用电 277

思考题 279

习题 280

答案 283