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第1章 静电场 1

1.1 库仑定律 1

1.1.1 电荷 1

1.1.2 库仑定律 2

1.2 电场电场强度 5

1.2.1 电场 5

1.2.2 电场强度 5

1.2.3 点电荷的电场 6

1.2.4 电场强度的叠加原理 7

1.2.5 电偶极子的电场强度 8

1.3 电场强度通量高斯定理 14

1.3.1 电场线 14

1.3.2 电场强度通量 14

1.3.3 高斯定理 16

1.3.4 高斯定理的应用 18

1.4 静电场的环路定理电势能 22

1.4.1 静电场力作功与路径无关 22

1.4.2 静电场的环路定理 22

1.4.3 电势能 23

1.5 电势 24

1.5.1 电势 24

1.5.2 点电荷的电势 24

1.5.3 电势的叠加原理 25

1.6 电场强度与电势的微分关系 30

1.6.1 等势面 30

1.6.2 电场强度与电势的微分关系 31

1.7 静电场对带电系统的作用及其应用 34

1.7.1 静电场对带电系统的作用力 34

1.7.2 静电的应用 36

第1章 练习题 38

第2章 静电场中的导体与电介质 47

2.1 静电场中的导体 47

2.1.1 静电感应 静电平衡条件 47

2.1.2 静电平衡时导体上电荷的分布 49

2.1.3 导体表面附近的场强 50

2.1.4 静电屏蔽 51

2.2 电容器的电容 56

2.2.1 孤立导体的电容 56

2.2.2 电容器 57

2.2.3 电容器的并联和串联 60

2.2.4 电容传感器及其应用 62

2.3 静电场中的电介质 64

2.3.1 电介质对电容的影响 64

2.3.2 电介质的极化 66

2.4 电介质的极化规律 69

2.4.1 极化强度矢量 69

2.4.2 极化强度与极化电荷的关系 69

2.4.3 电介质的极化规律 72

2.5 电介质中的静电场方程 73

2.5.1 有电介质时的高斯定理 73

2.5.2 电位移矢量 74

2.5.3 电介质中静电场的环路定理 75

2.6 静电场中的能量 79

2.6.1 电容器储能 79

2.6.2 静电场的能量 80

2.6.3 电荷体系的静电能 82

2.7 静电场方程与边值关系 85

2.7.1 静电场方程 85

2.7.2 静电场的边值关系 86

第2章 练习题 88

第3章 恒定电流 96

3.1 电流场 96

3.1.1 电流与电流密度矢量 96

3.1.2 电流的连续性方程 恒定电流条件 98

3.2 欧姆定律 99

3.2.1 欧姆定律 99

3.2.2 欧姆定律的微分形式 100

3.2.3 焦耳定律的微分形式 102

3.2.4 欧姆定律的经典微观解释 102

3.3 恒定电流场方程和边值关系 105

3.3.1 恒定电流场方程 105

3.3.2 恒定电流场的边值关系 106

3.4 电源和电动势 108

3.4.1 电源的电动势 108

3.4.2 全电路的欧姆定律 110

3.4.3 几种常见的电源 112

3.5 基尔霍夫定律 119

3.5.1 基尔霍夫定律 120

3.5.2 电路定理 122

第3章 练习题 126

第4章 恒定磁场 131

4.1 磁场 磁感强度 131

4.1.1 磁现象 131

4.1.2 磁场 132

4.1.3 磁感应强度矢量B 132

4.2 毕奥-萨伐尔定律 134

4.2.1 毕奥-萨伐尔定律 134

4.2.2 磁感强度的叠加原理 135

4.2.3 毕奥-萨伐尔定律应用举例 135

4.3 运动电荷激发的电磁场 142

4.3.1 匀速运动电荷的磁场 142

4.3.2 电场和磁场的相对性 144

4.4 磁通量 磁场的高斯定理 145

4.4.1 磁感线 145

4.4.2 磁通量 146

4.4.3 磁场的高斯定理 147

4.5 安培环路定理 147

4.5.1 安培环路定理 147

4.5.2 安培环路定理的应用 150

4.6 带电粒子在电场和磁场中的运动 153

4.6.1 洛伦兹力 153

4.6.2 带电粒子在均匀磁场中的运动 154

4.6.3 带电粒子在电场和磁场中运动举例 155

4.7 磁场对载流导线的作用力 161

4.7.1 安培定律 161

4.7.2 两平行无限长载流直导线间的相互作用 安培的定义 164

4.8 磁场对载流线圈的作用 165

4.8.1 均匀磁场对载流线圈的磁力矩 165

4.8.2 磁场作用力的作功问题 167

4.8.3 磁电式电流计原理 167

第4章 练习题 168

第5章 磁场中的磁介质 176

5 1磁介质的磁化 176

5.1.1 磁介质 176

5.1.2 弱磁介质磁化的微观机理 177

5.1.3 磁化强度 178

5.1.4 磁化电流 179

5.2 有磁介质时磁场的基本规律 180

5.2.1 磁场强度 有磁介质时磁场的安培环路定理 180

5.2.2 磁介质的磁化规律 181

5.2.3 有磁介质时磁场的高斯定理 183

5.2.4 恒定磁场的边值关系 184

5.3 铁磁质 185

5.3.1 铁磁质的磁化规律 186

5.3.2 铁磁质的分类 187

5.3.3 铁磁质的微观机理 189

5.4 磁路定理 190

5.4.1 铁磁质与非铁磁质界面处磁场的分布 190

5.4.2 磁路定理 191

5.4.3 气隙的磁力 193

5.4.4 磁屏蔽 194

第5章 练习题 195

第6章 电磁感应 198

6.1 电磁感应定律 198

6.1.1 电磁感应现象 198

6.1.2 法拉第电磁感应定律 199

6.1.3 楞次定律 200

6.2 动生电动势和感生电动势 202

6.2.1 动生电动势和洛伦兹力 203

6.2.2 感生电动势与感应电场 205

6.2.3 电子感应加速器 207

6.2.4 涡电流 209

6.3 自感和互感 211

6.3.1 自感电动势与自感系数 211

6.3.2 互感电动势与互感系数 213

6.3.3 线圈的顺接和反接 215

6.3.4 电感式传感器及其应用 217

6.4 磁场的能量 218

6.4.1 自感线圈的磁能 218

6.4.2 互感线圈的磁能 219

6.4.3 磁场的能量 磁能密度 219

6.5 暂态过程 221

6.5.1 RL电路的暂态过程 221

6.5.2 RC电路的暂态过程 222

6.5.3 LC电路的暂态过程 223

第6章 练习题 225

第7章 电磁场理论基础电磁波 234

7.1 位移电流 234

7.1.1 时变电场的高斯定理和环路定理 234

7.1.2 时变磁场的高斯定理和安培环路定理 235

7.2 麦克斯韦方程组的微分形式 239

7.2.1 麦克斯韦方程组的微分形式 239

7.2.2 极化电流与磁化电流 240

7.2.3 电磁场的边值关系 241

7.3 电磁波 243

7.3.1 波动方程 243

7.3.2 平面电磁波 244

7.3.3 赫兹实验和电磁波的辐射 245

7.3.4 电磁波谱 247

7.4 电磁场的能量与能流 248

7.4.1 电磁场的能量与能流 248

7.4.2 平面电磁波的能量与能流 249

7.4.3 振荡电偶极子的辐射能流和辐射功率 251

7.4.4 电磁场的动量和光压 251

第7章 练习题 254

部分练习题参考答案 260

附录1 常用物理基本常数表 270

附录2 矢量分析 271

参考文献 275