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1、电 磁 学,朱炯明上海师范大学 数理信息学院,前 言,力学、热学、电磁学、光学、近现代物理 中学物理 大学物理 理论物理 数学基础：微积分，重积分，曲面积分 教材：700 页（小字、带 * ） 习题：350 道（一半 = 10 道/周） 作业本：2本，每周交一次 评分：期末考试 70 %，平时 30 %（含期中） 复习：每章小结，考试前不复习,参 考 书,1. 电磁学 赵凯华、陈熙谋 高等教育出版社 19782. 电磁学（第二版） 贾启民、郑永令 等 复旦大学出版社 20023. Fundamentals of Physics （sixth edition） David Halliday et
2、c. 2001,The important thing is never to stop questioning.- Albert Einstein,电磁学,第一章 静电场的基本规律第二章 有导体时的静电场第三章 静电场中的电介质第四章 恒定电流和电路第五章 恒定电流的磁场第六章 电磁感应与暂态过程第七章 磁介质第八章 交流电路第九章 时变电磁场和电磁波,第一章 静电场的基本规律,1. 电荷2. 库仑定律3. 静电场4. 高斯定理5. 电场线6. 电势,1.电荷,一.电荷的正负性：,正电荷负电荷,二.电荷的守恒性：孤立系统电荷的代数和在任何物 理过程中保持不变三.电荷的量子性：最小量 e =
3、1.6 10 19 库仑 （分数电荷， ， ，,（同性相斥，异性相吸）,夸克组成质子） 四.电荷的传导性：绝缘体，导体，半导体（束缚电子，自由电子）,2.库仑定律,一.库仑定律二.电荷的单位三.矢量式 四.迭加原理五.例题,一.库仑定律,点电荷：带电体，体积为零的几何点（ 理想模型，带电体线度 相互作用距离 ） 库仑定律 大量实验真空中，两个静止点电荷的相互作用规律（ 相互作用力：大小相等，方向相反 ）方向：沿连线，同号相斥，异号相吸大小：正比于电量，反比于距离平方表达式：,库仑力,同号相斥异号相吸,同号相斥,同号相斥异号相吸,异号相吸,同号相斥异号相吸,二.电荷的单位,高斯制（from CG
4、S 制）取 k = 1 当 r = 1 厘米时，调节 q1= q2 使 F = 1 达因定义此时 q1= q2 = 1 静库国际制（from MKS 制 MKSA 制 or SI 制 ） 先定义电流单位：安培 A由 q = It 导出 1 库仑 = 1 安培秒（导出单位） 当 r = 1 米， q1 = q2 = 1 库仑时， F = k牛顿 实验测得 k = 9 10 9 牛顿米2 库仑 2 为方便，记 k = 1 / 40 ， 0 = 8.9 1012 换算： 1 库仑 = 3 10 9静库,反向,同向 q1 与 q2 异号 q1q2 0则F12 与,( 1 2) q2 对 q1 的作用力
5、,a 矢量（粗体，手写）,三.矢量式,a = | a | 矢量的模，长度,q1 与 q2同号q1q2 0F12 与同向 q1 与 q2异号 q1q2 a （ 或 L ，q ，但 不变 ）1 = 0，2 = 代入得 Ex = 0，Ey = / 20a(2) L z （ 离盘很近 或 盘很大 ）,(2) R 0 时，E 与,反向(4) E = E内 + E外,同向 z 比较，一致(2) 真正无限大不存在，但 P 离平面很近时，可近似(3),若 q外 = 0，E外 = 0，q内 不变,两式均正确，但下式求不出 E内,讨论：(1) 真正无限长不存在，但 P 离直线很近时，可近似(2) 0 时，E 与,反向,同向 0 , q 0不闭合（电势高指向电势低）,5.电场线,电场线密度,电场线条数 电通量 通过面元 S 的电场线条数 N N = K(S E) = KS Ecos = KSE ( S= Scos 与 E 垂直 ) E = E S = N （ 取 K = 1 ） 电场线密度 电场强度 N/S= KE = E （ 取 K = 1 ）,
