复旦大学 大学物理 电磁学 chapter7.4_2015
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大学物理电磁学《大学物理》是一门综合学科,其中电磁学是其中重要的一部分。
从宏观上讲,电磁学研究了电磁场和电磁力,以及它们作用于电荷的现象。
从微观上来看,电磁学通过研究电磁场和电磁力的构成,以及电磁场和电磁力交互作用的机理,以及它们对电荷的作用,来对它们进行研究。
电磁学的历史电磁学是一门极具挑战性的科学,自古以来,人们一直在探索这门科学的奥秘,从中研究探索有关电磁现象的机理。
19世纪末,美国物理学家迈克尔福特(Michael Faraday)发现了电磁感应,标志着电磁学研究迈出了重大的一步,自此,伽利略、穆勒、萨维尔等物理学家为电磁学的研究作出了重要的贡献。
定义和概念电磁学是物理学的一门分支,它用来研究电磁场、电磁力和电磁场的构成以及交互作用,以及它们对电荷的作用。
电磁场是一种独立于物体的抽象物理量,在空间中以向量的形式表示;电磁力是由电磁场产生的作用在电荷上的力;电荷是保存电磁力的物理现象。
定律电磁学研究中最重要的定律是磁电现象定律,有三种形式,分别是:(1)伽利略定律;(2)穆勒-安培定律;(3)萨维尔定律。
伽利略定律伽利略定律(Gauss Law)(也称有关电荷分布的伽利略定律)又称为“电荷守恒定律”,即“物体的外壳表面上的电荷总量不变”,这是自然界中电荷守恒的定律。
伽利略定律用来计算外壳上的电荷总量,也可以用来计算电位场、流动电流和电容量。
穆勒-安培定律穆勒-安培定律是德国物理学家穆勒(Heinrich Hertz)和英国物理学家安培(James Clerk Maxwell)在研究电磁学的基础上推出的一种定律。
该定律于1873年提出,主要描述了电磁场中电荷运动和磁场产生之间的相互关系。
具体而言,它认为电磁场是由交叉的电流和磁场相互作用而产生的,也就是说,电荷的运动会产生磁场,磁场的变化也会产生电场。
萨维尔定律萨维尔定律(Maxwell Equations)是英国物理学家詹姆斯克拉克麦克斯韦所提出的电磁场的最基本方程式。
大学物理电磁学是物理学的一个重要分支,主要研究电磁现象的规律和本质。
电磁学在科学技术、工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。
本文将从电磁学的基本概念、基本定律和电磁波的传播等方面对大学物理电磁学进行介绍。
一、基本概念1.电荷:电荷是物质的一种属性,分为正电荷和负电荷。
电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.电场:电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质,它对放入其中的电荷有作用力。
电场的强度用电场强度E表示,单位是牛/库仑。
3.磁场:磁场是磁体周围空间里存在的一种特殊物质,它对放入其中的磁体有作用力。
磁场的强度用磁感应强度B表示,单位是特斯拉。
4.电磁波:电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量。
电磁波在真空传播速度与光速一样,速度为30万千米/秒。
二、基本定律1.库仑定律:库仑定律是描述电荷之间相互作用的定律,其内容为:真空中两点电荷间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力在它们的连线上。
2.安培定律:安培定律是描述电流和电流激发磁场的定律,其内容为:电流I1通过一条无限长直导线时,在距离导线r处产生的磁场强度H1与I1成正比,与r成反比,即H1与I1r成反比。
磁场方向垂直于电流方向和通过点的平面。
3.法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律是描述磁场变化引起电场变化的定律,其内容为:穿过电路的磁通量发生变化时,产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通量变化率成正比,与电路的匝数成正比。
4.麦克斯韦方程组:麦克斯韦方程组是描述电磁场分布和电磁波传播的四个偏微分方程,包括库仑定律、法拉第电磁感应定律、安培定律和位移电流定律。
三、电磁波的传播1.电磁波的发射:电磁波的产生通常是通过振荡电路实现的。
当振荡电路中的电场和磁场相互垂直且同相振荡时,电磁波便会产生并向外传播。
大学物理电磁学习题1、动圈式扬声器利用了电磁感应的原理[判断题] *对错(正确答案)答案解析:动圈式扬声器利用了通电导体在磁场中受力的原理,动圈式话筒利用了电磁感应的原理2、25.一种A4打印纸,包装袋上标有“80g/m2”的字样,一包有500张,小丽用刻度尺测出50张纸的厚度是50cm,则下列说法正确的是()[单选题] *A.一张这种规格的打印纸的厚度为01mmB.这种规格打印纸的密度为8g/cm3(正确答案)C.80g/m2的含义是每立方米的A4纸的质量为80gD.小丽测50张纸厚度,而不是测1张纸厚度,是为了改正测量错误3、地面上的木箱必须持续用力推才能不停地向前运动,说明力是维持物体运动的原因[判断题] *对错(正确答案)答案解析:木箱受摩擦力4、下列关于声音的说法正确的是()[单选题]A.调节电视机音量改变了声音的音调B.房间的窗户安装双层中空玻璃是在传播过程中减弱噪声(正确答案)C.能从不同乐器中分辨出小提琴的声音主要是因为响度不同D.用大小不同的力先后敲击同一音叉,音叉发声的音色不同5、32.下列涉及的物态变化现象解释正确的是()[单选题] *A.清晨河面上出现的薄雾是汽化形成的B.冰冻的衣服变干是熔化现象C.烧水时,壶嘴附近出现的“白气”是液化形成的(正确答案)D.浓雾逐渐散去是升华现象6、D.环形电流的电流强度跟m成反比(正确答案)下列说法不符合分子动理论观点的是()*A.用气筒打气需外力做功,是因为分子间的后斥力作用(正确答案)B.温度升高,布朗运动显著,说明悬浮颗粒的分子运动剧烈C.相距较远的两个分子相互靠近的过程中,分子势能先减小后增大D.相距较远的两个分子相互靠近的过程中,分子间引力先增大后减小(正确答案)7、司机驾车时必须系安全带,这是为了防止向前加速时惯性带来的危害[判断题] *对错(正确答案)答案解析:防止刹车时惯性带来的危害8、下列情形中,矿泉水瓶中水的质量会发生变化的是()[单选题] *A. 打开瓶盖,喝掉几口(正确答案)B. 将这瓶水放入冰箱,水温度变低C. 水结成冰,体积变大D. 宇航员将这瓶水带到太空9、3.物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态.[判断题] *对错(正确答案)10、1.民乐团演奏中国名曲《茉莉花》时,其中的声现象,下列说法错误的是()[单选题] *A.竹笛声是由空气柱振动产生的B.胡琴、琵琶发出的声音音色不同C.敲击鼓面的节奏越快,鼓声传播得就越快(正确答案)D.听众关闭手机,是从声源处控制噪声11、水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离,则下列判断正确的是()[单选题]A.文具盒所受拉力做了功(正确答案)B.文具盒所受支持力做了功C.文具盒所受重力做了功D.没有力对文具盒做功12、考虑空气阻力,在空气中竖直向上抛出的小球,上升时受到的合力大于下降时受到的合力[判断题] *对(正确答案)错答案解析:上升时合力等于重力加上空气阻力,下降时合力等于重力减去空气阻力13、3.实验前要平衡小车受到的阻力.[判断题] *对错(正确答案)14、4.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/s. [判断题] *对(正确答案)错15、88.如图为甲、乙两种物质的m﹣V图像,下列说法中正确的是()[单选题] *A.体积为15cm3的乙物质的质量为30g(正确答案)B.甲的质量一定比乙的质量大C.甲、乙体积相同时,乙的质量是甲的2倍D.甲、乙质量相同时,甲的体积是乙的2倍16、2.这一秒末的速度比前一秒初的速度小10 m/s. [判断题] *对(正确答案)错17、77.小明研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系图象如图所示,由图象可知()[单选题] *A.容器的质量是40kgB.甲液体的密度是5g/cm3C.乙液体的密度是0g/cm3(正确答案)D.密度是0g/cm3 的液体的m﹣V图象应位于Ⅲ区域18、19.学校楼道内贴有“请勿大声喧哗”的标语,这是提醒同学们要控制声音的([单选题] *A.响度(正确答案)B.音调C.音色D.频率19、C.分子间存在着间隙(正确答案)D.分子在永不停息地做无规则运动(正确答案)答案解析:扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部的现象,因而说明分子间有间隙,且分子在永不停息地做无规则运动下列关于布朗运动的叙述,正确的有()*A.悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的(正确答案)20、63.下列说法中正确的是()[单选题] *A.空气中细小的灰尘就是分子B.弹簧能够被压缩,说明分子间有间隙C.由于分子非常小,人们无法直接用肉眼进行观察(正确答案)D.把一块铜锉成极细的铜屑就是铜分子21、56.在没有任何其他光照的情况下,舞台追光灯发出的紫光照在穿白上衣、红裙子的演员身上,观众看到她()[单选题] *A.全身呈紫色B.上衣呈紫色,裙子不变色C.上衣呈黑色,裙子呈紫色D.上衣呈紫色,裙子呈黑色(正确答案)22、24.雪天为了使积雪尽快熔化,环卫工人在路面上撒盐,这是因为()[单选题] * A.盐使积雪的熔点降低(正确答案)B.盐使积雪的温度升高到0℃而熔化C.盐使积雪的熔点升高D.撒盐后的雪不再属于晶体,不需要达到熔点就可以熔化23、39.下列关于热现象的解释正确的是()[单选题] *A.从冰箱中拿出的雪糕冒“白气”是雪糕升华后的水蒸气液化而成的B.汽车必须熄火加油,是因为汽油在常温下易升华成蒸气,遇明火容易爆炸C.被水蒸气烫伤比沸水烫伤更严重是因为水蒸气液化时要放出热量(正确答案)D.衣柜中的樟脑丸过一段时间会变小甚至没有了,这是汽化现象24、51.下列关于物质结构和运动的说法中正确的是()[单选题] *A.原子核带正电,也是运动的(正确答案)B.组成固体的分子或原子是静止不动的C.组成液体的分子可以是运动的也可以是静止的D.原子核是单一粒子不可再分25、人耳听不到次声波,是因为响度太小[判断题] *对答案解析:次声波和超声波的频率超过了人耳的听觉范围26、做匀速直线运动的物体,其机械能保持不变[判断题] *对错(正确答案)答案解析:匀速直线运动的物体,动能保持不变,重力势能无法判断,机械能无法判断。
大学物理电磁学知识点物理学是关于大自然规律的学问;更广义地说,物理学探究分析大自然所发生的现象,以了解其规则。
接下来我在这里给大家共享一些关于大学物理电磁学学问点,供大家学习和参考,希望对大家有所关怀。
大学物理电磁学学问点【一】感应电流产生的磁场,总是在阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的转变。
楞次定律的核心,也是最需要大家记住的是“阻碍”二字。
在高中物理利用楞次定律解题,我们可以用十二个字来形象记忆:“增反减同,来拒去留,增缩减扩”。
楞次定律(Lenzlaw)是一条电磁学的定律,从电磁感应得出感应电动势的方向。
其可确定由电磁感应而产生之电动势的方向。
它是由_理学家海因里希·楞次(HeinrichFriedrichLenz)在1834年觉察的。
楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表达。
楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是抵抗引起感应电流的缘由。
对楞次定律的正确理解与使用分析:第一,电磁感应楞次定律的核心内容是“阻碍”二字,这恰恰说明楞次定律实质上就是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的特殊表达形式;第二,这里的“阻碍”,并非是阻碍引起感应电流的原磁场,而是阻碍(更精确来描述应当是“减缓”)原磁场磁通量的转变;第三,正因阻碍是的是“转变”,所以,当原磁场的磁通量增加(或削减)而引起感应电流时,则感应电流的磁场必与原磁场反向(或同向)而阻碍其磁通量的增加(或削减),概括起来就是,增加则反向,削减则同向。
这就是老师总结的做题应用定律“增反减同”四字要领的由来。
楞次定律阻碍的表现有哪些方式?(1)产生一个反转变的磁场。
(2)导致物体运动。
(3)导致围成闭合电路的边框发生形变。
楞次定律的应用步骤具体应用包括以下四步:第一,明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路上的方向;第二,搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增减状况;第三,根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向;第四,运用安培定则推断出感生电流的方向。
大学物理电磁学
第一章:静止电荷的电场
讲授内容:电荷、库仑定律、电场和电场强度以及场强叠加原理、电场线和电通量、高斯定律、利用高斯定律求静电场的分布基本要求:掌握静电场场强的概念及其叠加原理、能求解连续带电体的场强分布;理解用高斯定理律计算电场的条件和方法本章重点:电场强度的矢量叠加性、高斯定律
本章难点:微积分的应用
1.库仑定律
注意:矢量符号的印刷体以黑体加粗表示,手写书写体时必须带上标箭头。
2. 叠加原理:两个以上的点电荷对一个点电荷的作用力等于各个点电荷。
单独存在时对该点电荷的作用的矢量和。
3.电场:是电荷周围空间里存在的一种特殊物质。
4.电场强度:是用来表示电场的强弱和方向的物理量,下面是定义式。
5.电场线:是为了直观形象地描述电场分布而在电场中引入的一些假想的曲线。
电场线的特性:
a.始于由正电荷,止于负电荷;
b.电场线不相交;
c.静电场线不闭合;
(曲线上每一点的切线方向为电场方向;电场线的疏密程度代表场强大小)
6.电通量:通过电场中某一个面的电场线数叫做通过这个面的电场强度通量。
注:一般规定由内向外的方向为各处面元法向的正方向。
7.高斯定律:
8.电偶极子:电偶极子由等量异号电荷构成,电偶极矩方向由负电荷指向正电荷。
大学物理:电磁学电磁学是物理学的一个分支,主要研究电磁现象、电磁辐射、电磁场以及它们与物质之间的相互作用。
在本文中,我们将探讨电磁学的基本概念、历史背景、研究领域以及在现实生活中的应用。
一、基本概念1、电荷与电荷密度电荷是物质的一种属性,它可以产生电场。
电荷分为正电荷和负电荷。
电荷的分布可以用电荷密度来描述,它表示单位体积内所包含的电荷数量。
2、电场与电场强度电场是空间中由电荷产生的力线所形成的场。
电场强度是描述电场强弱的物理量,它与电荷密度有关。
3、磁场与磁感应强度磁场是由电流或磁体产生的场。
磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,它与电流密度和磁场中的电荷有关。
4、电磁波电磁波是由电磁场产生的波动现象,它包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。
二、历史背景电磁学的研究可以追溯到17世纪和18世纪,当时科学家们开始研究静电和静磁现象。
19世纪初,英国物理学家迈克尔·法拉第发现了电磁感应定律,即变化的磁场可以产生电流。
1864年,英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦将法拉第的发现与自己的研究结合起来,提出了著名的麦克斯韦方程组,预言了电磁波的存在。
三、研究领域1、静电学:研究静止电荷所产生的电场、电势、电容、电导等性质。
2、静磁学:研究静止磁场以及磁体和电流所产生的磁场和磁场分布。
3、电磁感应:研究变化的磁场和电场以及它们之间的相互作用和变化规律。
4、电磁波:研究电磁波的产生、传播、散射、反射和吸收等性质以及在各种介质中的行为。
四、应用电磁学在现实生活中有着广泛的应用,如:1、电力工业:利用电磁感应原理发电、输电和用电。
2、通信工程:利用电磁波传递信息,包括无线电通信、微波通信、光纤通信等。
3、电子技术:利用电磁学原理制造电子设备,如电视机、计算机、雷达等。
4、磁悬浮技术:利用磁力使物体悬浮,减少摩擦和能耗。
5、医学成像:利用电磁波和磁场进行医学诊断和治疗。