电磁学中科大4

专业代码及名称培养单位代码招生类专业代码及名称培养单位代码招生类别070121★数学物理001 硕，博3 623 数学分析《数学分析教程》常庚哲中国科大出版社数学分析：极限、连续、微分、积分的概念及性质4 802 线性代数与解析几何《线性代数》李炯生中国科大出版社《空间解析几何简明教程》吴光磊高等教育出版社线性代数：行列式，矩阵，线性空间线性映射与线性变换，二次型与内积；解析几何：向量代数，平面与直线，常见曲面070201理论物理004 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070202粒子物理与原子核物理004 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070203原子与分子物理004 硕、博234 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 835 原子物理与量子力学《近代物理学》徐克尊高等教育出版社《原子物理学》杨福家高等教育出版社第三版《原子物理学》褚圣麟高等教育出版社《量子力学导论》曾谨言高等教育出版社原子结构和光谱、分子结构和光谱、量子力学概论070204等离子体物理004 硕、博4 808 电动力学A 《电动力学》郭硕鸿高等教育出版社第二版电磁现象的普遍规律，静电场和静磁场，电磁波的传播，电磁波的辐射（包括低速和高速运动带电粒子的辐射），狭义相对论4 872 等离子体物理导论《等离子体物理导论》F. F. Chen科学出版社1980《等离子体物理原理》马腾才胡希伟陈银华中国科大出版社1988 单粒子理论、等离子体平衡、等离子体波动、等离子体不稳定性070205凝聚态物理002 博203 硕3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 809 固体物理《固体物理》黄昆原著韩汝琦改编高等教育出版社晶体结构、晶体缺陷、晶体结合、晶体振动及热学性质、金属电子论、能带论、电导论4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁231 硕、博234 硕、博070207光学002 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070221★量子信息物理学234 硕、博3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁070301无机化学019 硕、博157 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 818 无机化学《无机化学》（上、下册）武汉大学、吉林大学等校编高等教育出版社第三版无机化学基本原理、理论及元素无机化学234 硕、博070302分析化学019 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 820 分析化学《分析化学》武汉大学主编高等教育出版社《定量分析化学》李龙泉等编著中国科大出版社误差与数据处理；酸碱滴定，配位滴定，氧化-还原滴定，沉淀滴定；重量分析；常用的分离方法与复杂物质分析070303有机化学019 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 819 有机化学《有机化学》伍越环编著中国科大出版社《有机化学实验》兰州大学、复旦大学编高等教育出版社伍越环编著的《有机化学》全部内容070304物理化学（含化学物理）003 硕、博231 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 815 结构化学《物质结构》潘道皑等人民教育出版社量子力学基础、原子分子电子结构、分子光谱、晶体结构4 818 无机化学《无机化学》（上、下册）武汉大学、吉林大学等校编高等教育出版社第三版无机化学基本原理、理论及元素无机化学以下为第2 组考试科目，共有 2 组考试科目，可任选一组3 624 普通物理A 中国科大、北大或其他高校物理系普通物理教材力学、电磁学、原子物理4 811 量子力学《量子力学》第一卷曾谨言科学出版社第三版量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程，一维定态问题、力学量算符与表象变换，对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、定态微扰论、量子越迁234 硕、博070305高分子化学与物理020 硕、博3 626 物理化学《物理化学》付献彩高等教育出版社第五版《物理化学-概念辨析·解题方法》范崇政中国科大出版社热力学、动力学、胶体表面、电化学、统计热力学4 821 高分子化学与物理《高分子化学》潘才元中国科大出版社2001版；《高聚物的结构与性能》马德柱等科学出版社2003版考试范围包括指定参考书中所涉及的内容。

期末复习一、填空题1.电荷q均匀分布在半径为r的圆环上，圆环绕圆环的旋转轴线以角速度ω转动，圆环磁矩=ωqr2/2。

轴线上一点A与圆心相距x，则A点磁场强度=ωqr2(r2+x2)−3/2/(4π)。

2.一电子在0.002T的磁场里沿螺旋线运动，半径为5.0mm，螺距20mm。

则电子速度的大小为2.08×106m/s，与磁场的夹角为arctan(π/2)或57.5°。

3.利用霍尔效应可判断半导体载流子的正负性。

4.空心螺绕环的自感为L0，加入铁芯后自感为L1，在铁芯上锯开一个断口后自感为L2，则这三个自感的大小关系为L0<L2<L1。

5.磁化强度为常数M的细条形永久磁铁长l，横截面积A，则N、S极间的磁力=μ0A2M2/(4πl2)。

6.两线圈串联，顺接时总电感为1.0H，保持位置不变，逆接时总电感为0.4H，则互感=0.15H。

7.RLC电路的固有频率f0=[2π(LC) 1/2]−1。

当f0不变时，在临界阻尼(欠阻尼、过阻尼和临界阻尼三选一)情形下，RLC暂态电路能最快地趋于平衡。

8.简谐交流电的描述方法有函数描述、矢量描述和复数描述，其中函数描述是忠实表述。

9.一材料电导率为5S/m，相对介电常数为1，电场强度为250sin(1010t)V，则传导电流密度和位移电流密度分别为1250sin(1010t)A/m2和22.2 sin(1010t) A/m2。

10.太阳光正入射到半径相同的球面和圆盘面上，均发生全反射，若球面所受光压为P，则圆盘面所受光压为2P。

二、判断题1.(×) 与电场线可起始于电荷类似，磁感应线可起始于电流。

2.(×) 由毕-萨定律推导高斯定理时，需要利用B∝1/r2的性质。

3.(√) 洛伦兹力对带电粒子不作功。

4.(√) 缓变磁场中带电粒子的回旋磁矩守恒。

5.(√) 均匀磁场中通以稳恒电流的一任意线圈由ABC和ADC两段不同材料组成，则二者所受磁场作用力大小相同。

第三章静电能§3.1 真空中点电荷间的相互作用能§3.2 连续电荷分布的静电能§3.3 电荷体系在外电场中的静电能§3.4 电场的能量和能量密度§3.5 非线性介质及电滞损耗§3.6 利用静电能求静电力能量的基本概念一、引入的目的：1. 能量是物质的共同属性;2. 能量是物质运动的普遍量度;3. 便于研究不同形式能量的转换。

二、特点：1. 是状态的单值函数, 属于整个系统;2. 能量差才有意义;3. 用做功来量度能量。

三、描述的方法：要引入状态参量，规定零点能，然后用做功来计算能量。

对一个带电系统而言，其带电过程总伴随着电荷相对运动。

在这个过程中，外力必须克服电荷间的相互作用而作功。

外界作功所消耗的能量将转换为带电系统的能量，该能量定义为带电系统的静电能。

显然，静电能应由系统的电荷分布决定。

点电荷在外电场中的电势能就是静电能。

定义§3.1 真空中点电荷间的相互作用能设想空间中有多个点电荷, 其带电量用q i 表示, 相应的位置用ri表示, 任意两个点电荷间的距离可以由rij=|rij|=|ri-rj|给出,所谓点电荷之间的相互作用能，指的是与点电荷间的相对位置有关的静电能。

状态量取为rij（i, j = 1,2,…,N），时，它们之间的静电相互作用消失，很自然地取这时的相互作用能为零。

我们用一种类似于数学归纳法的办法来计算由N个点电荷组成的静电体系的静电能.ijr→∞一个点电荷q在电场U中的电势能W=qU当两个点电荷12212,4W q U r πε==W=3122113312332 2,24N i i i ji W q U U U rπε===∑∑∑其中§意味着电场空间中只允许导体和介电常量恒等元，ρ= a。

可求得电荷密度为、半径为a的均匀带电e2. 为荷元，它在自身产生的电势不会大于σ()dS σr3. 线电荷分布的情况1()()e W l U l dl λ=∫或11()()e e W l U l dl λ=∫N个带电体，体积分别为间的总电势U(r)分为两部分可写成：其中，例3.1]球的静电能（带电体的介电常量设为[解]0θϕ5. 对带电导体导体的特点是势体。

中科大强基试题物理一、关于量子力学的基本原理，以下说法正确的是？A. 量子力学中，粒子的位置和动量可以同时被精确测量B. 波函数描述了粒子在某一位置出现的概率密度C. 量子力学否定了经典力学的所有观点D. 量子纠缠是一种超自然现象（答案）B。

解析：根据量子力学的不确定性原理，粒子的位置和动量不能同时被精确测量；波函数是描述粒子量子态的数学函数，其绝对值的平方表示粒子在某一位置出现的概率密度；量子力学并不是否定经典力学，而是在微观领域对经典力学进行了补充和修正；量子纠缠是量子力学中的一种现象，并非超自然。

二、在光学实验中，当光从空气射入水中时，以下说法正确的是？A. 光的速度会增加B. 光的频率会改变C. 光的波长会变短D. 光的传播方向一定不变（答案）C。

解析：光从光疏介质（如空气）射入光密介质（如水）时，光的速度会减小；光的频率是由光源决定的，不会因介质改变而改变；由于光速减小，而频率不变，根据波长等于光速除以频率，光的波长会变短；光的传播方向在入射角不等于零时会发生改变，即发生折射。

三、关于牛顿运动定律，以下说法错误的是？A. 牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因B. 牛顿第二定律表明物体的加速度与所受的合外力成正比C. 牛顿第三定律说明作用力和反作用力总是大小相等、方向相反D. 牛顿运动定律只适用于宏观物体的低速运动（答案）D。

解析：牛顿运动定律是经典力学的基础，其中第一定律揭示了力与运动的关系，第二定律给出了加速度与合外力的关系，第三定律描述了作用力和反作用力的关系。

这些定律在宏观物体的低速运动中得到了广泛的应用，但在微观领域或高速运动中，需要引入量子力学或相对论进行修正。

然而，这并不意味着牛顿运动定律“只”适用于宏观物体的低速运动，而是说在这些条件下，牛顿运动定律的预测与实验结果相符。

四、在电磁学中，关于电场和磁场的说法，以下正确的是？A. 电场和磁场都是客观存在的物质B. 电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷C. 磁场线总是闭合的，不会终止于某一点D. 电场和磁场都不能传递能量（答案）A、B、C。

§2-2 电容与电容器A capacitor can be "charged" and can store charge.⇨电荷在导体表面的分布必须保证满足导体的静电平衡条件。

⇨对于孤立导体，电荷在导体表面的相对分布情况由导体的几何形状唯一确定，因而带一定电量的导体外部空间的电场称为孤立导体的电容。

由半径决定．若把地球作为一个孤立导体球，其电容也可由上式决定。

对于两个导体组成的导体组，当周围不存在其它导体或带电体，这两导体间的当这两导体附近存在其它带电体或导体时，电量与电势差之间的正比关系将被破坏。

可以采用静电屏空腔导体的屏蔽作用可以使带电物体不影响周围其它带电体，即势差。

C 导体成正比，与导体这种特殊的导体组称为电容器，组成电容器的两个导体分别称为电容器的两个极板。

电容器的电容值为：电容器的电容与电容器的带电状态无关，与周围的带电体也无关，完全由电容器的几何结构决定。

电容的大小反映了当电容器两极间存在广义电容器：多个导体任意放置，构成广义电容器，各个导体的表面是极板。

1.平行板电容器由两块平行放置的金属板组成，极板的面积S大，两极板间的距离d小，两极板均匀带电，带电量为 Q，极板间的电场由极板上的电荷分布唯一确定。

忽略极板的边缘效应，两板之间的电势差为故平行板电容器的电容为:由此可见，增大极板面积，减少两极板间的距离可使电容器的电容量增大。

其电容为:若R B ＞＞R A ，即外球壳B 远离球，则回到孤立导体球的电容公式；若R A 和R B 都很大，而比R A ＝d 很小，则R A ⨯R B =R 2, 则回到平板电容器的公式。

由于电容器每个电极上的电量q ＝，复杂电容器电容的计算C=Q/U 是一个普遍适用的公式，对Q 1≠Q 2的两导体，公式中的Q 应理解为用导线将两导体接通时所交换的电荷量。

符号相反，则接通两极板，转移的电荷量为两极板都不接地的情况,两极板的内侧电荷面密度σ2内，外侧电荷面密度分别为2外，两极板侧面积均为S用导线连接两极板后，因为两极板的几何性质完全一样，静电平衡时它们所带的电量相等，即：所以转移的电量为可见，尽管两极板所带的C=？四、电容器的联结1．电容器串联但实际电容器很少串联使用，因为一旦一只电容器被击穿，会使其他电容器相继被击穿。

第五章真空中的静磁场§5.1 磁现象与磁场§5.2 毕奥－萨伐尔定律§5.3 安培定律§5.4 静磁场的基本定理§5.5 带电粒子在磁场中的运动§5.1 磁现象与磁场一、磁现象与磁学二、磁的库仑定律及磁场线引入三、电流的磁效应---奥斯特实验四、磁场的定量表述与洛仑兹力五、安培力公式与洛伦兹力公式一、磁现象与磁学磁现象的研究与应用(即磁学)是一门古老而又年轻的学科。

说她古老，是因为关于磁现象的发现和应用的历史悠久；司南勺、指南针。

“magnet”名词来源于古希腊语（magnes），一地名“Magnesia”。

说她年轻，是因为磁的应用目前越来越广泛，已形成了许多与磁学有关的边缘学科。

磁现象是一种普遍现象，即一切物质都具有磁性，任何空间都存在磁场。

磁学犹如一棵根深叶茂的参天大树尽管人们对物质磁性的认识已有两千多年，但直至19世纪20年代才出现采用经典电磁理论解释物质磁性的代表----安培分子环流假说；而真正符合实际的物质磁性理论却是在19世纪末发现电子、20世纪初有了正确的原子结构模型和建立了量子力学以后才出现。

基本磁现象对基本磁现象的认识可以分成三个阶段：1、早期阶段（磁铁⇔磁铁）2、电流⇔磁铁电流⇔电流3、电流⇔磁场⇔电流早期阶段（磁铁⇔磁铁）天然磁铁（吸铁石）能吸引铁、镍、钴等物质。

条形磁铁的两端称作磁极，中部称作中性区。

将条形磁铁的中心支撑或悬挂起来使它能够在水平面内运动，则两极总是指向南北方向分别称作S极和N极。

这是因为地球本身是一个磁体，所以条形磁铁(指南针)可以与地磁体发生相互作用。

铁与地球磁将一磁铁可以一直细分成很小很小的磁铁，而每一个小磁铁都具有N、S极(上图)。

自然界中有独立存在的正电荷或负电荷，但迄今却未发现独立的N、S极，尽管在近代理论中有人认为可能存在磁单极子。

二、磁的库仑定律及磁场线引入1、磁的库仑定律（讨论!？）2、磁场线引入r2、磁场线的引入与电场中引入电场线相似，磁场中可引入磁场线（又称磁力线、磁感应线）。