电磁场理论复习提纲

《电磁场理论》知识点第一章 矢量分析一、基本概念、规律矢量微分算子在不同坐标系中的表达，标量场的梯度、矢量场的散度和旋度在不同坐标系中的计算公式，常用的矢量恒等式（见附录一1.和2.)、矢量积分定理（高斯散度定理、斯托克斯旋度定理及亥姆霍兹定理）。

二、基本技能练习1、已知位置矢量z y x e z e y ex r ˆˆˆ++=ρ，r 是它的模。

在直角坐标系中证明 （1）r r r ρ=∇ （2）3=•∇r ρ （3）∇×0=r ρ （4）∇×(0)=∇r （5）03=•∇r rρ2、已知矢量z y e xy e x eA z y x 2ˆˆˆ++=ϖ，求出其散度和旋度。

3、在直角坐标系证明0A ∇⋅∇⨯=r4、已知矢量y x e eA ˆ2ˆ+=ϖ，z x e eB ˆ3ˆ-=ϖ，分别求出矢量A ϖ和B ϖ的大小及B A ϖϖ⋅ 5、证明位置矢量x y z r e x e y e z =++r r r r的散度，并由此说明矢量场的散度与坐标的选择无关。

6、矢量函数z y x e x e y ex A ˆˆˆ2++-=ϖ，试求 （1）A ϖ⋅∇（2）若在xy 平面上有一边长为2的正方形，且正方形的中心在坐标原点，试求该矢量A ϖ穿过此正方形的通量。

第二章 静电场一、基本常数真空中介电常数0ε二、基本概念、规律静电场、库仑定律、电场强度、电位及其微分方程、电荷密度、电偶极子模型、高斯定理、环路定理、极化强度矢量、电位移矢量、场方程（真空中和电介质中）、介质性能方程，边界条件，场能及场能密度。

三、基本技能练习1、设非均匀介质中的自由电荷密度为ρ，试证明其中的束缚电荷密度为)(00εεερεεερ-∇•---=D b ρ。

2、证明极化介质中，极化电荷体密度b ρ与自由电荷体密度ρ的关系为：ρεεερ0--=b 。

3、一半径为a 内部均匀分布着体密度为0ρ的电荷的球体。

求任意点的电场强度及电位。

S
0 Ix ln a b
2
aI
X
i
dm dt
C
D
( 0 I ln a b ) dx a
2
a dt
bx
0 I ln a b
F
E
2
a
29
练习 如图，导体棒 AB 在均匀磁场中绕通过 C 点
的垂直于棒长且沿磁场方向的轴 OO ' 转动（角速度
与 B 同方向），BC 的长度为棒长的1/3，则
B 0I
2R
B 0i 0nI
22
有限长的载流导线、 无限长的载流导线
载流圆环轴线上的 磁场、载流圆环圆
心处的磁场
无限大的载流平面、 及其两载流平面的
任意放置情况
20
★ 圆形螺绕环的磁场分布及无限长 螺线管的磁场分布。
B nI
21
三、 理解磁场的高斯定理和环路定理的含义 并会应用安培环路定理计算电流的分布具有某种对
(3) E V
点电荷：E
q
4r 2
rˆ
(1) 定义法
电势
(2) 叠加法
V q 4 r
◆常见带电体的场强及电势
点 线电荷分布 面电荷分布
体电荷分布
点电荷，电偶极 子，点电荷系
带电直线，均 匀带电圆环
均匀带电平面
圆盘，球面， 柱面
球体，柱体
2
三、 理解高斯定理、电通量及环路定理的含义
1、电通量 SE dS
I0 得
H2
I 2πr
, (R1
r
R2,)
I
I
H3
, (r
2πr
R2)
B 0r H
B1
0H1

《电磁场与电磁波》学习提要第一章场论简介1、方向导数和梯度的概念；方向导数和梯度的关系。

2、通量的定义；散度的定义及作用。

3、环量的定义；旋度的定义及作用；旋度的两个重要性质。

4、场论的两个重要定理：高斯散度定理和斯托克斯定理。

第二章静电场1、电场强度的定义和电力线的概念。

2、点电荷的场强公式及场强叠加原理；场强的计算实例。

3、静电场的高斯定理；用高斯定理求场强方法与实例。

4、电压、电位和电位差的概念；点电荷电位公式；电位叠加原理。

5、等位面的定义；等位面的性质；电位梯度，电位梯度与场强的关系。

6、静电场环路定理的积分形式和微分形式，静电场的基本性质。

7、电位梯度的概念；电位梯度和电场强度的关系。

8、导体静电平衡条件；处于静电平衡的导体的性质。

9、电偶极子的概念。

10、电位移向量；电位移向量与场强的关系；介质中高斯定理的微分形式和积分形式；求介质中的场强。

11、介质中静电场的基本方程；介质中静电场的性质。

12、独立导体的电容；两导体间的电容；求电容及电容器电场的方法与实例。

13、静电场的能量分布，和能量密度的概念。

第三章电流场和恒定电场1、传导电流和运流电流的概念。

2、电流强度和电流密度的概念；电流强度和电流密度的关系。

3、欧姆定律的微分形式和积分形式。

4、电流连续性方程的微分形式和积分形式；恒定电流的微分形式和积分形式及其意义。

5、电动势的定义。

6、恒定电场的基本方程及其性质。

第四章恒定磁场1、电流产生磁场，恒定电流产生恒定磁场。

2、电流元与电流元之间磁相互作用的规律－安培定律。

3、安培公式；磁感应强度矢量的定义；磁感应强度矢量的方向、大小和单位。

4、洛仑兹力及其计算公式。

5、电流元所产生的磁场元：比奥－萨伐尔定律；磁场叠加原理；磁感应线。

计算磁场的方法和实例。

6、磁通的定义和单位。

7、磁通连续性原理的微分形式、积分形式和它们的意义。

8、通量源和旋涡源的定义。

9、安培环路定律的积分形式和微分形式。

电磁场理论复习指导第一章 矢量分析知识点： ● 矢量代数：()()()A B C B A C C B A ⨯⨯=-()()()A B C B C A C A B⨯=⨯=⨯● 基本概念：场的定义，方向导数、梯度，通量、散度和环量、涡量、旋度 ● 无旋场、无散场及矢量分解定义 以及矢量场的Helmholtz 定理● ▽算子的运算矢量性和微分性，运算规则 ，注意合法运算，两者兼顾。

● 矢量分析中的若干积分定理Guass 定理，Stokes 定理，其他用到会给出2314()r r r r πδ⎛⎫⎛⎫∇=∇= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 30r r ⎛⎫∇⨯= ⎪⎝⎭第二章 静电场知识点：● 静电场的基本定律：基本概念和定律（库仑定律、叠加原理、电场强度、电流密度的定义、点电荷的数学模型、各种分布的电场强度表达式、零级近似）静电场的基本方程：高斯定理和环路定理● 静电场的电位：电位的由来、定义，电位降概念、电位满足的方程（泊松方程和拉普拉斯方程）● 电位的多级展开：单级项和偶级项，点偶极子的物理模型，性质● 存在介质时的静电场：介质极化、极化强度和极化电荷的概念和定义；存在介质时满足的基本方程；本构关系；边界条件（切向电场连续，法向电位移矢量在表面无自由电荷时连续。

电位连续，电位的法向导数在表面无自由电荷时连续），等效思想（三种模型）；介质的极化特性（尤其是线性均匀各项同性介质）● 静电场中的导体：基本概念和性质；理想化模型；导体系电容（电容系数等定义和物理意义）互易性 ● 静电场的能量：有无介质时，能量的表达式和物理意义，注意有一个只能表征能量 ● 静电场的求解方法：直接积分法；高斯定理加叠加原理；解泊松方程，注意边界条件和对称性第三章 边值问题的解法知识点：●唯一性定理：概念；重要意义●镜像法：（可直接记忆结果）思路、理论根据、方法；主要是课上所讲几种镜像以及其叠加问题；注意使用镜像法的几个要点（5个）以及对称性●解析函数法：基本概念，保角变换法（指数、对数、幂函数）注意使用条件和单一性区域●分离变量法：定义，解题思路和步骤；直角坐标系需自己记忆，圆柱和球坐标系会给出正交性公式（只考课上所讲几种情况）●格林函数法：基本思想、定义和分类，（只要求解格林函数，无需求解电位分布）●恒定电流场的电场：一般规律：电流和电流密度的定义以及它们之间的关系；电荷守恒定律；焦耳定律；恒定电流场的基本特性；基本方程和边界条件；导电介质中的恒定电流场：欧姆定律；维持恒定电流场的条件；基本方程和边界条件；理想导体在恒定电流场中的特性以及与静电场中导体的对偶性；恒定电流场的求解方法（高斯定理、恒定电流条件；解拉普拉斯方程；电阻的串并联；利用对偶性）一般求解漏电导。