磁学习题课

1、光 学 习 题 课,2019/3/20,2,一、光的干涉, 基本概念,光学小结,1 光的相干条件：,振动频率相同 振动方向相同 位相相同或位相差恒定,2、相干光的获得：,把由光源上同一点发出的光设法分成两部分，再迭加起来。,只能利用同一原子的同一波列,分波阵面法 分振幅法,2019/3/20,3,4、半波损失:从光疏介质进入光密介质的反射光中存在相位跃变。,3、光程与光程差, 光的干涉的处理方法：,1、干涉加强与减弱的条件：,2019/3/20,4,2、杨氏双缝干涉的基本公式,光程差 dsin=dx/D,2019/3/20,5,若把S向上移， 条纹如何变化？ S上移时 ，干涉条纹整体向下平。

2、1,1 .掌握理想气体状态方程及其应用;理解平衡态,准静态过程等概念.,2 .理解理想气体的压强及温度的微观本质.通过推导压强公式从提出模型到建立宏观量与微观量的统计平均值之间关系的统计方法.,3 .理解能量按自由度均分的原理.确切理解内能的概念.,5 .理解平均碰撞频率及平均自由程的概念.,6 .了解范德瓦尔斯方程中两个修正项的意义;了解气体中三种输运过程的宏观规律及微观定性解释.,气体动理论和热力学基础,(一) 教学要求,2,7 .掌握准静态过程中功、热量、内能诸概念.,8 .掌握热力学第一定律,并能熟练地运用她计算理想气体在等值过程和绝。

3、第三章 习题课,1,2,一、电流密度,本章主要内容,导体中某一点的电流密度，在数值上等于垂直于该点处电荷运动方向的单位面积上的电流，方向为该点处正电荷运动的方向.,通过导体中任意曲面的电流,3,二、电流的连续性方程,稳恒电流的电流连续性方程,稳恒电流的电流线只可能是无头无尾的闭合曲线。,三、欧姆定律的微分形式,当保持金属的温度恒定时，金属中的电流密度与该处的电场强度成正比。导体内部任一点的电流密度仅决定于该点的电场强度和电导率。,4,四、电阻,五、一段含源电路的欧姆定律,电路上任意两点a 和b 之间的电势降落或电势差等于。

4、1.设有一“无限大”均匀带正电荷的平面取x轴垂直带电平面，坐标原点在带电平面上，则其周围空间各点的电场强度随距离平面的位置坐标x变化的关系曲线为(规定场强方向沿x轴正向为正、反之为负)：,C,电磁学期末总复习,2.有一边长为a的正方形平面，在其中垂线上距中心O点a/2处，有一电荷为q的正点电荷，如图所示，则通过该平面的电场强度通量为( ).,D,3.半径为R的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离 r的关系曲线为 ( ),B,4.半径为R的均匀带电球面，若其电荷面密度为s， 则在距离球面R处的电场强度大小为(。

5、电 磁 感 应 习题、例题分析,10.1 在通有电流I =5A的长直导线近旁有一导线段ab，长l=20cm，离长直导线距离d=10cm. 当它沿平行于长直导线的方向以速度v=10m/s平移时，导线段中的感应电动势多大？a，b哪端电势高？,解：方法一:利用动生电动势公式,据动生电动势公式可得这一导线元段产生的动生电动势为,如图所示，建立x轴.,在导线段上坐标为x处取一长为dx的导线元段,积分得,负号表示动生电动势的方向是由b指向a，故a端电势高.,方法二:利用法拉第电磁感应定律公式,如图所示，建立x轴.,在导线段上坐标为x处取一长为dx的导线元段.,设在dt时间内。

6、第二章 习 题 课,1,理解导体的静电平衡条件，掌握导体达到静电平衡状态时电荷及电场强度的分布特征。能结合静电平衡条件分析静电感应、静电屏蔽等现象。掌握存在导体时静电场的场强分布和电势分布的计算方法。 掌握电容的定义及其物理意义，掌握典型电容器电容及电容器储能的计算方法。 理解电场具有能量，掌握带电系统和静电场能量的计算方法。,2,基本要求,1. 导体的静电平衡条件, 导体为等势体，导体表面是等势面。, 电荷只分布在导体表面。,基本知识点,3, 导体内部电场强度处处为零，即 ； 导体表面附近的场强为 ，其方向处处 与它的表。

7、第五章 习题课,1,一、本章重要内容回顾,1、电磁感应,电磁感应定律,楞次定律,2、动生电动势,3、感生电动势,2,感应电流的方向总是反抗引起感应电流的原因,4、自感,自感系数,自感电动势,5、互感,互感系数,互感电动势,3,自感磁能,互感磁能,磁能密度,磁场能量,7、位移电流,位移电流密度,位移电流,6、磁场能量,4,8、真空中的麦克斯韦方程组,电磁场的普遍规律,它预言了电磁波的存在.,（电场的高斯定理）,（法拉第电磁感应定律）,（磁场的高斯定理）,（全电流定律）,5,9、能流密度,对于平面电磁波,6,单位时间内通过垂直能量传播方向的单位面积的能。

8、电 势 习题、例题分析,2,3.2 两个均匀带电球壳同心放置，半径分别为R1和R2(R1R2)，已知内外球壳之间的电势差为U12，求两球壳间的电场分布.,解：方法一：利用场强与电势的积分关系,设内外球壳分别带电为q1、q2.,那么，内外球壳之间的电场强度为,于是有,3,所以,于是内外球壳之间的电场强度分布为,4,方法一：利用电势的已知公式,设内外球壳分别带电为q1、q2.,那么，内外球壳的电势差为,所以,于是内外球壳之间的电场强度分布为,5,3.20 一边长为a的正三角形，其三个顶点上各放置q，-q 和 -2q的点电荷，求此三角形重心上的电势. 将一电量为Q的点。

9、电磁学习题讨论课,1、怎样能使导体净电荷为零，而其电势 不为零？2、怎样使导体有过剩的正（或负）电荷，而 其电势为零？3、怎样使导体有过剩的负电荷，而其电势为正？,第一组,参考答案,2、将不带电的导体置于负（或正）电荷的电场中再将导体接地，然后撤除接地线，则该导体有正（或负）电荷，并且电势为零。,3、将一少量负电荷-q0的导体置于另一正电荷Q的电场中，使q0Q，带负电导体并未明显改变原电场，这时该导体有过剩的负电荷，而其电势为正。,1、将不带电的绝缘导体（与地绝缘并与其他任何 电体绝缘）置于某电场中，则该导体 而导体。

10、磁 力 习题、例题分析,2,7.2 如图,一电子经过A点时，具有速率v0=1107m/s.,(1)欲使这电子沿半圆自A至C运动，试求所需的磁场大小和方向；,(2)求电子自A运动到C所需的时间.,解: (1) 电子的质量为me=9.1110-31kg，电量为e=1.610-19C .,电子沿半圆自A至C运动，所需的向心力是洛仑兹力,由图中所示运动轨迹可判断磁场的方向应是垂直屏幕向内.,由向心力公式得,得,3,(2)电子自A运动到C所需的时间为,（当然用公式 来求 t 也可以，但不够 简单.）,4,7.4 估算地球磁场对电视机显像管中电子束的影响. 假设加速电势差为2.0104V，如电子枪到屏的距离为0.2。

11、电磁学部分习题课,稳恒磁场小结,一、 基本物理量,1.载流线圈的磁 矩,大小：,方向：,2. 的定义,大小：,方向：,二、两个基本定律和两个重要定理,1.毕奥-萨伐尔定律,2.安培定律,1.磁场中的高斯定理,2.安培环路定理,电荷不受力的方向,与I成右旋关系,(2)利用高斯定理补成闭合曲面, 磁通量计算方法,(1)直接用公式,电流元磁场分布,磁强迭加原理,(2) 用结论公式迭加,(3) 安培环路定理,(1) 分割载流导线直接积分法,三、计算磁感应强度B的方法,（1） 直线电流延长线上,（2） 有限长直线电流,（3） 无限长直线电流,四、几种典型磁场的分布,1. 直线电。

12、1,力学习题课,2,一、质点运动学,2、已知加速度和初始条件，求速度、位移、路程和运动方程（或已知速度和初始条件，求位移、路程和运动方程），用积分法。,1、已知运动方程，求速度，加速度，用微分法。,两大类型,总结,牛,系,空间积累,转动效应,质点,牛,牛,质点,牛,系,系,质点,牛,系,二、质点动力学,要搞清各规律的内容、来源、适用对象、成立条件、对参考系的依赖关系。,质点系运动定理 加 刚体特性,刚体定轴转动的动能定理 角动量定理,平动：动量定理,可以解决刚体的一般运动（平动加转动）,三、刚体力学,学习方法: 对比法（对比质点力学。

13、2019/1/11,1,大学物理电子教案,辽宁工程技术大学物理教研室,2019/1/11,2,2019/1/11,3,2019/1/11,4,1. 电流密度,垂直穿过单位面积的电流强度,j,dS,电流密度为矢量，方向为导体内该点电场强度方向。,单位：安培/米2,A/m2,穿过面积元 dS 的电流强度,为dS在垂直于电流方向上的分量,穿过导体横截面的电流强度为：,一、位移电流,10.3 麦克斯韦电磁场理论的基本概念,2019/1/11,5,恒定电流取环路 L，对环路张两个任意曲面 S1、 S2，则穿过两个曲面的电流强度相等，由安培环路定理有：,2. 位移电流的提出,但对于非稳恒电流又如何呢？比如电容器充电。

14、磁学习题课,一、磁力,2. 洛伦兹力公式：,一切磁相互作用都与电荷的运动有关，是运动电荷相互作用的结果。,磁现象的本质：,4. 安培力：,电流元受磁场的作用力：,载流线圈的磁矩：,载流线圈受均匀磁场的力矩：,3. 带电粒子在磁场中的运动,二、磁场的源,1. 毕奥萨伐尔定律：,半无限长直导线：,无限长直导线：,环形电流圆心处：,载流长直螺线管及螺绕环内：,圆弧在圆心处：,安培环路定理：,三、磁场中的磁介质,1. 磁介质的分类：,顺磁质,抗磁质,铁磁质,2. 磁场的场方程：,高斯定律：,3. 磁场强度矢量：,对于各向同性磁介质：,4. H的环路定理:,。

15、1、如图所示，两个同心的均匀带电球面,内球面半径为 R1，带电量 Q1，外球面半径为 R2，带电量为 Q2。设无穷远处为电势零点。 求： （1） 空间各处电场强度的分布； （2）在内球面内，距中心为r处的P点的电势。,作业1分析,解：（1）依据高斯定律,有,r R2 Q= Q1 +Q2 E3= (Q1+Q2 )/(40r2),方向均沿径向向外。,（2）由电势定义式：,=0+ -Q1/(40R2)+ Q1/(40R1)+ (Q1+Q2 )/(40R2 ),= Q1/(40R1)+Q2 /(40R2 ),此结论也可由电势叠加分析得到,作业二：,1,2,2、电量分别为q1，q2，q3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示设无穷远处为电。

16、.有半径分别为R1=5cm，R2=10cm的两个很长的共轴金属圆柱面，将它与一直流电源相接，今将电子射入两圆柱面间，电子的速度沿半径为r 的圆周的切线方向,其值为 ,欲使该电子在两圆柱面间做圆周运动,问在两柱面之间应加多大的电压。,设圆柱面线电荷密度为 。根据高斯定理可知两园柱面间的场强,电子在园柱面间作圆周运动的条件是：电场力提供向心力。,根据电势差的定义,2一半径为a的接地导体球外有一点电荷，它与球心的距离为b。试求导体球上的感应电荷q。,解：点电荷q在球心处产生的电位为,球面上感应电荷元 在球心处产生的电位为 ，则感应电荷。

17、磁学习题课,解：,逆向考虑：,设两半环式螺线管自感为L .,它们顺接串联成为一个自感为L的圆环式螺线管，则,(M为两半环式螺线管之间的互感),2.(习题集p150.18)如图，一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，磁场方向导轨向里。导轨电阻不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的M极板上（ ）,解：,线圈1所在回路：,I1在线圈2中引起的磁链方向如图：,线圈2中感应电流I2。