《电磁学》自学辅导材料(一)

上一期《关键是场》一文已从总的方面阐述了学习《电磁学》应注意的问题和应培养的能力.以后我们将逐章具体说明各章学习时应注意的问题,以期能够帮助自学者较好地掌握课程的基本内容, 第一章静电场 第一章的核心问题是建立静电场的描述,阐述静电场的基本性质.当我们接触到一个新的研究对象时,我们应该注意如何去描述它,它有些什么性质.在解决具体问题时,我们又应该注意些什么.一、静电场的基本概念和规律 静止电荷周围空间存在着静电场,电荷之间的相互作用是通过电场进行的.库仑定律是这种相互作用伪一条基本规律,另一条基本规律是场强叠加…     

高斯定理、静电场环路定理的成立条件和物理内涵

本文从库仑定律和叠加原理出发，运用逻辑推理，从电通量（电力线）、电场环流（涡旋电场）的角度，定性地讨论高斯定理、静电场环路定理的成立条件和物理内涵。     

等量电荷的电场线

电场线是形象图１描述电场分布的曲线,在静电场中,电场线每一点的切线方向都与该点的场强方向一致．在多数教材中都介绍了带等量正点电荷的电场线图．如图１所示,笔者认为这样形式的电场线图,从静电场理论和电场线描述电场规↓··图２ＰＰｑ１２ｑ１２２１ＥＥ...     

非相对论情况下真空中静电场压强概念的探索

物理学界对非相对论情况下电场与电荷之间的相互作用的理解已经取得了共识,但是电场本身的力学性质还处于探索之中.文章采用与磁场压强理论、与功和能转换进行类比的方法,提出了静电场压强概念假设并进行了解析表达和模型描述.针对典型的有代表性的事例——匀强电场中点电荷受力情况,采用静电场压强概念解决时得到了与经典表达式F=qE一致的结果,从而论证了电场压强概念的可行性和可靠性.最后讨论了电场压强概念的意义.上述探索对加深电场概念的认识和理解有一定的参考意义.     

《电磁学》自学辅导材料(二)

第二章静电场中的导体和电介质 在第一章里,建立了静电场的描述,讨论了静电场的基本性质和规律.只要电荷是静止的,电场就是静电场,这些性质和规律都普遍适用。在那里,没有涉及到电荷是如何获得的,而且在空间除了电荷之外.不存在任何物质.在本章将进一步涉及到携带电荷的物质,即考虑空间存在导体和电介质的情形,这就需要进一步考虑电场与导体和电介质的相互作用问题.由于本章仍然限于讨论静电情形,第一章静电场的基本性质和规律都适用,因此本章内容是第一章的深入和发展.此外,这一章还讨论了静电场的能量问题. 下面分三个方面来研究本章的主…     

场强和电势的几条规律

场强和电势是静电场教学中很重要的两个基本概念，由于概念的抽象，加上与相关内容的关系繁杂，学生不易把握．本文通过几个途径，归纳出其规律．以帮助学生，理请它们的关系．１掌握场强与场内检验电荷无关的规律１．１从物理量的本质来分析场强是描述电场的性质方面的物...     

如何讲授库仑定律

库仑定律是静电学的基础.静电场的两个重要定理,即高斯定理和静电场的环路定理,都是由库仑定律引申出来的.这两个定理说明静电场是一个有源无旋场.但当我们讲授库仑定律时,需要格外谨慎小心,因为学生们已经在中学接触过它.如果按一般     

中专物理（下册）学习辅导

中专物理（下册）学习辅导张世忠（山东省机械工业学校）１静电场１．１学习要点１．１．１真空中的库仑定律在真空中，任何两个电量（即电荷量，下同）为ｑ１和ｑ２的点电荷之间，都有沿它们连线的相互作用力，作用力的大小Ｆ跟ｑ１、ｑ２的乘积成正比，而跟它们之间距离...     

讲授电场强度和电势的一点体会

讲授电场强度和电势的一点体会尤霞光（郑州电力高等专科学校４５０００４）电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场表现出力和能的性质，为了描述电场的性质，引人了电场强度和电势这两个概念．１电场强度如图，设＋Ｑ为场源电荷，现把一电量为ｑ的正检验电荷分别放在＋...     

基于COMSOL Multiphysics的静电场仿真分析

模拟静电场来帮助学生学习电场的性质是通常采用的方法,如MATLAB模拟和电极模拟方法,这些模拟方法相对抽象,学生不易操作.本文利用多功能物理场模拟软件COMSOL Multiphysics来模拟点电荷周围的电场及等势面,可形象、直观展示几种特殊的点电荷电场大小和方向及其等势面,不仅便于学生观察分析,也可加强对场强变化及等势面分布情况的直观认识,对学生学习静电场内容有很大的帮助.     

介质中点电荷所受电场力的研究

在两个自由点电荷的电场中，两点电荷之间的相互作用力与点电荷所受的电场力是不同的．在真空中，这两种力是相似的，因为它们都满足这两点电荷之间相互作用的库仑定律．无论在真空中还是介质中，这两个点电荷之间的相互作用力都由它们相互作用的库仑力决定．但在一般情况下，在介质中，作用在点电荷上的电场力是不能由这两个点电荷之间的库仑力决定的．在电场中，如果让各向同性的均匀介质无限分布，作用在点电荷上的电场力仍可由两点电荷间的库仑力决定．本文还研究了介质中点电荷所受的电场力等于两点电荷之间的库仑力的充要条件．     

库仑定律与静电场的高斯定理是否等价？

库仑定律与静电场的高斯定理完全等价。     

静电场的描绘等势线测试的新方法

“静电场的描绘”实验中,通常采用方法是用一对电极产生的恒定电流模拟一对等量异种电荷产生的静电场．传统测试方法如图１,是用电压表直接测出电场中的几条等势线,根据等势线和电场线垂直的关系画出电场线．但是,这种方法,无论测量如何准确,其所测出的等势线总是发...     

带电导体系的电场能量

为清晰、透彻地理解静电学中涉及的各种能量的基本概念,本文从场的观点和电荷的观点分析讨论了该问题,并选择了几个熟悉的例子来说明本文认识的合理性.依照场的观点,真空中两个体积足够小的电荷的静电场能量密度为:1/2ε0E21+1/2ε0E22+ε0E1·E2.其中,1/2ε0E21和1/2ε0E22分别为两个电荷单独存在时的电场能量密度,而交叉项ε0E1·E2则为两个电荷电场的相互作用能量密度;它们的空间积分分别为两个电荷单独存在时的静电场能量和两个电荷电场之间的相互作用能量.而从电荷观点出发,此3个静电场的能量分别为两个电荷的固有能和彼此之间的静电相互作用势能.推广到有限体积的孤立带电导体以及带电导体系的情形,可知孤立带电导体的固有能就是其上所有无限小电荷元间的相互作用势能之和,而带电导体系的电场能也就是体系所包含的所有电荷元间的相互作用势能的总和.     

用“概念层”教学法进行物理课堂教学

这里介绍的是复习“电场”时安排的第一节复习课,主要复习电场、电场强度、电势能、库仑定律等概念（电容、电容器、带电粒子在电场中的运动等安排在下一节复习课）．     

第三篇 电磁学──第十章 静电场

第三篇电磁学──第十章静电场练习一电荷守恒定律真空中的库仑定律一、判断题１．带正电的物体中不存在负电荷，带负电的物体中不存在正电荷，不带电的物体中没有电荷。（）２．对一个与外界没有电荷交换的物体系来说，如果一些物体失去多少电荷，另一些物体就必定要获得...     

浅析库仑定律

库仑定律是电学中第一个定量定律，电磁学理论是在此基础上展开讨论的．库仑定律理解、掌握的如何，对电磁理论学习有特殊意义，本文就库仑定律所涉及的问题作简单剖析．１库仑定律库仑定律是依库仑的扭称实验为依据，它说明：两个带电体之间存在作用力，作用力的大小与两...     

赵凯华、陈熙谋编《电磁学》自学考试指导提纲

第一章　　静电场1.1电场强度和静电基本规律: 了解静电基本现象,掌握电场强度概念和静电基本规律:库仑定律和场强叠加原理,并能用之计算已知电荷分布的场强(ξ1和ξ2). ξ1思考题1,习题4,8;ξ2思考题2,习题5,6,12,13,16.1.2高斯定理: 掌握电通量概念;准确理解和掌握高斯定理;并能根据高斯定理计算电荷对称分布时的场强(ξ3). ξ3思考题3,5,7,9;习题3,5,6,8,12.1.3静电场的环路定理: 理解静电场力的功与路径无关;掌握静电场的环路定理和电位概念,并能正确地用场强积分和电位叠加两种方法计算带电系统的电位分布;正确理解电位梯度概念,并能用…     

平行导体板与带电直导线电场的保角变换分析

平行导体板间点电荷的静电场问题,由于其物理图像清晰,已经得到解决．平行导体平板问线电荷的静电场,可用分离变量法求解其问的电场,但比较繁琐、不直观．本文采用保角变换法分析了平行导体板和线电荷形成的静电场问题,采用指数变换与镜像法联合使用的方法,求解其间的电场分布．通过电势表达式,得到电场的解析形式,并结合Maflab画出电场线图形,最后将结果引申到平行导体板带电情况下的电势分布．     

引力场中的g和v

类比是人类认识事物的一种基本思维方法。它既不同于从一般推导到个别的演绎法,又不同于从个别推导到一般的归纳法,它是属于从特殊到特殊,从个别到个别的推理,在物理教学中占有极其重要的地位。本文通过对静电力和引力的类比,引入描述引力场的育关物理量以及高斯定理。 比较库仑定律和万有引力定律的数学表达式,发现它们具有惊人的相似之处:它们都服从平方反比定律,库仑定律中的q和万有引力定律中的m相当,库仑定律中的1/4πε和万有引力定律中的G相当,但它们也有各自的特殊性:万有引力总是引力,库仑力却可以是引力,也可以是斥力;还有库仑力存在于两带电体之间,而万有引力存在于任何两物体之间,我们可以将有关静电场的知识结构、研究方法移植于引力场中,如用场强研究力的性质,用势的概念研究场能的变化,用力线形象地描绘场,用高斯定理简便地计算空间各点的场强等。 类似于静电场,任何物体在其周围的空间激发了一个“引力场”,并对处在其中的任何物体有力的作用,