大学物理知识点总结框图.pdf

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1、知识框架静电场静电场的理论基础：库仑定律；场强叠加原理静电场的描述描述静电场性质的两个基本定理静电场中的导体和电介质几何描述描述静电场自身性质的高斯定理：环路定理：导体的静电感应电介质的极化两个基本物理量∑qi∫SE⋅dS=∫LE⋅dl=0ε0静电平衡条件：电介质中的场强电场线与等势面E=0E≠0内内两者之间的关系：电场强度E电势U电势能1.电场线与等势面∞处处垂直；Wa=∫q0E⋅dl静电平衡时导体的性质：描述电介质极化a1.导体是个等势体；导2.电场线方向指向对电场的影响：定义式（I）：电势降落方向。定义式：积分关系体表面的场强与表面垂(1)相对介电常数∞Ua=Wa/q0直；2.导

2、体内部没有净(2)介电常量E=F/qU=E⋅dl静电场力的功电荷；电荷只能分布在0a∫a定义式（II）：b∞A=qE⋅dl导体表面上。εrab∫0U=E⋅dlaa∫a电势差ε=ε0εr静电场力作功与电势差关系bE的计算方法Uab=∫E⋅dlA=q(U−U)1.用定义式：aab0ab电容器的电容E=F/q0C=Q/U2.点电荷的场强：1qE=2r0U的计算方法3.用场强叠加原理：4πε0r1.用定义式：∞(a)分立的点电荷系的场强：nqUa=∫aE⋅dl电容器储存的电场能量E=ir∑20i2.点电荷的电势：qQ21i=14πεr20iUa=,(U=0)We==CU(b)连续分布电荷的场强

3、：4πεr∞2C23.电势叠加原理：0dq(a)点电荷系的电势：E=∫dE=∫2r0n4πε0rUa=∑Uaiw=1εE24.用高斯定理求解具有一定对称分布的电场的场强(b)连续分布带电体的电势：i=1电场能量密度e2dq电场能量1U=∫dU=∫W=wdV=εE2dV4πεre∫e∫02知识框架稳恒磁场真空中的稳恒磁场磁场中的磁介质磁场的描述基本规律磁场的性质1.三种磁介质抗磁质()µr<1；顺磁质()µr>1；1.磁感应强度B毕奥—萨伐尔定律安培定律1.磁场的高斯定理铁磁质().µ>>1rB是描写磁场本身性质的物理量1.电流激发磁场的规律1.任意形状的载流导线上的电∫∫B⋅dS=0F

4、流元在外磁场中受的安培力S2.有关物理量B的大小B=maxµIdl×rdB=0dF=Idl×B2.安培环路定理(1)磁化强度q0v34πr∫B⋅dl=µ0∑Ii∑pmB的方向沿（F×v）的方向2.若导线为有限长LiM=m∆V2.对于有限长的载流导线说明；安培环路定理中F=∫dF=∫Idl×B2.几何描述：µ0Idl×rL的电流是闭合恒定电流.在各向同性磁介质中B=dB=L磁感应线：(1)B线上某点的∫∫3M=xH4πrm由安培环路定理求切线方向是该点B的方向；(2)载流平面线圈在均匀磁场B磁感应线愈密的地方磁场愈强。由毕奥—萨伐尔定律可得到几种典型载流体的(2)磁场强度矢量中受到磁力矩

5、的作用运动电荷激发的磁场磁感应强度分布(是辅助物理量)M=P×Bµqv×rmdB=0(1)无限长均匀载流圆B磁通量4πr3式中Pm=NISn为线圈的磁矩柱体(半径为R)H=−MΦ=BdScosθ=B⋅dSm∫∫∫∫μ0SSµ0Ir运动电荷在外磁场中受B=2rr02πr（1）一段载流直导线外一点的磁感应强度B=µ0(cosθ−cosθ)f=qE+qv×B(2)载流螺绕环内任一3.基本定理12µI4πa点处(1)对于介质中的总场B；0无限长时B=µN

6、I高斯定理仍然成立2πa02B=µIR（2）载流圆线圈轴线上一点的磁感应强度B=02πr∫∫B⋅dS=0223/22（R+x）SµI(3)无限大载流平面外B=0圆心处一点(电流密度为i)(2)有磁介质时的安2Rµµ0i培环路定理（3）载流直螺线管的磁场B=0nI(cosβ−cosβ)B=212∫H⋅dl=∑I2Li无限长时B=µnIi0机械波机械波产生的条件：波动过程的描述波动过程中能量的传播波在介质中的传播规律1.波源;2.传播机械波的介质基本原理；几何描述：解析描述：体积元的总能量：1.蕙更斯原理2.波的叠加原理波线平面简谐波波动方程体积元的振动动能+描写波动弹性势能波面（余弦波或

7、正弦波）的物理量：现象：波前x波的频率(ν)平面波y=Acos[ω(t)+ϕ]能量密度1.波的反射（注意：当波从波疏介质垂直ux周期(T)222入射到波密介质界面上反射时有半波损失）球面波txω=ρωAsinω(t−)波长(λ)=Acos[2π()+ϕ]u2.波的折射3.波的衍射Tλ波速(u)x4.波的干涉=Acos[2π(νt)+ϕ]介质中某处一个周期波数(k)λ(1)相干条件内的平均能量密度(2)相干波加强和减弱的条件：各量之间的关系