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第1章 静电场1

1．1 电荷1

1．1．1 摩擦起电1

1．1．2 物体的电结构1

1．1．3 电荷守恒性2

1．1．4 电荷的量子性2

1．1．5 电荷不变性3

1．1．6 导体、绝缘体和半导体3

1．2 库仑定律4

1．2．1 库仑定律的表述4

1．2．2 叠加原理5

1．3 电场和电场强度6

1．3．1 电场6

1．3．2 电场强度6

1．3．3 电场强度的计算8

1．4 高斯定理及应用14

1．4．1 电场线14

1．4．2 电通量16

1．4．3 高斯定理17

1．4．4 高斯定理的应用20

1．5 电势23

1．5．1 电场力所做的功23

1．5．2 静电场的环路定理24

1．5．3 电势能25

1．5．4 电势差和电势25

1．5．5 电势的计算26

1．5．6 等势面29

1．5．7 电场强度与电势梯度的关系30

1．6 静电能32

1．6．1 电荷与电场的相互作用能32

1．6．2 点电荷系的相互作用能33

1．6．3 静电场中的电偶极子34

1．6．4 带电体的静电能36

思考题38

习题41

第2章 静电场中的导体48

2．1 导体的静电平衡性质48

2．1．1 导体的静电平衡条件48

2．1．2 静电平衡时导体上的电荷分布49

2．2 静电屏蔽51

2．3 有导体存在时静电场的分析与计算52

2．4 静电场的唯一性定理57

2．4．1 唯一性定理57

2．4．2 几个引理57

2．4．3 唯一性定理的证明58

2．4．4 从唯一性定理看静电屏蔽58

2．5 静电应用59

2．5．1 静电除尘器59

2．5．2 静电喷涂60

2．5．3 静电复印60

2．6 电容和电容器61

2．6．1 孤立导体的电容61

2．6．2 电容器及其电容62

2．6．3 几种常见电容器的电容62

2．6．4 电容器的连接64

2．7 电容传感器66

2．7．1 面积变化型电容传感器66

2．7．2 极距变化型电容传感器67

2．7．3 变介电常数型电容传感器68

2．8 静电场的能量68

2．8．1 带电导体的静电能68

2．8．2 电场的能量69

2．8．3 静电场对导体的作用力70

思考题72

习题75

第3章 静电场中的电介质83

3．1 电介质对电场的影响83

3．2 电介质的极化84

3．3 极化强度和极化电荷86

3．3．1 极化强度的定义86

3．3．2 极化强度与电场强度的关系87

3．3．3 极化电荷与极化强度的关系87

3．4 有电介质时的静电场方程94

3．4．1 电位移矢量D与有介质时的高斯定理94

3．4．2 有介质时的静电场环路定理96

3．4．3 静电场的边界条件96

3．5 有介质时的静电能102

3．5．1 电介质中静电能的定义102

3．5．2 电介质中电场能103

思考题107

习题108

第4章 稳恒电流114

4．1 电流和电流密度114

4．1．1 电流114

4．1．2 电流密度115

4．1．3 电流线116

4．1．4 电流的连续性方程116

4．1．5 稳恒电流与稳恒电场116

4．2 欧姆定律和电阻117

4．2．1 欧姆定律117

4．2．2 电阻率118

4．2．3 电阻应变片119

4．2．4 欧姆定律的微分形式121

4．3 电功率和焦耳定律121

4．3．1 电功率121

4．3．2 焦耳定律122

4．3．3 焦耳定律的微分形式122

4．4 金属导电的经典微观解释122

4．5 电源和电动势124

4．5．1 电源的作用124

4．5．2 非静电场的强度125

4．5．3 电动势126

4．5．4 全电路欧姆定律和一段含源电路的欧姆定律126

4．5．5 稳恒电场在稳恒电路的作用127

4．6 两种常见的电源129

4．6．1 化学电源129

4．6．2 温差电源131

4．7 电路定理133

4．7．1 基尔霍夫定律133

4．7．2 叠加原理135

4．7．3 电压源与电流源137

4．7．4 戴维宁定理138

4．7．5 诺尔顿定理139

思考题140

习题142

第5章 稳恒磁场149

5．1 磁的基本现象149

5．1．1 磁铁149

5．1．2 电流的磁效应149

5．1．3 磁体对电流的作用150

5．1．4 磁体对运动电子的作用150

5．1．5 平行电流间的相互作用150

5．1．6 载流螺线管与磁体相互作用150

5．2 安培定律151

5．3 磁场与磁感应强度154

5．3．1 磁场154

5．3．2 磁感应强度154

5．3．3 磁感应线156

5．4 毕奥-萨伐尔定律157

5．4．1 毕奥-萨伐尔定律157

5．4．2 毕奥-萨伐尔定律的应用157

5．4．3 运动电荷的磁场163

5．5 磁场的高斯定理164

5．5．1 磁通量164

5．5．2 高斯定理164

5．6 安培环路定理166

5．6．1 安培环路定理166

5．6．2 安培环路定理的应用168

5．7 磁场对载流线圈的作用173

5．7．1 磁场对载流直导线的作用173

5．7．2 磁场对载流线圈的作用173

5．7．3 磁场对磁偶极子的作用175

5．7．4 磁场对磁场作用——磁悬浮176

5．8 磁场对运动电荷的作用177

5．8．1 带电粒子在磁场中的运动177

5．8．2 带电粒子在电场和磁场中运动举例180

5．8．3 洛伦兹力与安培力186

思考题188

习题190

第6章 磁场中的磁介质196

6．1 磁介质对磁场的影响196

6．2 磁介质的磁化197

6．2．1 原子的磁矩197

6．2．2 顺磁质的磁化199

6．2．3 抗磁质的磁化199

6．3 磁化强度与磁化电流200

6．3．1 磁化强度的定义200

6．3．2 磁化强度与磁感应强度的关系201

6．3．3 磁化电流201

6．3．4 磁化电流与磁化强度的关系202

6．3．5 磁化电流面密度与磁化强度的关系203

6．3．6 磁化电流体密度与磁化强度的关系204

6．4 有磁介质时的稳恒磁场方程207

6．4．1 有介质时的高斯定理207

6．4．2 磁场强度H与有介质时的安培环路定理207

6．4．3 稳恒磁场的边界条件208

6．5 铁磁质212

6．5．1 磁滞回线212

6．5．2 磁畴214

6．5．3 磁路定理215

6．6 超导体217

6．6．1 超导体的基本性质217

6．6．2 迈斯纳效应218

6．6．3 BCS理论219

6．6．4 第二类超导体220

6．6．5 约瑟夫森效应220

思考题221

习题223

第7章 变化的电磁场228

7．1 电磁感应定律228

7．1．1 电磁感应现象228

7．1．2 电磁感应定律230

7．1．3 楞次定律231

7．2 动生电动势和感生电动势233

7．2．1 动生电动势233

7．2．2 电磁感应中的能量转换关系235

7．2．3 感生电动势和感生电场235

7．2．4 电磁感应的应用239

7．3 自感和互感242

7．3．1 自感242

7．3．2 互感245

7．4 磁场的能量252

7．4．1 自感磁能252

7．4．2 互感磁能252

7．4．3 磁场的能量253

7．5 位移电流254

7．5．1 位移电流255

7．5．2 全电流安培环路定理257

7．6 麦克斯韦方程组与电磁波260

7．6．1 麦克斯韦方程组260

7．6．2 自由空间的平面电磁波261

7．6．3 电磁波的能量263

7．6．4 电磁波的动量264

7．6．5 电磁波的产生与辐射265

7．6．6 电磁波谱270

思考题273

习题275

习题答案285

参考书目296