大学物理期末复习宝典PPT

飞过海 期末总复习 电磁学 近代物理部分 掌握库仑定律 电场强度的概念 场强叠加原理和场强的计算 并能熟练用来分析解决简单电荷分布的场强计算问题 理解电荷 电荷守恒定律 电场 第7 8章静电场 库仑定律 电场强度定义 点电荷 场强叠加原理 连续带电体 点电荷系 习题册14 3 习题册14 19 无限长均匀带电直线的场强 重要的结论 无限大均匀带电平面的场强 习题册14 14 理解电场线 电通量 高斯定理及其应用 并能用来分析解决特殊对称性情况下的场强分布问题 带电体在电场中所受的力 习题册14 2 静电场是有源场 对高斯定理的理解 是闭合面上各面元的电场强度 是由全部电荷 面内外电荷 共同产生的矢量和 而过曲面的通量由曲面内的电荷决定 1 利用高斯定理巧求电通量 立方体边长a q位于中心 求每一面的电通量 习题册14 5 14 6 步骤 1 先分析场源电荷的对称性和电场的对称性 2 作高斯面 根据电场的对称性 使高斯面与电场强度垂直或平行 高斯面上各点的场强大小相等 3 利用高斯定理求解 2 当场源分布具有高度对称性时求场强分布 2 轴对称性 场源电荷分布为 无限长 的均匀带电直线 直圆柱面 直圆柱体 有一定厚度的直圆筒或者其组合等产生的电场 1 球对称性 场源电荷分布为均匀带电球面 球体及有一定厚度的球壳或者其组合等产生的电场 3 平面对称性 场源电荷分布为 无限大 均匀带电平面 平板等产生的电场 球对称 高斯面为球面 轴对称 高斯面为圆柱面 以电荷对称轴为圆柱的轴 无限大平面对称 高斯面为柱面 底面平行于无限大带点平面 课本 例14 4 P18 课本 例14 5 P19 课本 例14 6 P20 理解静电场的保守性 电势能 静电场环路定理 掌握电势 电势差 电势叠加原理 静电力的功 对应电势能的减少 已知 可求电场力所作的功 习题册14 15 14 16 习题册14 8 习题册14 22 点电荷的电势 电势叠加原理 连续带电体 点电荷系 注意 只对参考点在无限远的情况成立 习题册14 9 理解电场强度与电势梯度的关系 电场中某一点的电场强度沿任一方向的分量 等于在该方向上电势变化率的负值 直角坐标系中 场强的各个分量为 飞过海 第9 10章 1 掌握导体静电平衡条件 能用该条件分析带电导体在静电场中的电荷分布 2 能够利用导体静电平衡的规律求解有导体存在时的场强与电势分布 了解静电平衡的应用 3 了解电介质极化 极化强度 电位移矢量 4 理解各向同性均匀介质中电位移矢量与场强的关系 掌握介质中的高斯定理 能利用它们求解有电介质存在时具有一定对称性的电场场强分布 5 理解电容 电容器储能 掌握计算电容器电容的方法 6 理解电场的能量及其能量密度 静电平衡条件 1 导体内部各点的电场强度为零 2 导体表面处电场强度的方向 都与导体表面垂直 导体是个等势体 导体表面是个等势面 导体内部没有电荷 电荷只能分布在导体表面 导体表面附近场强与电荷面密度的关系 静电平衡下导体的性质 各向同性均匀电介质 电极化强度 定义 单位体积内分子电偶极矩的矢量和 电极化强度与极化电荷的关系 极化强度与极化电荷面密度的关系 极化强度对任意闭合面的通量与面内极化电荷的关系 各向同性均匀的电介质 称为相对电容率或相对介电常数 称为绝对介电常数 电介质中的高斯定理 定义 电容电容器 注 电容定义中的电荷总指极板上的自由电荷 电容器中储存的能量为 电场能量电场能量密度 电场能量密度 电场能量 在真空中 理解磁场 磁感应强度矢量 和磁力线 第12章恒定电流的磁场 掌握用毕奥 萨伐尔定律计算直线和圆环载流导线周围磁场的方法 重要结论 无限长载流直导线的磁场 半无限长载流直导线的磁场 载流导线延长线上点的磁场 载流直导线周围的磁场 载流圆环在圆心处的磁场 载流圆弧在圆心处的磁场 圆心角 载流直螺线管内部轴线上的磁场 无限长载流直螺线管内轴线上的磁场 半无限长载流直螺线管一端的磁场 习题册17 2 17 4 17 5 17 6 17 8 17 10 17 11 17 16 理解磁通量 磁学中的 高斯定理 习题册17 1 17 15 掌握安培环路定律及其应用 并能分析解决常见问题 1 电流正负的规定 当电流流向与回路L的绕向成右手螺旋时 电流取正 反之取负 2 积分式中的在路径L取值 它是所有电流 无论是否被L所围 共同产生的场 只是积分的结果仅与被L所围电流有关 3 环路定理只适用于闭合电流或无限电流 但对于一段载流导线不适用 只能用毕奥 萨伐尔定律 安培环路定理 无限长载流直导线 无限长载流圆柱 无限长螺线管 对称性 螺绕环 基本步骤 对称性分析 根据电流的对称性分析磁场的对称性 选取环路原则 与选高斯面类似 环路必须过场点 且为规则曲线环路的长度要便于计算要求环路上各点大小相等 方向与环路绕向一致 目的是将写成 或者的方向与环路绕向垂直 由安培环路定理 求出磁感应强度 习题册17 13 运动电荷的磁场公式 习题册17 3 17 18 第13章磁场对电流的作用 安培定律 载流导线受到的安培力 磁场对载流线圈的作用 一段有限长载流导线所受的磁场力 重要结论 均匀磁场中载流直导线所受磁场力 均匀磁场中弯曲载流导线所受磁场力 均匀磁场中 弯曲载流导线所受磁场力 与从起点到终点间载有同样电流的直导线所受的磁场力相同 均匀磁场中 任意闭合载流导线受磁场力为零 习题册18 8 18 9 18 15 18 16 18 17 其中 载流平面矩形线圈的磁矩 线圈所受磁力矩 习题册18 4 18 10 18 11 18 12 18 13 磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力 半径 周期 方向 以右手四指由经小于的角弯向 拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向 大小 洛仑兹力永远不对粒子作功 它只改变粒子的运动方向 而不改变粒子运动速度的大小 回转半径 回转周期 第14章磁场与磁介质的相互作用 磁介质 磁导率 顺磁质 抗磁质 铁磁质 弱磁介质 习题册19 3 磁化强度M 磁场强度H 三者之间的关系 一般情况 各向同性均匀非铁磁介质 习题册19 4 19 9 磁介质中的安培环路定理 习题册19 5 19 6 19 11 19 12等 第15章电磁感应 掌握法拉第电磁感应定律 楞次定律 楞次定律 闭合回路中感应电流的方向 总是使它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化 判断感应电动势的方向 掌握动生电动势及其计算 导体在磁场中运动 非静电力 洛仑兹力 理解感生电动势和感生电场 磁场变化 非静电力 感生电场力 理解自感和互感现象及其规律 磁场的能量密度 自感电动势 1 自感 磁链与电流的关系 自感系数 互感电动势 2 互感 磁链与电流的关系 互感系数 3 磁场的能量 自感磁能 互感磁能 磁能密度 磁场总能量 对于给定的闭合回路 对非闭合线路 可加辅助线使之闭合 自行规定绕行正方向 即满足右手螺旋关系的正法线方向 当计算结果 0时 则感应电动势的方向沿规定的正方向 0时 则感应电动势的方向沿规定的反方向 可利用楞次定律检验所得方向是否正确 根据感应电动势的方向 得到各点电势的高低 利用法拉第电磁感应定律的解题步骤 对于有回路的情况 常用法拉第电磁感应定律来求动生电动势和感生电动势 习题册20 15 20 18 20 19 第16章电磁场 电磁波 理解位移电流假设和非稳态磁场 位移电流密度 位移电流 位移电流 不是真正意义下的电流 只是因它有电流强度的量纲才被称作 电流 它实质上是变化的电场 麦克斯韦电磁场方程组的积分形式 了解电磁辐射基本原理 了解电磁波的能量和基本性质和电磁波谱 第6章狭义相对论基础 伽利略变换 经典力学的时空观 狭义相对论的基本原理 狭义相对性原理 光速不变原理 1 相对性原理 一切物理定律在所有惯性系中的形式保持不变 2 光速不变原理 光在真空中总是以确定的速度c传播 洛伦兹变换 同时的相对性 时序的绝对性 长度收缩 时间延缓 其中 L逆变换 相对论动力学 质量 动量 动力学方程 总能量 静止能量 动能 质能关系 能量动量关系 相对论动能 总能量 静止能量 能量 动量关系式 相对论质量 相对论动量 普朗克的能量子假设 光电效应 实验规律 瞬时性 爱因斯坦光电效应方程 其中 称为Planck常量 1 饱和光电流iS 2 截止电压UC 3 红限频率 0 第26章波粒二象性 光子的波粒二象性 康普顿效应 实物粒子的波粒二象性 德布洛意波 不确定关系 概率波与概率幅 德布罗意波是概率波 波函数 定量地描述微观粒子的状态 能量 时间的不确定关系 第27章薛定谔方程 薛定谔方程 普遍 定态 或 含时Schr dinger方程 波函数的基本性质 从物理上看 波函数的模平方代表发现粒子的概率密度 因此波函数必须是单值 有限 连续的 波函数还应满足归一化条件 一维运动的粒子 无限深势阱 势垒 隧道效应 一维谐振子 无限深方势阱的势函数 本征函数的最终结果为 Schr dinger方程 与yn对应的粒子状态称为能量本征态 一