2006年版物理（工）复习串讲资料第三篇

　　3.1 电学基础

　　3.2 磁学基础

　　3.3 电磁感应

　　电磁学，从字面上很容易想到这章的内容是和电磁有关，只所以称之为电磁学，是因为电和磁的密切关系。

　　下面首先介绍电学及和电学相关的物理量，讲到这里，说些题外话，仔细的同学一定发现，我们在介绍每一篇的时候总是先介绍研究对象，然后介绍研究对象涉及的相关物理量，进而量化这些物理量之间的关系，这是物理学科的特点，我们应该沿着这样的脉络来学习。

　　电虽然和我们很熟悉，但如果有人问你什么是电，你很难回答，因为电本身是很抽象的东西，所以最初的发现仅仅是通过观察带电体对其他物质的影响开始的。因此当一个物体经过摩擦以后有了吸引轻小物体的性质的时候，我们就称这个物体带了电。

　　电荷是电的基本单元。比较物体间带电多少就是比较它们拥有电荷的数目，电荷的多少叫电量，电量的单位库仑。自然界中电荷主要有两类，一类带正电称之为正电荷，一为带负电称之为负电荷，一个电子带电量正好是一个负电荷，约为 C.

　　点电荷：带电体抽象为电荷集中于一个几何点的理想化模型。

　　电荷的基本性质是和其他电荷发生相互作用，也就是说点电荷和点电荷之间存在力的作用，这种力的大小可通过库仑定律来表示：

　　真空中两带电的点电荷之间的相互作用的静电力大小和它们所带电量 乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力沿两点电荷的连线，即

　　上式表明真空中，两个电荷，相隔一定距离，中间并不存在由分子、原子组成的媒介物，却可以发生相互作用，显然不是上述公式的错误，因为上述结果是库仑先生通过试验总结的结果，那么就可以推知电荷和电荷之间所产生的相互作用，一定有其他的原因。这就是“场”的概念的由来，也就是说任何一个电荷，在自己的周围空间都能激发电场，电场的一个基本性质就是对处于其中的电荷产生作用力。这种作用力我们称之为电场力，反应电场强弱的物理量我们称它为电场强度。

　　其定义为：

　　它表明静电场中任一点的电场强度矢量的大小等于带有单位电量的电荷在该点所受电场力的大小，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。

　　一个点电荷形成电场中，距离点电荷r处的点P的场强度为

　　假设存在若干个电荷 ，每个电荷都会产生电场，它们的电场将发生叠加，此时我求某点P的场强如何计算呢？首先将每个电荷单独化处理，即假设其他电荷不在，求出单独状态下的电场强度，然后将每个电荷在P处的场强加合这也就是电场叠加原理。

　　为了形象描述电场中的强弱分布，在电场中人为地作出一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向与该点场强一致，这些曲线称为电场线，电场线疏密反映电场的弱强，电场中任一给定点附近，穿过垂直于场强方向的单位面积的电场线数与该点场强大小相等，通过某一个面的电场线数称为通过该面的电通量

　　有了电通量的概念，我们就可以将电场线和产生电场线的电荷联系起来，二者存在的关系就是高斯定理。

　　“在真空的静电场中，通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围电荷的电量的代数和的 .”

　　高斯定理反映了静电场是有源场。

　　根据前面讲过的知识，如果一点电荷放在电场中，则会受到电场力的作用，一个点电荷受到力后会怎样呢？想想看很明显是点电荷将在力的方向上移动，点电荷移动就会作功，所作的功为：

　　观察上式，一旦点电荷给出则 变成常量，这样一来 就只有和 有关了，说明静电场力对电荷所做的功只取决于被移动电荷的电量和所经路径的起点和终点的位置，而与移动的具体路径无关，说明静电场力是什么力啊！

　　保守力，也就是说静电场是保守场，静电场是保守场的另一表现是静电场场强的环流恒等于零。

　　即：

　　为什么呢 请看下面推导，电场力沿闭路做功为零

　　这个定理就是安培环路定理。

　　上述讲解中我们知道静电场是保守场，静电场力是保守力，保守力、保守场又有什么特点呢？想想看，保守场一个特点是物体在保守场作用下每一个位置都具有能量，称之为势能！

　　静电场既然是保守场，处于静电场某点则必存在势能。

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