大学物理学总复习提纲.ppt

1、第一部分：稳恒磁场第一部分：稳恒磁场基本要求：基本要求：1.1.掌握掌握毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律及计算载流导线磁场的方及计算载流导线磁场的方法。法。2.2.掌握掌握有磁介质和无磁介质有磁介质和无磁介质时的时的安培环路定理安培环路定理，并，并会利用该定理计算具有对称性电流分布的磁场。会利用该定理计算具有对称性电流分布的磁场。3.3.掌握掌握高斯定理高斯定理，并会运用该定理计算某一曲面的，并会运用该定理计算某一曲面的磁通量。磁通量。4.4.掌握掌握安培定律安培定律及计算载流导线（或载流线圈）在及计算载流导线（或载流线圈）在磁场中受力（或力矩）的方法。磁场中受力（或力矩）的方法。5.5.掌握掌握

2、洛伦兹力公式洛伦兹力公式及计算运动电荷在磁场中受力及计算运动电荷在磁场中受力问题。问题。一、一、利用利用毕奥毕奥萨伐尔定律及萨伐尔定律及场强叠加原理解题场强叠加原理解题毕毕萨定律萨定律（电流元在空间产生的磁场）电流元在空间产生的磁场）任意载流导线在空间某处的磁感应强度任意载流导线在空间某处的磁感应强度 (场强叠加原理）场强叠加原理）（1 1）载流长直导线的磁场）载流长直导线的磁场无限长无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场半无限长半无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场2 2.圆形载流导线的磁场圆形载流导线的磁场圆环中心处的磁场圆环中心处的磁场 一段圆弧电流在一段圆弧电流在中心处的磁场

3、中心处的磁场二、利用安培环路定理和场强叠加原理计算某二、利用安培环路定理和场强叠加原理计算某种具有对称性磁场的种具有对称性磁场的 ，这些对称性磁场包，这些对称性磁场包括：括：（1 1）均匀密绕均匀密绕长直螺线管长直螺线管内部的磁场和密绕内部的磁场和密绕环形螺线管环形螺线管内部的磁场。内部的磁场。无限长载流螺线管内部磁场处处相等无限长载流螺线管内部磁场处处相等,外部磁场外部磁场为零。为零。环形螺线管环形螺线管内部磁场在同一个圆周上处处相等内部磁场在同一个圆周上处处相等,外外部磁场为零。部磁场为零。（2）无限长载流直导线、无限长均匀载流圆柱无限长载流直导线、无限长均匀载流圆柱面、无限长载流圆柱体、

4、无限长载流园管以及他面、无限长载流圆柱体、无限长载流园管以及他们共轴组合产生的磁场。们共轴组合产生的磁场。无限长载流圆柱体的磁场无限长载流圆柱体的磁场:的方向与的方向与 成右螺旋成右螺旋无限长载流圆柱面的磁场无限长载流圆柱面的磁场:（3）无限大均匀电流片。无限大均匀电流片。三、带电粒子在磁场中所收的洛仑兹力公式及三、带电粒子在磁场中所收的洛仑兹力公式及 其应用其应用 与与 不垂直不垂直（1）（2）（圆周运动）（圆周运动）（螺线运动）（螺线运动）四、安培力的计算四、安培力的计算（1 1）平面载流导线（直的或弯的）在）平面载流导线（直的或弯的）在均匀均匀磁场中所磁场中所 受的安培力。受的安培力。（

5、2 2）平面载流导线（直的或弯的）在）平面载流导线（直的或弯的）在非均匀非均匀磁场中磁场中 所受的安培力。所受的安培力。安培定律安培定律有限长载流导线所受的安培力有限长载流导线所受的安培力五、平面载流线圈及其在磁场中所受磁力矩的计算五、平面载流线圈及其在磁场中所受磁力矩的计算均匀磁场作用于载流线圈的力：均匀磁场作用于载流线圈的力：均匀磁场作用于载流线圈的磁力矩：均匀磁场作用于载流线圈的磁力矩：磁矩磁矩六、有磁介质时应用安培环路定理计算磁场强度、六、有磁介质时应用安培环路定理计算磁场强度、磁感应强度和磁化面电流密度。磁感应强度和磁化面电流密度。磁介质磁介质中的中的安培环路安培环路定理定理 各向同

6、性磁介质：各向同性磁介质：第二部分：电磁感应第二部分：电磁感应教学基本要求教学基本要求 一一、掌握、掌握并能熟练应用法拉第电磁感应定律并能熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向。和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向。二、理解二、理解动生电动势和感生电动势的本质。了动生电动势和感生电动势的本质。了解有旋电场的概念。解有旋电场的概念。三、了解三、了解自感和互感的现象，会计算几何形状自感和互感的现象，会计算几何形状简单的导体的自感和互感。简单的导体的自感和互感。四、了解四、了解磁场具有能量和磁能密度的概念，会磁场具有能量和磁能密度的概念，会计算均匀磁场和对称磁场的能量

7、。计算均匀磁场和对称磁场的能量。五、了解五、了解位移电流和麦克斯韦电场的基本概念位移电流和麦克斯韦电场的基本概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律若闭合回路的电阻为若闭合回路的电阻为 R，感应电流为：感应电流为：流过回路的电荷：流过回路的电荷：二、楞次定律二、楞次定律 闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因（反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等）。原因（反抗相对运动、磁场变化或线

8、圈变形等）。三三、动生电动势、动生电动势动生电动势的动生电动势的非非静电力场来源是洛伦兹力。静电力场来源是洛伦兹力。方向：由方向：由 决定。决定。四、四、感生电动势感生电动势产生感生电动势的非静电力是感生电场。产生感生电动势的非静电力是感生电场。麦克斯韦假设麦克斯韦假设：变化的磁场在其周围空间激发一变化的磁场在其周围空间激发一种电场种电场,这个电场叫感生电场这个电场叫感生电场（也叫（也叫涡旋电场）涡旋电场）。闭合回路中的感生电动势：闭合回路中的感生电动势：感生感生电场是电场是非非保守场保守场 和和 均对电荷有力的作用均对电荷有力的作用（相同点）。（相同点）。静静电场是保守场电场是保守场 产生的

9、源不同。产生的源不同。静静电场由电荷产生；电场由电荷产生；感生感生电场是由电场是由变化的磁场变化的磁场产生。产生。静电场的电场线有始点和终点，不闭合；感生电场静电场的电场线有始点和终点，不闭合；感生电场的电场线是闭合曲线）。的电场线是闭合曲线）。感生电场和静电场的感生电场和静电场的对比对比：五、自感与自感电动势、自感与自感电动势自感系数：自感系数：自感电动势：自感电动势：六、互感与互感电动势六、互感与互感电动势互感系数：互感系数：互感电动势：互感电动势：七、磁场能量密度与磁场能量七、磁场能量密度与磁场能量磁场能量密度：磁场能量密度：磁场能量：磁场能量：八、位移电流与麦克斯韦电磁场方程的积分形式

10、八、位移电流与麦克斯韦电磁场方程的积分形式位移电流位移电流：方方程程的的积积分分形形式式麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场第三部分：机械振动第三部分：机械振动教学基本要求教学基本要求 一、掌握一、掌握描述简谐运动的各个物理量（特别是描述简谐运动的各个物理量（特别是相位）的物理意义及各量间的关系。相位）的物理意义及各量间的关系。二、掌握二、掌握描述简谐运动的旋转矢量法和图线表描述简谐运动的旋转矢量法和图线表示法，并会用于简谐运动规律的讨论和分析。示法，并会用于简谐运动规律的讨论和分析。三、掌握三、掌握简谐运动的基本特征，能建立一维简简谐运动的基本特征，能建立一维简谐运动的微分方程，能根据给定的初始条件

11、写出一谐运动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐运动的运动方程，并理解其物理意义。维简谐运动的运动方程，并理解其物理意义。四、理解四、理解同方向、同频率简谐运动的合成规律。同方向、同频率简谐运动的合成规律。一、描述简谐振动的物理量：一、描述简谐振动的物理量：振幅、相位、周期、频率、角频率。振幅、相位、周期、频率、角频率。二、判断是不是简谐振动的准则：二、判断是不是简谐振动的准则：1、物体只受线性恢复力（力的角度）、物体只受线性恢复力（力的角度）2、动力学方程（牛顿第二定律的角度），也、动力学方程（牛顿第二定律的角度），也 叫简谐振动的微分方程。叫简谐振动的微分方程。3、运动学方程、运动

12、学方程三、简谐振动的速度和加速度三、简谐振动的速度和加速度四、简谐振动的表示法四、简谐振动的表示法1、三角函数法。、三角函数法。2、旋转矢量法、旋转矢量法五、振动系统的能量五、振动系统的能量1、动能、动能2、势能、势能3、机械能、机械能六、六、简谐振动的合成（同方向同频率简谐振动的合简谐振动的合成（同方向同频率简谐振动的合 成，合振动仍为简谐振动）成，合振动仍为简谐振动）同相时：同相时：反相时：反相时：干涉相长干涉相长干涉相消干涉相消第四部分：机械波第四部分：机械波教学基本要求教学基本要求 一一、掌握、掌握描述简谐波的各物理量及各量间描述简谐波的各物理量及各量间的关系。的关系。二、理解二、理解

13、机械波产生的条件。机械波产生的条件。掌握由已知质掌握由已知质点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方法，理解波函数的物理意义。了解波的能量传播法，理解波函数的物理意义。了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。特征及能流、能流密度概念。三、了解三、了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。四、理解四、理解驻波及其形成，了解驻波和行波的驻波及其形成，了解驻波和行波的区别。区别。

14、五、了解五、了解机械波的多普勒效应及其产生的原机械波的多普勒效应及其产生的原因。在波源或观察者沿二者连线运动的情况下，因。在波源或观察者沿二者连线运动的情况下，能计算多普勒频移。能计算多普勒频移。一、几个基本概念一、几个基本概念横波：质点振动方向与波的传播方向相横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直垂直的波。的波。纵波：质点振动方向与波的传播方向互相纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行平行的波。的波。2、波长、波的周期、频率与波速、波长、波的周期、频率与波速1、横波与纵波、横波与纵波波长波长 ：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为为 的振动质点之间的距离

15、，即一个完整波形的振动质点之间的距离，即一个完整波形的长度。的长度。周期周期 ：波前进一个波长的距离所需要的时间。：波前进一个波长的距离所需要的时间。频率频率 ：周期的倒数，即单位时间内波动所：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目。传播的完整波的数目。波速波速 ：波动过程中，某一振动状态（即振动：波动过程中，某一振动状态（即振动相位）单位时间内所传播的距离（相速）。相位）单位时间内所传播的距离（相速）。二、平面简谐波二、平面简谐波 沿沿 轴轴负负向向 点点 O 振动方程：振动方程：波波函函数数 沿沿 轴轴正正向向 1、平面简谐波的波函数、平面简谐波的波函数2、波动方程的其它形式波动

16、方程的其它形式3、质点的振动速度，加速度、质点的振动速度，加速度4、波函数的物理意义、波函数的物理意义（1）当当 x 固定时，固定时，波函数表示该点的简谐运动波函数表示该点的简谐运动方程。方程。（2）当当 一定时，波函数表示该时刻波线上一定时，波函数表示该时刻波线上各点相对其平衡位置的位移，即此刻的波形。各点相对其平衡位置的位移，即此刻的波形。（3）若若 均变化，波函数表示波形沿传播方均变化，波函数表示波形沿传播方向的运动情况（行波）。向的运动情况（行波）。5、波的能量、波的能量2 体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能均最大。均最大。2 体积元的位移最大时，三者均为零。体积元的位移最大时，三者均为零。（1）在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、势能、总机械能均随势能、总机械能均随 作周期性变化，且变化是作周期性变化，且变化是同相位同相位的。的。（2）任一体积元都在不断地接收和放出能量，即任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播能量不断地传播能量。任一体积元的机械能不守恒任一体积元的机械能不守恒，波