大學(xué)物理II知識點復(fù)習(xí)

1、大學(xué)物理大學(xué)物理 IIII大學(xué)物理II知識點復(fù)習(xí)主講：張雅鑫主講：張雅鑫物理電子學(xué)院太赫茲研究中心物理電子學(xué)院太赫茲研究中心zhangyaxinUESTCCompany L考試內(nèi)容考試內(nèi)容1.考試范圍 第7章、第8章熱學(xué) 第10章 靜電學(xué)、第11章 靜磁學(xué)、第12章 變化的電磁場、第16章 早期的量子論 第17章 量子力學(xué) 第18章 固體的能帶結(jié)構(gòu)2. 考試題型 選擇題 45分 填空題15分 計算題 40分3. 電磁學(xué)70%（靜電25%，靜磁20%，變化電磁25%） 近代20% 熱學(xué)10%計算題分布共4道題（10分/道）靜電學(xué) 一道靜磁學(xué) 一道變化的電磁場 一道早期的量子論 一道熱學(xué)知識點總結(jié)

2、熱學(xué)知識點總結(jié)Company L分子動理論重要知識點分子動理論重要知識點4 4、麥克斯韋氣體分子速率分布律、麥克斯韋氣體分子速率分布律3 3、能量按自由度均分定理、能量按自由度均分定理2 2、理想氣體的微觀模型、壓強(qiáng)和溫度的統(tǒng)計意義、理想氣體的微觀模型、壓強(qiáng)和溫度的統(tǒng)計意義1 1、熱力學(xué)系統(tǒng)、熱力學(xué)系統(tǒng)5 5、熱學(xué)第一定律、熱學(xué)第一定律Company L熱力學(xué)熱力學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)封閉封閉系統(tǒng)系統(tǒng)平衡態(tài)平衡態(tài)孤立孤立系統(tǒng)系統(tǒng)開放開放系統(tǒng)系統(tǒng)與外界完全隔絕與外界完全隔絕(即即與外界沒有質(zhì)量和與外界沒有質(zhì)量和能量交換能量交換)的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。 與外界沒有質(zhì)量交與外界沒有質(zhì)量交換和但有能量交換換和但有能量交

3、換的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。與外界既有質(zhì)量交與外界既有質(zhì)量交換又有能量交換的換又有能量交換的系統(tǒng)系統(tǒng)熱力學(xué)系統(tǒng)的所有可熱力學(xué)系統(tǒng)的所有可觀察的宏觀物理性質(zhì)觀察的宏觀物理性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài)。不隨時間變化的狀態(tài)。Company LCompany L分壓分壓定律定律溫度溫度壓強(qiáng)壓強(qiáng)統(tǒng)計統(tǒng)計Q =(EQ =(E2 2-E-E1 1 )+ A )+ A 對微小過程：對微小過程： dQ=dQ=d dE + dA E + dA VpTRiMMmoldd2 熱學(xué)第一定律熱學(xué)第一定律1.1.等體過程等體過程2.2.等溫過程等溫過程3.3.等壓過程等壓過程4.4.絕熱過程絕熱過程Company L靜電學(xué)知識點總結(jié)靜電學(xué)

4、知識點總結(jié)第十章第十章Company L知識點：庫侖定律、電場力疊加原理、電場強(qiáng)度；高斯定律，高斯定理應(yīng)用；環(huán)路定理，電勢，電勢計算，等勢面和電勢梯度概念。導(dǎo)體靜電平衡；電流密度，電動勢和穩(wěn)恒電場。電介質(zhì)極化，極化強(qiáng)度和極化電荷，電位移矢量，電介質(zhì)中高斯定理，電容和電容器，靜電場能量。Company L靜電學(xué)重要知識點靜電學(xué)重要知識點6 6、電荷守恒定律、電荷守恒定律4 4、電勢、電勢3 3、電場高斯定理、電場高斯定理2 2、電場強(qiáng)度、電場強(qiáng)度1 1、庫侖定律、庫侖定律5 5、靜電場中的導(dǎo)體、靜電場中的導(dǎo)體7 7、電介質(zhì)極化、電介質(zhì)極化8 8、電容器，電場能量、電容器，電場能量Company

5、L電場電場電荷電荷庫侖定律庫侖定律 點電荷點電荷元電荷元電荷電場的力電場的力的性質(zhì)的性質(zhì)電場的能電場的能的性質(zhì)的性質(zhì)電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度電勢電勢電場線電場線電場疊加電場疊加勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場等勢面等勢面電勢差電勢差電場力電場力電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系電勢能電勢能電功電功電場力做功與電場力做功與電勢能改變的電勢能改變的關(guān)系關(guān)系點電荷電場點電荷電場Company L電荷電荷電勢電勢電場電場強(qiáng)度強(qiáng)度庫倫庫倫力力電場電場力力功功Company L由高斯定理求具有對稱性分布的場強(qiáng): 由點電荷場強(qiáng)公式1.掌握電場強(qiáng)度 和電通量 概念，建立電場“分布”概念0FEqesE dS 2.掌握三種求場

6、強(qiáng) 的方法：E2014rqEer和疊加原理2014reEdEdqriinsideiSqSdE,01 由場強(qiáng) 與電勢V 的關(guān)系:E()Eijk VgradVVxyz Company L典型靜電場分布點電荷：均勻帶電圓環(huán)軸線上：無限長均勻帶電直線：均勻帶電球面：無限大均勻帶電平面：32001144rqrqEerr23)(41220 xRiqxE帶電直線）( 20rE()3200110 , 44r Rrq rqEEerr(r R)帶電平面）( 20ECompany L3.理解靜電場的保守性（環(huán)路定理）：0E dl靜電場為保守場（無源場）4.理解電勢差：BABABAUVVE dl電勢：dABAVElV

7、BAAVE dl或：電勢能：0BABpApBpAWEEEqE dl電場力作功：000()BABABABAWqUq VVqE dl的物理意義。Company LdabaVElVb場強(qiáng)積分法 ：注意：(1)積分與路徑無關(guān)，可依題意選最簡便的積分路徑。(2) 為路徑上各點總場，若各區(qū)域 表達(dá)式不同，應(yīng)分段積分.EE(3)積分值與零勢點選取有關(guān)，選取原則：0V有限b電荷有限分布選：0V5.掌握電勢計算的兩種方法電荷無限分布選： Company L 疊加法dqdVVdV注意：應(yīng)用典型帶電體的電勢公式選取相同的零勢點。典型帶電體的電勢：點電荷：均勻帶電圓環(huán)軸線上：均勻帶電球面：014qVr 1222014

8、()qVRx014qVr(rR)()014r RqVRCompany L靜電場靜電場中的導(dǎo)體中的導(dǎo)體Company L1.理解導(dǎo)體靜電平衡的條件。2.掌握導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，導(dǎo)體電荷分布的計算。surfaceEsurface導(dǎo)體表面鄰近處的場強(qiáng)必定和導(dǎo)體表面垂直。0insideE導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零 或: 導(dǎo)體是等勢體。導(dǎo)體表面是等勢面。導(dǎo)體內(nèi)處處凈電荷為零，0insideqoE導(dǎo)體表面鄰近處的場強(qiáng)，Company L4.掌握有導(dǎo)體存在時的電場分布的計算。計算有導(dǎo)體存在時的靜電場分布的基本依據(jù)：導(dǎo)體靜電平衡條件；電荷守恒定律；高斯定理。3. 掌握靜電平衡下空腔導(dǎo)體的性質(zhì)兩類腔體達(dá)到靜電平衡條件

9、下的特點Company L束縛束縛電荷電荷極化極化強(qiáng)度強(qiáng)度偶極矩偶極矩電偶極子電偶極子電位移電位移矢量引入矢量引入Company L對各向同性電介質(zhì)：0(1)rPE nP1.理解電位移矢量 的定義。D0DEP0rDE 2.確切理解有電介質(zhì)的高斯定理，并能利用它求解有電介質(zhì)存在時具有一定對稱性的電場問題。0eSSVD dSqdV靜電場有電介質(zhì)時的高斯定理Company L平行板電容器：3.理解電容的定義，掌握汁算簡單電容器和電容器組的電容的方法。電容的定義：UqC 并聯(lián)電容器組0rSCd 串聯(lián)電容器組iiCCiiCC114.掌握電容器的電能公式并能計算電容器的能量。電容器的能量：2211222e

10、QWCUQUCCompany L靜磁學(xué)知識點總結(jié)靜磁學(xué)知識點總結(jié)第十一章第十一章Company L知識點：磁場感應(yīng)強(qiáng)度，磁場疊加原理；畢奧薩伐爾定律，磁高斯定理，安培環(huán)路定理；洛倫茲力，安培力，安培定律。磁介質(zhì)及磁化現(xiàn)象，磁化強(qiáng)度和磁化電流；磁場強(qiáng)度矢量，磁介質(zhì)環(huán)路定理；鐵磁性。Company L靜磁學(xué)重要知識點靜磁學(xué)重要知識點6 6、洛倫茲力、安培力、洛倫茲力、安培力4 4、磁場安培環(huán)路定理、磁場安培環(huán)路定理3 3、磁場高斯定理、磁場高斯定理2 2、畢奧、畢奧薩伐爾定律薩伐爾定律1 1、磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁力線、磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁力線5 5、運動電荷磁場、運動電荷磁場7 7、磁介質(zhì)、磁介質(zhì)8 8、鐵磁

11、質(zhì)、鐵磁質(zhì)靜電荷靜電荷運動電荷運動電荷穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流靜電場靜電場穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場電場電場磁場磁場 學(xué)習(xí)方法：學(xué)習(xí)方法： 類比法類比法1.產(chǎn)生產(chǎn)生靜止電荷靜止電荷0v運動電荷運動電荷0v2.2.被作被作用電荷用電荷與電荷運動與電荷運動狀態(tài)無關(guān)狀態(tài)無關(guān)只對運動電荷作用只對運動電荷作用3.表觀表觀性質(zhì)性質(zhì)力力作功作功力力作功作功4.基本物基本物理量理量UEB5.基本基本定理定理00 LiiSldEqSdE iiLSIldBSdB00 基本基本性質(zhì)性質(zhì)表一表一 場的產(chǎn)生與性質(zhì)場的產(chǎn)生與性質(zhì)靜電場靜電場穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場1.1.點電荷點電荷( (電流元電流元) )場的疊加場的疊加rerdqEd204 Q

12、dqlId204 relIdBdr Irr方法方法典型題目典型題目QIQxxboaxboaxi2.某些對稱性某些對稱性高斯定理高斯定理球球柱柱面面(體、面、點體、面、點)(體、面、線體、面、線)(板、面板、面)安環(huán)定理安環(huán)定理(體、面、線體、面、線)柱柱面面 (板、面板、面)3.典型場疊加典型場疊加21IIJirdE02 rdIdB 20 長直螺線管長直螺線管表二表二 場量計算場量計算BE類比總結(jié)類比總結(jié) 表三表三 作用力作用力 靜電場靜電場 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場1.點點(元元)受力受力Eqf Bvqf 2.電荷電荷(電流電流)受力受力 )(QEdqf )(IBlIdf3.典型題目典型題目孤立導(dǎo)體

13、孤立導(dǎo)體ds受力？受力？思路：思路：0總E其余Edsdf02ds02其余ndsf d022idadl單位面積受力單位面積受力其余BlIdf diB0總20idlda20i其余nidadlf d220三三表三表三 作用力作用力 靜電場靜電場 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場4.應(yīng)用應(yīng)用電偶極子電偶極子ep磁偶極子磁偶極子mp0 iif0 iifEpM BmM 在外場中獲得的能量在外場中獲得的能量 qUqUWe)( UUqEpUl qe BmWm 類比總結(jié)類比總結(jié) 三三類比總結(jié)類比總結(jié) 表四表四 介質(zhì)介質(zhì) 電介質(zhì)電介質(zhì) 磁介質(zhì)磁介質(zhì)1.模型模型電偶極子電偶極子ep有極有極無極無極磁偶極子磁偶極子mp順、鐵順、鐵抗

14、抗2.介質(zhì)對場的影響介質(zhì)對場的影響極化極化極化極化強(qiáng)度強(qiáng)度VpPieiVlim0磁化磁化磁化磁化強(qiáng)度強(qiáng)度VmMiiV lim03.極化極化(磁化磁化)電荷電荷(電流電流)nPnMj4.各向同性線性各向同性線性介質(zhì)介質(zhì)EEPer 00) 1( HHMmr )1(5.理論上處理理論上處理繞開極繞開極(磁磁)化電化電荷荷(電流電流)的計算的計算PED 0 MBH 0 iiSqsdD0內(nèi)內(nèi) iiLIl dH0內(nèi)內(nèi)四四類比總結(jié)類比總結(jié) 表四表四 介質(zhì)介質(zhì) 電介質(zhì)電介質(zhì) 磁介質(zhì)磁介質(zhì)四四6.思路思路原則原則尋找極化電荷尋找極化電荷Q，與自，與自由電荷由電荷Q的場疊加的場疊加尋找磁化電流尋找磁化電流 I ，

15、與傳，與傳導(dǎo)電流導(dǎo)電流 I 的場疊加的場疊加對稱性對稱性rDED 0 qP HBHr 0 IjM 7.特殊介質(zhì)特殊介質(zhì)鐵電體鐵電體鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)電滯現(xiàn)象電滯現(xiàn)象居里點居里點介電常數(shù)大介電常數(shù)大磁滯現(xiàn)象磁滯現(xiàn)象居里點居里點磁導(dǎo)率大磁導(dǎo)率大421010 r421010 r類比總結(jié)類比總結(jié) 表五表五 能量能量 電能電能 磁能磁能1.器件中器件中電容電容電感電感221CVWe221LIWm2.場中場中場能密度場能密度EDwe 21HBwm 21場能場能dVwWVee VmmdVwWCompany L基本要求：基本要求：一、掌握畢奧一、掌握畢奧薩伐爾定律及計算載流導(dǎo)線磁場的方法；薩伐爾定律及計算載流導(dǎo)線磁

16、場的方法；二、掌握安培環(huán)路定理，并會利用該定理計算具有對稱性二、掌握安培環(huán)路定理，并會利用該定理計算具有對稱性電流分布的磁場。電流分布的磁場。三、掌握安培定律及計算載流導(dǎo)線（或載流線圈）在磁場三、掌握安培定律及計算載流導(dǎo)線（或載流線圈）在磁場中受力（或力矩）的方法；中受力（或力矩）的方法；四、掌握洛倫茲力公式，計算運動電荷在磁場受力問題。四、掌握洛倫茲力公式，計算運動電荷在磁場受力問題。Company L定理及定律：定理及定律：洛倫茲力公式：洛倫茲力公式：BvqEqf 安培定律安培定律 ： BlIdFd 畢畢薩定理：薩定理：24rrlIdBd H 的環(huán)路定理：的環(huán)路定理：SdtDjl dHSc

17、 )()(00EDBHrr 磁場高斯定理：磁場高斯定理： 0SdBCompany L變化的電磁場變化的電磁場知識點總結(jié)知識點總結(jié)第十二章第十二章Company L知識點：電磁感應(yīng)定律，動生電動勢，感生電動勢和感應(yīng)電場；自感和互感；磁場能量；位移電流；全電流環(huán)路定律；麥克斯韋方程組的積分形式；電磁波的產(chǎn)生，平面電磁波的基本性質(zhì)；電磁波譜。Company L1.法拉第的實驗規(guī)律法拉第的實驗規(guī)律感應(yīng)電動勢的大小與通過導(dǎo)體感應(yīng)電動勢的大小與通過導(dǎo)體回路的磁通量的變化率成正比回路的磁通量的變化率成正比tdd smcosBds 對勻強(qiáng)磁場中的平面線圈：對勻強(qiáng)磁場中的平面線圈： cosBSm 用法拉第電磁感

18、應(yīng)定律解題的步驟如下：用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的步驟如下：(i)首先求出回路面積上的磁通量首先求出回路面積上的磁通量(取正值取正值)：(ii)求導(dǎo)：求導(dǎo)：dtdmi Company L2. 動生電動勢動生電動勢Blvf單位時間內(nèi)導(dǎo)線切割的磁場線數(shù)單位時間內(nèi)導(dǎo)線切割的磁場線數(shù))(Befv電子受洛倫茲力電子受洛倫茲力 非靜電力非靜電力KFevBltidddtdm (16-8)il感生電場的方向可用感生電場的方向可用楞次定律楞次定律來確定。來確定。dlEi 感生電場感生電場Ei的電力線是的電力線是圍繞磁力線圍繞磁力線的的閉合曲線閉合曲線；3. 感生電動勢感生電動勢Company L式中比例系數(shù)式中比例系數(shù)L,叫做線圈的叫做線圈的自感系數(shù)自感系數(shù),簡稱自感。簡稱自感。N m IN m =LI4. 自感自感自感電動勢為自感電動勢為dt)LI(ddt)N(dmL 5. 互感互感I112B,INM1212 Company L6. 位移電流位移電流位移電流密度：位移電流密度：位移電流強(qiáng)度：位移電流強(qiáng)度：dtdIed tDJd 7. 全電流環(huán)路定理全電流環(huán)路定理位移位移電流電流 dlIIl dH 傳導(dǎo)