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第一章 静电场　恒定电流场1

1．静电的基本现象和基本规律1

1.1　两种电荷1

1.2　静电感应　电荷守恒定律2

1.3　导体、绝缘体和半导体3

1.4　物质的电结构4

1.5　库仑定律5

2．电场　电场强度7

2.1　电场7

2.2　电场强度矢量E8

2.3　电场线10

2.4　电场强度叠加原理12

2.5　电荷的连续分布14

2.6　带电体在电场中受的力及其运动16

2.7　场的概念18

3．高斯定理20

3.1　立体角20

3.2　电通量21

3.3　高斯定理的表述及证明22

3.4　球对称的电场24

3.5　轴对称的电场27

3.6　无限大带电平面的电场28

3.7　从高斯定理看电场线的性质30

4．电势及其梯度31

4.1　静电场力所作的功与路径无关31

4.2　电势与电势差34

4.3　电势叠加原理37

4.4　等势面38

4.5　电势的梯度39

4.6　电偶极层42

5．静电场中的导体44

5.1　导体的平衡条件44

5.2　导体上的电荷分布46

5.3　导体壳（腔内无带电体情形）49

5.4　导体壳（腔内有带电体情形）53

6．静电能54

6.1　点电荷之间的相互作用能54

6.2　电荷连续分布情形的静电能59

6.3　电荷在外电场中的能量60

7．电容和电容器62

7.1　孤立导体的电容62

7.2　电容器及其电容62

7.3　电容器储能（电能）64

8．静电场边值问题的唯一性定理66

8.1　问题的提出66

8.2　几个引理67

8.3　叠加原理68

8.4　唯一性定理68

8.5　静电屏蔽69

8.6　电像法70

9．恒定电流场71

9.1　电流密度矢量71

9.2　欧姆定律的微分形式72

9.3　电流的连续方程73

9.4　两种导体分界面上的边界条件74

9.5　电流线在导体界面上的折射76

9.6　非静电力与电动势77

9.7　恒定电场对电流分布的调节作用78

本章提要80

思考题83

习题88

第二章 恒磁场98

1．磁的基本现象和基本规律98

1.1　磁的库仑定律98

1.2　电流的磁效应100

1.3　安培定律103

1.4　电流单位——安培108

2．磁感应强度　毕奥-萨伐尔定律109

2.1　磁感应强度矢量B109

2.2　毕奥-萨伐尔定律111

2.3　载流直导线的磁场112

2.4　载流圆线圈轴线上的磁场113

2.5　载有环向电流的圆筒在轴线上产生的磁场116

3．安培环路定理120

3.1　载流线圈与磁偶极层的等价性120

3.2　安培环路定理的表述和证明121

3.3　磁感应强度B是轴矢量123

3.4　安培环路定理应用举例123

4．磁场的“高斯定理”　磁矢势126

4.1　磁场的“高斯定理”126

4.2　磁矢势128

5．磁场对载流导线的作用134

5.1　安培力134

5.2　平行无限长直导线间的相互作用134

5.3　矩形载流线圈在均匀磁场中所受力矩135

5.4　载流线圈的磁矩136

5.5　磁偶极子与载流线圈的等价性138

5.6　直流电动机基本原理139

5.7　电流计线圈所受磁偏转力矩140

6．带电粒子在磁场中的运动141

6.1　洛伦兹力141

6.2　洛伦兹力与安培力的关系143

6.3　带电粒子在均匀磁场中的运动144

6.4　荷质比的测定146

6.5　回旋加速器的基本原理148

6.6　霍耳效应150

6.7　等离子体的磁约束152

本章提要154

思考题157

习题159

第三章 电磁感应　电磁场的相对论变换168

1．电磁感应定律168

1.1　电磁感应现象169

1.2　法拉第定律172

1.3　楞次定律175

1.4　涡电流和电磁阻尼176

2．动生电动势和感生电动势179

2.1　动生电动势179

2.2　交流发电机原理181

2.3　感生电动势　涡旋电场182

2.4　电子感应加速器184

3．磁矢势与磁场中带电粒子的动量185

3.1　磁场中带电粒子的“势动量”185

3.2　磁场中带电粒子的动量守恒定律186

3.3　电流元相互作用何时服从牛顿第三定律？189

3.4　磁矢势A和磁感应强度B哪个更基本？191

4．电磁场的相对论变换192

4.1　问题的提出192

4.2　相对论力学的若干结论193

4.3　电荷的不变性和洛伦兹力公式的协变性194

4.4　电磁场的变换公式196

4.5　运动点电荷的电场201

4.6　运动点电荷的磁场203

4.7　对特鲁顿-诺伯实验零结果的解释205

5．互感和自感206

5.1　互感系数206

5.2　自感系数209

5.3　两个线圈串联的自感系数212

5.4　自感磁能和互感磁能213

本章提要215

思考题216

习题218

第四章 电磁介质224

1．电介质224

1.1　电介质的极化224

1.2　极化的微观机制225

1.3　极化强度矢量P227

1.4　退极化场229

1.5　极化率231

1.6　电位移矢量D　有电介质时的高斯定理　介电常量232

2．磁介质（一）——分子电流观点235

2.1　磁介质的磁化235

2.2　磁化强度矢量M237

2.3　磁介质内的磁感应强度矢量B239

2.4　磁场强度矢量H　有磁介质时的安培环路定理240

3．磁介质（二）——磁荷观点242

3.1　磁介质的磁化　磁极化强度矢量J242

3.2　磁荷分布与磁极化强度矢量J的关系243

3.3　退磁场与退磁因子244

3.4　安培环路定理　高斯定理247

3.5　磁感应强度矢量B248

3.6　磁化率和磁导率249

4．磁介质两种观点的等效性250

4.1　电流环与磁偶极子的等效性250

4.2　基本规律的等效性252

4.3　磁介质棒问题上两种观点的对比253

4.4　小结254

5．磁介质的磁化规律和机理　铁电体255

5.1　磁介质的分类255

5.2　顺磁质和抗磁质256

5.3　铁磁质的磁化规律259

5.4　磁滞损耗262

5.5　铁磁质的分类263

5.6　铁磁质的微观结构和磁化机理265

5.7　铁电体　压电效应及其逆效应267

6．电磁介质界面上的边界条件　磁路定理268

6.1　两种电介质或磁介质分界面上的边界条件268

6.2　有介质情形的边值问题的唯一性定理270

6.3　电场线和磁感应线在界面上的折射271

6.4　磁路定理272

6.5　磁屏蔽276

7．电磁场能277

7.1　电场的能量和能量密度277

7.2　磁场的能量和能量密度279

本章提要282

思考题284

习题287

第五章 电路298

1．恒定电路中的电场和电源298

1.1　电源的电动势、内阻和路端电压298

1.2　化学电源300

1.3　温差电302

2．各种导体的导电机制306

2.1　金属导电的经典电子论306

2.2　线性与非线性导电规律309

2.3　气体导电310

3．恒定电路计算314

3.1　电阻的串联和并联314

3.2　简单电路举例315

3.3　基尔霍夫定律317

3.4　复杂电路举例319

3.5　电压源与电流源　等效电源定理321

4．暂态过程323

4.1　LR电路的暂态过程324

4.2　RC电路的暂态过程326

4.3　微分电路和积分电路328

4.4　LCR电路的暂态过程329

5．交流电概述331

5.1　各种形式的交流电331

5.2　描述简谐交流电的特征量333

6．交流电路中的元件335

6.1　概述335

6.2　交流电路中的电阻元件336

6.3　交流电路中的电容元件336

6.4　交流电路中的电感元件338

7．矢量图解法339

7.1　简谐量合成的矢量图解法340

7.2　串联电路340

7.3　并联电路341

7.4　串、并联电路的一些应用341

8．复数解法344

8.1　复电压、复电流和复阻抗、复导纳的概念344

8.2　串、并联电路的复数解法345

8.3　交流电桥346

8.4　交流电路的基尔霍夫方程组及其复数形式347

8.5　有互感的电路计算350

9．交流电功率351

9.1　瞬时功率与平均功率　有效值和功率因数351

9.2　有功电流与无功电流　提高功率因数的第一种作用354

9.3　视在功率和无功功率　提高功率因数的第二种作用355

9.4　有功电阻和电抗356

9.5　电导和电纳357

9.6　损耗角（δ）和耗散因数（tanδ）358

9.7　实际电抗元件的两种等效电路358

10．谐振电路359

10.1　串联谐振现象　谐振频率和相位差359

10.2　储能和耗能　Q值的第一种意义361

10.3　频率的选择性　Q值的第二种意义361

10.4　电压的分配　Q值的第三种意义363

10.5　并联谐振电路364

11．变压器365

11.1　理想变压器365

11.2　电压变比公式366

11.3　空载电流　电流变比公式367

11.4　输入和输出等效电路369

11.5　阻抗匹配370

11.6　变压器的用途371

12．三相交流电372

12.1　什么是三相交流电？　相电压与线电压372

12.2　三相电路中负载的联接373

12.3　三相电功率375

12.4　三相电产生旋转磁场376

12.5　三相感应电动机的运行原理、结构和使用379

本章提要380

思考题385

习题390

第六章 麦克斯韦电磁理论　电磁波　电磁单位制401

1．麦克斯韦电磁理论401

1.1　位移电流401

1.2　麦克斯韦方程组406

1.3　边界条件408

2．电磁波理论410

2.1　平面电磁波的解410

2.2　平面电磁波的性质413

2.3　光的电磁理论414

3．电磁场的能流密度与动量416

3.1　电磁场的能量原理和能流密度矢量416

3.2　带电粒子的电磁辐射418

3.3　偶极振子的辐射421

3.4　电磁场的动量　光压423

4．电磁波的产生425

4.1　从电磁振荡到电磁波425

4.2　赫兹实验427

4.3　电磁波的演示428

4.4　电磁波谱430

4.5　牛顿宇宙观的瓦解432

5．能量在电路里的传播432

5.1　能量在直流电路里的传播432

5.2　交流电路里的趋肤效应434

6．准恒电路和迅变电磁场436

6.1　准恒条件和集总参量437

6.2　高频时杂散参量的处理438

6.3　传输线和电报方程439

6.4　微波的特点443

7．电磁单位制444

7.1　单位制和量纲444

7.2　电磁单位与电磁公式444

7.3　绝对单位制448

7.4　国际单位制451

7.5　各单位制中公式的对比452

7.6　各单位制间单位的转换454

本章提要456

思考题459

习题460

附录A　矢量的乘积和对称性　立体角　曲线坐标系463

1．矢量的标积463

2．矢量的矢积463

3．矢量的三重积464

4．矢量的镜像反射对称性　极矢量和轴矢量466

5．立体角467

6．一般正交曲线坐标系的概念468

7．柱坐标系469

8．球坐标系470

附录B　矢量分析提要473

1．标量场和矢量场473

2．标量场的梯度474

3．矢量场的通量和散度　高斯定理475

4．矢量场的环量和旋度　斯托克斯定理478

5．一些公式482

6．矢量场的类别和分解482

附录C　二阶常系数微分方程484

附录D　复数的运算487

1．复数的表示法487

2．复数的四则运算488

3．欧拉公式489

4．简谐量的复数表示489

习题491

习题答案492

索引504