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绪论1

第一章 静电场11

1.1静电的基本现象和基本规律11

1.1.1两种电荷11

1.1.2静电感应 电荷守恒定律12

1.1.3导体、绝缘体和半导体13

1.1.4物质的电结构14

1.1.5库仑定律15

思考题18

习题18

1.2电场 电场强度19

1.2.1电场19

1.2.2电场强度矢量E20

1.2.3电场强度叠加原理22

1.2.4电荷的连续分布24

1.2.5带电体在电场中受的力及其运动27

1.2.6矢量场的描述29

思考题31

习题31

1.3高斯定理33

1.3.1电场线及其数密度33

1.3.2电场强度通量36

1.3.3高斯定理的表述和证明39

1.3.4从高斯定理看电场线的性质42

1.3.5高斯定理应用举例43

思考题48

习题49

1.4电势及其梯度51

1.4.1静电场力所做的功与路径无关51

1.4.2电势差与电势53

1.4.3电势叠加原理57

1.4.4等势面59

1.4.5电势的梯度61

1.4.6小结64

思考题65

习题66

1.5带电体系的静电能70

1.5.1点电荷之间的相互作用能70

1.5.2电荷连续分布情形的静电能75

1.5.3电荷在外电场中的能量76

1.5.4带电体系受力问题77

思考题78

习题78

附录A矢量乘积 立体角 曲线坐标系79

A.1矢量的乘积79

A.2立体角82

A.3柱坐标系和球坐标系83

第二章 静电场中的导体和电介质91

2.1静电场中的导体91

2.1.1导体的静电平衡条件91

2.1.2电荷分布94

2.1.3导体壳（腔内无带电体的情形）97

2.1.4导体壳（腔内有带电体的情形）101

思考题103

习题106

2.2电容和电容器108

2.2.1孤立导体的电容108

2.2.2电容器及其电容109

2.2.3电容器的并联、串联113

2.2.4电容器储能（电能）115

思考题117

习题118

2.3电介质124

2.3.1电介质的极化124

2.3.2极化的微观机制125

2.3.3电极化强度P127

2.3.4退极化场129

2.3.5电介质的极化规律 极化率132

2.3.6电位移矢量D与有介质时的高斯定理 介电常量134

2.3.7电介质在电容器中的作用137

2.3.8压电效应及其逆效应138

2.3.9小结139

思考题139

习题140

2.4电场的能量和能量密度146

习题148

附录B静电场边值问题的唯一性定理148

B.1问题的提出149

B.2几个引理149

B.3叠加原理150

B.4唯一性定理的证明150

B.5静电屏蔽151

B.6有电介质的情形152

第三章 恒定电流157

3.1电流的恒定条件和导电规律157

3.1.1电流 电流密度矢量157

3.1.2电流的连续方程 恒定条件159

3.1.3欧姆定律 电阻 电阻率160

3.1.4电功率 焦耳定律164

3.1.5金属导电的经典微观解释166

思考题170

习题170

3.2电源及其电动势172

3.2.1非静电力172

3.2.2电动势173

3.2.3电源的路端电压174

3.2.4闭合回路的电流和输出功率176

3.2.5丹聂耳电池177

3.2.6恒定电路中电荷和静电场的作用179

思考题180

习题181

3.3简单电路182

3.3.1串联和并联电路182

3.3.2平衡电桥188

3.3.3电势差计190

思考题192

习题195

3.4复杂电路201

3.4.1基尔霍夫方程组202

3.4.2电压源与电流源 等效电源定理206

3.4.3叠加定理209

3.4.4 Y-△电路的等效代换211

思考题212

习题213

3.5温差电现象216

3.5.1汤姆孙效应216

3.5.2佩尔捷效应218

3.5.3温差电效应及其应用218

思考题221

3.6电子发射与气体导电221

3.6.1逸出功和电子发射221

3.6.2气体的被激导电223

3.6.3气体的自持导电224

3.6.4等离子体与受控热核实验226

习题228

第四章 恒定磁场231

4.1磁的基本现象和基本规律231

4.1.1磁的基本现象231

4.1.2磁场234

4.1.3安培定律235

4.1.4电流强度单位——安培的定义和绝对测量240

4.1.5磁感应强度矢量B241

思考题244

4.2载流回路的磁场244

4.2.1毕奥-萨伐尔定律244

4.2.2载流直导线的磁场245

4.2.3载流圆线圈轴线上的磁场247

4.2.4载流螺线管中的磁场251

思考题255

习题255

4.3磁场的“高斯定理”与安培环路定理259

4.3.1磁场的“高斯定理”259

4.3.2安培环路定理的表述和证明261

4.3.3安培环路定理应用举例264

思考题266

习题267

4.4磁场对载流导线的作用268

4.4.1安培力268

4.4.2平行无限长直导线间的相互作用269

4.4.3矩形载流线圈在均匀磁场中所受的力矩269

4.4.4载流线圈的磁矩271

4.4.5直流电动机的基本原理273

4.4.6电流计线圈所受的磁偏转力矩274

思考题275

习题276

4.5带电粒子在磁场中的运动281

4.5.1洛伦兹力281

4.5.2洛伦兹力与安培力的关系283

4.5.3带电粒子在均匀磁场中的运动284

4.5.4比荷的测定286

4.5.5回旋加速器的基本原理289

4.5.6霍耳效应290

4.5.7等离子体的磁约束293

思考题294

习题296

4.6电磁场的相对论变换300

4.6.1问题的提出300

4.6.2相对论力学的若干结论301

4.6.3电磁规律的协变性和电荷的不变性305

4.6.4电磁场的相对论变换公式307

4.6.5运动点电荷的电场308

4.6.6运动点电荷的磁场310

4.6.7对特鲁顿-诺伯实验零结果的解释313

思考题314

习题314

第五章 电磁感应和暂态过程3

5.1电磁感应定律317

5.1.1电磁感应现象318

5.1.2法拉第定律321

5.1.3楞次定律3

5.1.4涡电流和电磁阻尼325

5.1.5趋肤效应328

思考题330

习题331

5.2动生电动势和感生电动势333

5.2.1动生电动势333

5.2.2交流发电机原理336

5.2.3感生电动势 涡旋电场338

5.2.4电子感应加速器339

思考题341

习题342

5.3互感和自感343

5.3.1互感系数343

5.3.2自感系数345

5.3.3两个线圈串联的自感系数349

5.3.4自感磁能和互感磁能350

思考题352

习题353

5.4暂态过程355

5.4.1 LR电路的暂态过程355

5.4.2 RC电路的暂态过程357

5.4.3微分电路和积分电路359

5.4.4 LCR电路的暂态过程361

思考题363

习题364

5.5灵敏电流计和冲击电流计366

5.5.1灵敏电流计366

5.5.2冲击电流计369

思考题375

附录C二阶线性常系数微分方程376

第六章 磁介质381

6.1分子电流观点381

6.1.1磁介质的磁化 磁化强度矢量M及其与磁化电流的关系381

6.1.2磁介质内的磁感应强度B385

6.1.3磁场强度矢量H与有磁介质时的安培环路定理和“高斯定理”386

习题388

6.2等效的磁荷观点389

6.2.1磁的库仑定律 磁场强度矢量H磁偶极子389

6.2.2磁介质的磁化 磁极化强度矢量J及其与磁荷的关系392

6.2.3退磁场与退磁因子394

6.2.4两种观点的等效性397

思考题402

习题402

6.3介质的磁化规律404

6.3.1磁化率和磁导率404

6.3.2顺磁质和抗磁质406

6.3.3铁磁质的磁化规律409

6.3.4磁滞损耗413

6.3.5铁磁质的分类414

6.3.6铁磁质的微观结构417

习题418

6.4边界条件 磁路定理421

6.4.1磁介质的边界条件421

6.4.2磁感应线在边界面上的“折射”422

6.4.3磁路定理423

6.4.4磁屏蔽427

习题428

6.5磁场的通量和通量密度432

习题436

第七章 交流电439

7.1交流电概述439

7.1.1各种形式的交流电439

7.1.2描述简谐交流电的特征量441

习题443

7.2交流电路中的元件444

7.2.1概述444

7.2.2交流电路中的电阻元件445

7.2.3交流电路中的电容元件445

7.2.4交流电路中的电感元件447

7.2.5小结449

思考题450

习题450

7.3元件的串联和并联（矢量图解法）451

7.3.1用矢量图解法计算串、并联电路451

7.3.2用矢量图解法计算同频简谐量的叠加452

7.3.3串联电路453

7.3.4并联电路456

7.3.5串、并联电路的应用（旁路、相移、滤波）457

思考题461

习题462

7.4交流电路的复数解法466

7.4.1用复数法计算同频简谐量的叠加466

7.4.2复电压、复电流及复阻抗的概念467

7.4.3串、并联电路的复数解法468

7.4.4复导纳471

7.4.5交流电路的基尔霍夫方程组及其复数形式472

7.4.6等效电源定理和Y-△阻抗代换公式的运用476

7.4.7有互感的电路计算479

思考题480

习题481

7.5交流电的功率484

7.5.1瞬时功率与平均功率 有效值和功率因数484

7.5.2有功电流与无功电流 提高功率因数的第一个作用487

7.5.3视在功率和无功功率 提高功率因数的第二个作用488

7.5.4有功电阻和电抗490

7.5.5电导与电纳492

7.5.6品质因数（Q值）、损耗角（δ）和耗散因数（tan8）493

思考题495

习题496

7.6谐振电路与Q值的意义498

7.6.1串联谐振现象 谐振频率和相位差498

7.6.2储能与耗能和Q值的第一种意义500

7.6.3频率的选择性和Q值的第二种意义503

7.6.4电压分配和Q值的第三种意义504

7.6.5阻尼振荡和Q值的第四种意义506

7.6.6并联谐振电路507

思考题509

习题509

7.7交流电桥509

7.7.1基本原理510

7.7.2几种常用的交流电桥511

思考题513

习题513

7.8变压器原理514

7.8.1理想变压器514

7.8.2变比公式515

7.8.3输入和输出等效电路518

7.8.4阻抗的匹配520

7.8.5变压器的用途521

思考题522

习题523

7.9三相交流电524

7.9.1什么是三相交流电 相电压与线电压524

7.9.2三相电路中负载的连接526

7.9.3三相电功率529

7.9.4三相电产生旋转磁场530

7.9.5三相感应电动机的运行原理、结构和使用532

思考题535

习题536

附录D矢量图解法和复数法536

D.1一维同频简谐量的叠加问题536

D.2矢量图解法537

D.3复数的基本知识539

D.4复数法541

D.5小结542

第八章 麦克斯韦电磁理论和电磁波547

8.1麦克斯韦电磁理论547

8.1.1麦克斯韦电磁理论产生的历史背景547

8.1.2位移电流548

8.1.3麦克斯韦方程组553

8.1.4边界条件555

习题557

8.2电磁波557

8.2.1电磁波的产生和传播557

8.2.2偶极振子发射的电磁波560

8.2.3带电粒子加速运动的电磁辐射565

8.2.4电磁波的性质567

8.2.5光的电磁理论571

8.2.6电磁波谱573

8.3电磁场的能流密度与动量575

8.3.1电磁场的能量原理和能流密度矢量575

8.3.2电磁场的动量 光压578

8.3.3电磁场是物质的一种形态580

思考题582

习题583

8.4似稳电路和迅变电磁场584

8.4.1似稳条件和集中参量584

8.4.2高频时杂散参量的处理586

8.4.3传输线与电报方程586

8.4.4微波的特点590

习题591

附录E矢量分析提要591

E.1标量场和矢量场591

E.2标量场的梯度592

E.3矢量场的通量和散度 高斯定理593

E.4矢量场的环量和旋度 斯托克斯定理597

E.5一些公式600

E.6矢量场的类别和分解601

E.7磁场的矢势602

习题605

第九章 电磁学的单位制609

9.1单位制和量纲609

9.1.1单位制 基本单位和导出单位609

9.1.2物理量的量纲611

9.2常用的两种电磁学单位制612

9.2.1 MKSA有理制612

9.2.2高斯单位制613

9.3两种单位制中物理公式的转换620

习题624

习题答案626

名词索引652

人名索引665