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绪论1

第一章 静电场15

1静电的基本现象和基本规律15

1.1两种电荷15

1.2静电感应 电荷守恒定律17

1.3导体、绝缘体和半导体19

1.4物质的电结构20

1.5库仑定律22

思考题25

习题26

2电场 电场强度27

2.1电场27

2.2电场强度矢量E28

2.3电场强度叠加原理32

2.4电荷的连续分布35

2.5带电体在电场中受的力及其运动39

思考题42

习题42

3高斯定理45

3.1电力线及其数密度45

3.2电通量52

3.3高斯定理的表述和证明54

3.4从高斯定理看电力线的性质59

3.5高斯定理应用举例61

思考题69

习题70

4电位及其梯度73

4.1静电场力所做的功与路径无关73

4.2电位差与电位76

4.3电位叠加原理82

4.4等位面85

4.5电位的梯度89

4.6小结93

思考题94

习题95

5带电体系的静电能101

5.1点电荷之间的相互作用能101

5.2电荷连续分布情形的静电能107

5.3电荷在外电场中的能量109

5.4带电体系受力问题110

思考题111

习题112

附录A-矢量乘积 立体角 曲线坐标系112

A.1矢量的乘积112

A.2立体角116

A.3柱坐标系和球坐标系117

第二章 静电场中的导体和电介质127

1静电场中的导体127

1.1导体的静电平衡条件127

1.2电荷分布132

1.3导体壳（腔内无带电体的情形）136

1.4导体壳（腔内有带电体的情形）142

思考题146

习题150

2电容和电容器153

2.1孤立导体的电容153

2.2电容器及其电容154

2.3电容器的并联、串联160

2.4电容器储能（电能）163

思考题166

习题168

3电介质177

3.1电介质的极化177

3.2极化的微观机制179

3.3极化强度矢量P181

3.4退极化场185

3.5电介质的极化规律 极化率189

3.6电位移矢量D与有介质时的高斯定理 介电常数191

3.7电介质在电容器中的作用196

3.8压电效应及其逆效应197

3.9小结199

思考题200

习题201

4电场的能量和能量密度209

习题213

附录B 静电场边值问题的唯一性定理213

B.1问题的提出214

B.2几个引理214

B.3叠加原理216

B.4唯一性定理的证明216

B.5静电屏蔽217

B.6有电介质的情形219

第三章 稳恒电流223

1电流的稳恒条件和导电规律223

1.1电流强度 电流密度矢量223

1.2电流的连续方程 稳恒条件226

1.3欧姆定律 电阻 电阻率228

1.4电功率焦耳定律234

1.5金属导电的经典微观解释237

思考题242

习题243

2电源及其电动势246

2.1非静电力246

2.2电动势247

2.3电源的路端电压248

2.4闭合回路的电流强度和输出功率251

2.5丹聂耳电池253

2.6稳恒电路中电荷和静电场的作用256

思考题258

习题259

3简单电路260

3.1串联和并联电路260

3.2平衡电桥268

3.3电位差计272

思考题275

习题280

4复杂电路288

4.1基尔霍夫方程组290

4.2电压源与电流源 等效电源定理296

4.3叠加定理301

4.4 Y-△电路的等效代换302

思考题304

习题305

5温差电现象310

5.1汤姆逊效应311

5.2珀耳帖效应312

5.3温差电效应及其应用314

思考题318

6电子发射与气体导电318

6.1脱出功和电子发射318

6.2气体的被激导电321

6.3气体的自持导电322

6.4等离子体与受控热核实验325

习题327

第四章 稳恒磁场331

1磁的基本现象和基本规律331

1.1磁的基本现象331

1.2磁场335

1.3安培定律337

1.4电流强度单位——安培的定义和绝对测量344

1.5磁感应强度矢量B346

思考题350

2载流回路的磁场352

2.1毕奥-萨伐尔定律352

2.2载流直导线的磁场353

2.3载流圆线圈轴线上的磁场355

2.4载流螺线管中的磁场361

思考题367

习题367

3磁场的“高斯定理”与安培环路定理372

3.1磁场的“高斯定理”373

3.2安培环路定理的表述和证明377

3.3安培环路定理应用举例380

思考题384

习题385

4磁场对载流导线的作用387

4.1安培力387

4.2平行无限长直导线间的相互作用387

4.3矩形载流线圈在均匀磁场中所受的力矩389

4.4载流线圈的磁矩390

4.5直流电动机的基本原理392

4.6电流计线圈所受的磁偏转力矩395

思考题397

习题397

5带电粒子在磁场中的运动405

5.1洛伦兹力405

5.2洛伦兹力与安培力的关系408

5.3带电粒子在均匀磁场中的运动410

5.4荷质比的测定413

5.5回旋加速器的基本原理417

5.6霍耳效应419

5.7等离子体的磁约束423

思考题425

习题427

6不同参照系之间电磁场的变换434

6.1相对论力学的若干结论434

6.2电磁规律的协变性和电荷的不变性439

6.3电磁场的变换公式442

6.4运动点电荷的电场443

6.5运动点电荷的磁场446

6.6对特鲁顿-诺伯实验零结果的解释450

思考题451

习题451

第五章 电磁感应和暂态过程455

1电磁感应定律455

1.1电磁感应现象456

1.2法拉第定律461

1.3楞次定律466

1.4涡电流和电磁阻尼468

1.5趋肤效应472

思考题474

习题476

2动生电动势和感生电动势479

2.1动生电动势480

2.2交流发电机原理483

2.3感生电动势 涡旋电场486

2.4电子感应加速器488

思考题491

习题491

3互感和自感493

3.1互感系数493

3.2自感系数497

3.3两个线圈串联的自感系数502

3.4自感磁能和互感磁能504

思考题507

习题508

4暂态过程511

4.1 LR电路的暂态过程511

4.2 RC电路的暂态过程515

4.3微分电路和积分电路517

4.4 LCR电路的暂态过程520

思考题523

习题524

5灵敏电流计和冲击电流计527

5.1灵敏电流计527

5.2冲击电流计532

思考题541

附录C 二阶线性常系数微分方程542

第六章 磁介质549

1分子电流观点549

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549

1.2磁介质内的磁感应强度B555

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”557

习题560

2等效的磁荷观点561

2.1磁的库仑定律 磁场强度矢量H磁偶极子561

2.2磁介质的磁化 磁极化强度矢量J及其与磁荷的关系567

2.3退磁场与退磁因子569

2.4两种观点的等效性573

思考题581

习题581

3介质的磁化规律584

3.1磁化率和磁导率584

3.2顺磁质和抗磁质587

3.3铁磁质的磁化规律592

3.4磁滞损耗597

3.5铁磁质的分类599

3.6铁磁质的微观结构602

习题605

4边界条件 磁路定理609

4.1磁介质的边界条件609

4.2磁感应线在边界面上的“折射”612

4.3磁路定理612

4.4磁屏蔽620

习题621

5磁场的能量和能量密度626

习题631

第七章 交流电635

1交流电概述635

1.1各种形式的交流电635

1.2描述简谐交流电的特征量639

习题642

2交流电路中的元件642

2.1概述642

2.2交流电路中的电阻元件644

2.3交流电路中的电容元件645

2.4交流电路中的电感元件647

2.5小结650

思考题652

习题652

3元件的串联和并联（矢量图解法）653

3.1用矢量图解法计算串、并联电路653

3.2用矢量图解法计算同频简谐量的叠加654

3.3串联电路657

3.4并联电路660

3.5串、并联电路的应用（旁路、相移、滤波）662

思考题667

习题669

4交流电路的复数解法674

4.1用复数法计算同频简谐量的叠加674

4.2复电压、复电流及复阻抗的概念675

4.3串、并联电路的复数解法677

4.4复导纳681

4.5交流电路的基尔霍夫方程组及其复数形式683

4.6等效电源定理和Y—△阻抗代换公式的运用687

4.7有互感的电路计算692

思考题694

习题696

5交流电的功率698

5.1瞬时功率与平均功率 有效值和功率因数698

5.2有功电流与无功电流 提高功率因数的第一个作用703

5.3视在功率和无功功率 提高功率因数的第二个作用705

5.4有功电阻和电抗707

5.5电导与电纳710

5.6品质因数（Q值）、损耗角（δ）和耗散因数（tan δ）712

思考题715

习题715

6谐振电路与Q值的意义718

6.1串联谐振现象 谐振频率和位相差718

6.2储能与耗能和Q值的第一种意义722

6.3频率的选择性和Q值的第二种意义725

6.4电压分配和Q值的第三种意义728

6.5阻尼振荡和Q值的第四种意义730

6.6并联谐振电路732

思考题734

习题735

7交流电桥735

7.1基本原理736

7.2几种常用的交流电桥738

思考题740

习题740

8变压器原理741

8.1理想变压器741

8.2变比公式743

8.3输入和输出等效电路747

8.4阻抗的匹配749

8.5变压器的用途751

思考题752

习题753

9三相交流电756

9.1什么是三相交流电 相电压与线电压756

9.2三相电路中负载的联接758

9.3三相电功率761

9.4三相电产生旋转磁场763

9.5三相感应电动机的运行原理、结构和使用767

思考题770

习题771

附录D 矢量图解法和复数法772

D.1一维同频简谐量的叠加问题772

D.2矢量图解法773

D.3复数的基本知识775

D.4复数法777

D.5小结778

第八章 麦克斯韦电磁理论和电磁波783

1麦克斯韦电磁理论783

1.1麦克斯韦电磁理论产生的历史背景783

1.2位移电流785

1.3麦克斯韦方程组793

1.4边界条件796

习题799

2电磁波799

2.1电磁波的产生和传播799

2.2偶极振子发射的电磁波804

2.3电磁波的性质810

2.4光的电磁理论816

2.5电磁波谱819

3电磁场的能流密度与动量822

3.1电磁场的能量原理和能流密度矢量822

3.2电磁场的动量 光压827

3.3电磁场是物质的一种形态830

思考题833

习题834

4似稳电路和迅变电磁场835

4.1似稳条件和集中参量836

4.2高频时杂散参量的处理837

4.3传输线与电报方程839

4.4微波的特点843

习题845

附录E 矢量分析提要845

E.1标量场和矢量场845

E.2标量场的梯度846

E.3矢量场的通量和散度 高斯定理848

E.4矢量场的环量和旋度 斯托克斯定理853

E.5一些公式857

E.6矢量场的类别和分解858

E.7磁场的矢量势859

习题864

第九章 电磁学的单位制869

1单位制和量纲869

1.1单位制 基本单位和导出单位869

1.2物理量的量纲872

2电磁学的单位制873

2.1 MKS A有理制873

2.2高斯单位制875

3两种单位制中物理公式的转换885

习题891

习题答案893

名词索引931

人名索引947