圖書基本信息
電磁學作者：張三慧
叢書名：普通高等教育“九五”國家級重點教材
出版社：清華大學出版社
ISBN：7302038198
上架時間：2006-12-6
出版日期：2004年11月
開本：32開
頁碼：420
版次：2-18
所屬分類：物理>總論>物理學、物理實驗
物理>唯象論>電學和磁學
教材>研究生/本科/專科教材>理學>物理
教材>教材彙編分冊>高等理工
本版教材征訂號：00450960885
獲獎項目：全國普通高等學校優秀教材
適用專業：理工
適用分級：本科
圖書內容簡介
本書是清華大學教材《大學物理學》的第三冊，講述了電磁學的基本理論，包括靜止和運動電荷的電場，運動電荷和電流的磁場，電場和磁場的相對論性聯繫，介質中的電場和磁場，電磁感應，電磁波等。本書除了基本內容外，還專題介紹了大氣電學、超導、電漿等今日物理趣聞，若干現代技術和著名科學家介紹，作為選講或選讀內容，以擴大學生的現代知識領域。基本內容簡明扼要，選讀部分通俗易懂。.
本書是為各類工科院校的大學物理教材而編寫的，也可作其他高等院校師生及中學物理教師教學或自學的參考書。
作者簡介
張三慧男,1929年3月生,河南省鞏義人。清華大學物理系教授。1951年8月畢業於清華大學物理系,隨即參加創辦清華工農中學並任物理教師。19?2年加入中國共產黨。1955年受北京市教育局和團市委優秀中學教師獎。1958年轉入清華大學物理教研組(後改為物理系),從事大學物理教學工作。教學中認真負責,治學嚴謹,積極革新,教書育人,學受學生愛戴。多次受到北京市高教局和學校教學工作優秀獎。1984年曾由中央人民廣播電台和《北京日報》宣傳其事跡。1985年被評為北京市勞動模範。1991年開始享受國家特殊津貼。1998年被聘為清華大學主講教授。主編《大學物理學》。體例新穎,內容現代,在國內有較大影響,已11次重印。編寫英文版電磁學和量子物理,並用英語講授,甚為優秀生歡迎。參與編譯《現代科學技術詞典》、《英漢詞海》等5部辭書。著有《常見的圓周運動》、《漫談相對論》等7本科普收(其中2本獲獎)。發表教學研究論文20餘篇,其中介紹國外物理教材和闡述物理教學應廣泛聯繫實際和現代化的文章曾在全國物理教師中引起很大反響。現任《大學物理》雜誌常務編委,《物理通報》雜誌編委。關心中學物理教育,參與中學物理教材編寫指導。現任教育部中國小教材審定委員會物理科審查委員。
運動電荷產生磁場
簡介
變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。
關鍵字
運動電荷；均勻變化；恆定的；電場；磁場
引言
高二物理課本第十八章電磁場和電磁波一章中，電磁場一節的主要理論依據為麥克斯韋的電磁場理論。高中物理課本甲種本（１９８５年第１版）第三冊第１５３頁在介紹麥克斯韋電磁場理論時敘述道：“麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象，認為變化的電場能夠在周圍空間產生磁場．這是電磁場理論的第二個要點．一個靜止的電荷，它產生的是靜電場，即空間各點的電場強度不隨時間而改變．這個電荷一旦運動起來，電場就發生變化．另一方面，運動電荷要產生磁場，用場的觀點來分析這個問題，就可以說：這個磁場是由變化的電場產生的．”描述麥克斯韋電磁場理論規律的方程組是採用微積分的數學表達方式，不能被高中生所理解，因此，教材把它簡單的表述為兩句話：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。
為了降低難度教材上沒有提到：均勻變化的磁場（電場）產生恆定的電場（磁場），而是模糊處理了這部分內容，採用的表達方式也很單一，僅用了文字敘述的方法。筆者認為這樣處理不但沒達到降低難度的目的，反而使學生困惑，其實該知識點完全可以從已學知識中推出，並可以採用流程圖和文字說明相結合的方式，使該部分知識形象化。
一、變化的磁場產生電場
1、穩定的磁場不產生電場
閉合線圈放入穩定的磁場中，其磁通量Ф恆定不變，迴路中不會產生感應電流，說明穩定的磁場周圍沒有產生電場。
2、均勻變化的磁場產生恆定的電場
穩定的磁場不產生電場即閉合線圈放入均勻變化的磁場中，線圈中將會產生恆定的電流，這說明線圈上有恆定的電場存在。其電場線為圓形的閉合曲線，電場線的方向與感應電流方向相同。
用場的觀點分析，可以認為是均勻變化的磁場周圍產生了恆定的電場。若拿掉閉合線圈，恆定的感應電流消失，但原位置的電場仍然存在。因為你能拿掉有形的物質，卻拿不掉無形的物質。可以說放入均勻變化的磁場中的閉合線圈產生感應電流這一現象驗證了其周圍存在恆定的電場。
3、不均勻變化的磁場周圍產生變化的電場
由法拉第電磁感應定律知：若磁場磁感應強度B不均勻變化，放入其中閉合線圈的感應電動勢E不恆定，因此迴路中電流不恆定，這表明不均勻變化的磁場周圍產生電場是變化的，經科學實驗論證：周期性變化的磁場周圍產生周期性變化的電場。
二、變化的電場產生磁場
變化的電場產生磁場1、恆定的電場不產生磁場。
我們知道，靜止的電荷周圍存在著恆定的靜電場。靜電場周圍是不會產生磁場的，因為靜止的電荷周圍不存在磁場。
2、變化的電場產生磁場[1]
電荷定向移動，空間各點的電場強度就會隨時間而變化，即電荷定向移動在其周圍會產生變化的電場，另外，我們還知道，電荷定向移動形成電流，而電流的周圍是存在磁場的。從場的觀點分析，變化的電場可以產生磁場。
經科學實驗論證：（1）均勻變化的電場周圍形成恆定的磁場；（2）周期性變化的電場周圍存在著同頻率的周期性變化的電場。
我們知道：若在恆定的電場中，放入電荷，因電荷會定向移動而產生電流，電流周圍存在磁場；若不在恆定的電場中放入電荷，就不會形成電流，也不會形成磁場。因此說，恆定的電場是電荷定向移動形成電流的原因，而不是產生磁場的原因。
電磁場和電磁波
LC振盪電路中電容器兩極板間存在著周期性變化的電場，周期性變化的電場在其周圍空間產生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場在其周圍空間產生周期性變化的電場，交變電場和交變磁場相互激發，形成統一不可分割的場，我們稱之為電磁場，電磁場由近及遠傳播形成電磁波。LC振盪電路的電容器兩極板展開形成開放電路，有利於電磁波向外傳播。
參考文獻
陳秉乾舒幼生胡望雨《電磁學專題研究》第二章第8節Maxwell的《論物理力線》
運動電荷的電場目錄
2005年春季學期陳信義編第2章運動電荷的電場電磁學（第三冊）
目 錄
§2.1高斯定理與運動電荷
§2.3勻速直線運動點電荷的電場
§2.2在無磁場情況下電場的變換
§2.4電場對運動電荷的作用力靜止點電荷的電場球對稱
+
庫侖定律成立運動點電荷的電場軸對稱
+v
庫侖定律不成立！
要點
基本假定：對於運動電荷，高斯定理也成立。
在任何情況，包括在變化的電磁場中，凡是電場，都服從高斯定理。
電場可以獨立於電荷存在，則可用任意電荷分布來說明上述結論。
為避開場點的相對論變換，用平板電容器間的均勻靜電場的變換這一特例來說明。
勻速直線運動點電荷的電場 對勻速運動電荷的電場，高斯定理成立。
運動電荷電場公式計算。電場對運動電荷q的作用力（電力）,與該電荷的運動速度無關。
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