1 电学
1.1 静电场
1.1.1 库伦定律
F=k(q1*q2)/(r^2)
1.1.2 电场强度
场强定义E=kq/(r^2)
电偶极子
微元法求E
例题
直线外一点的场强
圆内一点场强
圆外一点
1.1.3 高斯定理
高斯定理定义电通量=场强*面积=Q/常量场强=Q/(面积*常量)
高斯定理的应用
1.1.4 环路定理
环路定理的定义
环路定理只是验证了静电场是保守力,这个公式没有任何的含义.
只要知道静电场做功与路径无关就行.
\
1.1.5 电势
定义
定义式就是u=W/q
u*q表示从零点到该点的所做的功,该点的电势能.
电势能类比重力势能,物体受重力落到零点,重力所做的功就是势能大小
电势能也就是受电场力做功到零点, 电势能所做的功大小就是电势能大小
势能=F*dd是到零点距离,F是电场力
由上面两个式子得出了第三个式子u = F*d/q = Ed
电势零点选择
点电荷的电势kq/r
点电荷的电场力是变力
点电荷的变力需要将P从P送到无穷远处做的功
做个坐标系,将点电荷位置作为出发点, 将每个点的功加起来.
最后积分可以得出
电势叠加原理
与场强不同,场强是矢量,而电势是标量,只需要数值的叠加即可.
某个点电荷对P点产生的场强为E,w是
环外一点电势
定义式E*dl求电势
等势面
在电荷在等势面上移动,电场力不做功
等势线密集的地方场强大
电场线与等势面正交.
沿电场线方向,电势降低.
1.2 导体 电介质 电容
1.2.1 电介质
介质常数k = 1/(4*PI*介质常数)
如果常数1表示电介质常数,常数0表示真空常数
库伦力F1*常数1=F0*常数0
场强E1*常数1=E0*常数0
对于常数r,是相对介电常数,常数r=常数1/常数0
1.2.2 导体
静电平衡定义
只要是在静电场中的导体就会在一段时间后达到静电平衡.
静电平衡的定义就是内部没有电场,.是一个等势体.
导体表面的场强有一个公式E=电荷量密度/介电常数
不同导体表面的电荷分布
例题
可以看成两个导体,从球的角度看,就是一个外部有静电场的导体
从球壳看,就是一个内部有点电荷的空腔导体
当两个导体被连在一起的时候,就是一个导体,所以只有球壳表面会有电荷.
1.2.3 电容
定义
导体容纳电荷的能力,相同电量下,电势越高,电容越低
在这里,电势只是一个测量工具,在不同电场下,电势是会改变的,但是电容不会,电容一般只与材质有关.
孤立导体的电容
电容器
将电容器看成一个整体,那么只要内部不发生改变,电容就不会变
将负的地方看成是零电势,那么正的地方的电势就是电势差.得出电容
圆柱形电容器
里面的为A,外面的为B,那么两个圆柱体间的电势差就可以用将一个电荷从A送到B的功除以q得到,就是Ed
电介质对电容器的影响
电容器的串并联
串联的时候电量不变,就是Q不变,U为总和
电容为各分电容的倒数和
并联的时候U不变,Q为总和,
电场能量
能量不存在于电荷中,而是存在于电场中.
W=(1/2)*Q*U
QU是电势能,电荷从左到右,电势能转换成电场能量.
但是这个1/2怎么来的?
是因为这里讨论的是当两边没有持续充电的情况,在左边电荷流失,右边增加的情况下,U在改变,不断减小,直到0.
这个U指的就是最初状态下的电势差.
2 磁学
2.1 恒稳磁场
2.1.0 前置知识
电流附近能产生磁场,可以用右手定律判断磁场方向
大拇指方向是电流方向,四指环绕就是一个圆形的磁场方向了
磁感应强度B,相当于电场强度E,没有叫磁场强度是因为已经有这个名字了,所以叫磁感应强度.
2.1.1 毕奥－萨伐尔定律
定义
用于判断一段电流在某点产生的磁感应强度大小
这里有一个电流,在P点产生了磁场,磁场方向垂直这个平面.
将电流取微元,idl就是电流元
电流元对P产生的dB的大小为
u是真空磁导率
例题
这个公式需要背下来,或者会退
2.1.2 高斯定理
磁通量
与电通量类似,磁通量=BS,磁感应强度乘以面积
高斯定理
磁场线穿过闭合曲面,磁通量为0
2.1.3 安倍环路定理
定义
就是一段电流能产生一个圆形磁场
把这个圆形微元,积分dl*B=uI,然后Bdl积分后是B*2PIr,就是乘以圆形的周长.
例题
2.1.4 洛仑磁力
定义
磁场对带电粒子的作用力
例题
洛仑磁力的方向
将左手掌摊平，让磁力线穿过手掌心，四指表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向
2.1.5 安倍力
安倍力方向
2.1.6 磁矩磁力矩
定义
这两个都只需要记住两个公式即可
2.1.7 磁介质
定义
在真空中的磁场强度B可以用安倍环路定理求出
但如果不在真空中，需要用磁介质中的安倍环路求出H，H是磁场强度。
ur是相对磁导率=u/u0
u0 * H * u = u0 * B
所以我们也依旧可以用真空安培环路求出B1,然后用ur * B1 = B求出真正的B
磁介质的分类
真空中的相对相对磁导率为1
2.2 变化电磁场
2.2.1 电磁感应基本定律
楞次定律与法拉第电磁感应
会产生一个阻碍磁通量增大的磁场，对于下面图一，向上运动，向上的磁通量增大，就会产生一个向下的磁场。
要有向下的磁场，那么线圈会产生一个顺时针的电流。
法拉第电磁感应定律就是上图的第一个公式
电动势=磁通量的变化率=d磁通量/dt
而磁通量 = BS, dt不会变，当S变，就是动生，B变就感生
电动势可以看做一个电源两端的电压。
感应电流与电荷
3 热学
3.1 气体动理论
3.1.1 理想气体状态方程
PV=nRT
n是物质的量，n = m/M质量除以摩尔质量，R是理想气体常数
在平衡状态下，理想气体的状态是不会脱离这个状态方程的。
3.1.2 内能
自由度
对于理想气体，我们只考虑平动自由度和转动自由度
对于He这样的单原子分子，有xyz三种平动方式，无转动
对于氧气这样的双原子分子，同样是三种平动，有两种转动
对于H20这样的三原子分子，有三种平动，三种转动
平动动能与转动动能
每一个自由度分到的能量都是1/2kT,所以我们可以根据不同的自由度来算出动能
总动能就是内能。
对于分子来说是1/2kT，但是对于气体整体来说，k=nR所以内能为(i/2)*nRT
3.1.3 速率分布函数
定义
每个气体分子的速率可能不相同，但是整体是有规律的，这个规律就是分布函数。
重点是理解下图4个式子的含义。f(v)就是速度是v的分占总分子数的百分比。
最概然速率
概率最大的速率。
这里的m指的是摩尔质量
3.2 热力学
3.1.1 热力学第一定律
定义
实际上的实用的热力学第一定律应该是变化的热量=变化的热量
扩展应用
E是内能的意思，A是对外界做功
内能变化量，可以用后面的内能减前面的内能E=i/2nR(T2-T1)
A=P(V2-V1)，但是这里的P可能是0，也就是当气体自由膨胀(在真空状态下)的时候不做功
3.1.2 循环效率
循环
热机循环，将吸收的热量转换成做功。
从1状态到2，再回到1就是一个循环，1到2吸热，对外界做正功。
热机效率是对外界做的功/吸收的热量。
卡诺循环
卡诺循环是一个理想的，不可达到的过程文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-777977.html
实际的效率可以用对外界做功w/Q1就是实际的效率，这个值不能超过理论值，也就是普通的热机和卡诺循环的效率。
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-777977.html
到了这里，关于大学物理笔记的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
