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第1章 真空中的静电场1

1.1 电荷守恒1

1.2 库仑定律3

1.2.1 库仑扭秤实验3

1.2.2 库仑定律5

1.3 叠加原理6

1.3.1 叠加原理的数学表述6

1.3.2 带电体系对静止点电荷的作用力6

1.3.3 带电体系之间的作用力7

1.4 电场强度8

1.4.1 电场强度的定义8

1.4.2 各类带电体的电场强度8

1.4.3 电场的物质性9

1.4.4 电场强度计算举例9

1.5 高斯定理11

1.5.1 电通量12

1.5.2 高斯定理13

1.5.3 高斯定理与库仑定律的关系15

1.5.4 高斯定理应用举例16

1.5.5 电场线18

1.6 环路定理19

1.6.1 电场的环量19

1.6.2 环路定理20

1.7 电势21

1.7.1 电势差与电势21

1.7.2 电势的一般表达式22

1.7.3 场强与电势的微分关系23

1.7.4 等势面24

1.7.5 应用举例25

第2章 静电场中的导体和电介质29

2.1 物质的电性质29

2.1.1 物质的电性质29

2.1.2 电场对电荷系统的作用30

2.2 静电场中的导体32

2.2.1 导体达到静电平衡的条件32

2.2.2 处在静电平衡条件下导体的性质33

2.2.3 导体在静电场中性质的应用35

2.2.4 高斯定理和库仑定律的精确验证38

2.3 电容和电容器38

2.3.1 孤立导体的电容39

2.3.2 电容器39

2.3.3 电容器的连接40

2.4 电介质41

2.5 极化强度矢量P43

2.5.1 P与极化电荷的关系44

2.5.2 P与电场E的关系47

2.6 电介质中静电场的基本定理50

2.6.1 高斯定理50

2.6.2环路定理53

2.7 边值关系和唯一性定理53

2.7.1 电场强度53

2.7.2 电位移矢量54

2.7.3 电势55

2.7.4 静电场的唯一性定理55

2.7.5 应用举例57

2.8 电像法61

第3章 静电能66

3.1 真空中点电荷间的相互作用能66

3.2 连续电荷分布的静电能69

3.3 电荷体系在外电场中的静电能75

3.4 电场的能量和能量密度76

3.5 非线性介质及电滞损耗78

3.6 利用静电能求静电力80

第4章 稳恒电流89

4.1 稳恒条件89

4.1.1 电流强度和电流密度89

4.1.2 电流连续方程90

4.1.3 稳恒条件91

4.2 欧姆定律92

4.2.1 欧姆定律93

4.2.2 焦耳定律94

4.2.3 从经典电子论观点解释欧姆定律和焦耳定律95

4.2.4 欧姆定律的失效问题97

4.3 电源及电动势97

4.3.1 电源及其电动势97

4.3.2 常见的几种电源99

4.3.3 路端电压、电动势和全电路欧姆定律102

4.3.4 稳恒电路的特点103

4.3.5 稳恒电路中静电场的作用103

4.4 基尔霍夫定律104

4.4.1 节点、支路和回路104

4.4.2 基尔霍夫定律105

4.4.3 支路电流法105

4.4.4 回路电流法106

4.5 稳恒电流和静电场的综合求解107

4.5.1基本方程108

4.5.2 基本方程的闭合性108

4.5.3 与纯静电场问题类比111

第5章 真空中的静磁场115

5.1 磁现象与磁场115

5.1.1 磁的基本现象与磁的库仑定律115

5.1.2 奥斯特实验——电流磁效应116

5.1.3 磁感应强度117

5.1.4 安培力公式与洛伦兹力公式118

5.2 毕奥-萨伐尔定律120

5.2.1 毕奥-萨伐尔定律120

5.2.2 毕奥-萨伐尔定律应用举例121

5.3 安培定律126

5.3.1 四个示零实验126

5.3.2 安培定律128

5.3.3 安培力及其应用129

5.4 静磁场的基本定理130

5.4.1 磁场的高斯定理130

5.4.2 安培环路定理131

5.4.3 磁场的几何描述132

5.4.4 两条定理与毕奥-萨伐尔定律的关系133

5.4.5 安培环路定理的应用134

5.5 带电粒子在磁场中的运动136

5.5.1 运动特征137

5.5.2 应用举例139

5.5.3 宏观效应143

第6章 静磁场中的磁介质145

6.1 磁场对电流的作用145

6.1.1 磁场对电流的力和力矩145

6.1.2 电流受力和力矩的计算举例146

6.2 磁介质及其磁化强度M147

6.2.1 磁化强度148

6.2.2 磁化电流148

6.3 磁介质中的静磁场的基本定理150

6.4 介质的磁化规律152

6.4.1 介质按磁化规律的分类152

6.4.2 介质磁化的微观机制155

6.4.3 无限均匀线性各向同性介质中的静磁场159

6.5 边值关系和唯一性定理160

6.5.1 磁场在磁介质界面上的边值关系160

6.5.2 静磁场的唯一性定理161

6.5.3 分区均匀线性各向同性介质中的静磁场162

6.6 磁像法167

6.6.1 介质界面为无限平面168

6.6.2 介质界面为无穷长圆柱面171

6.7 磁路定理及其应用172

6.7.1 磁路定理的基本方程172

6.7.2 磁路定理的应用173

6.8 磁荷法176

6.8.1 磁荷观点下的静磁场规律176

6.8.2 磁荷法和电流法的等效性178

6.8.3 磁荷法的应用179

第7章 电磁感应182

7.1 电磁感应定律182

7.1.1 电磁感应现象182

7.1.2 法拉第电磁感应定律184

7.1.3 感应电动势的计算186

7.1.4 块状导体中的电磁感应现象187

7.1.5 电磁感应定律和磁场的高斯定理187

7.2 动生电动势和感生电动势188

7.2.1 动生电动势188

7.2.2 感生电动势191

7.2.3 电子感应加速器193

7.2.4 两种电动势引出的问题194

7.3 互感和自感194

7.3.1 互感现象和互感系数194

7.3.2 自感现象和自感系数196

7.3.3 两线圈的串联和并联198

7.4 似稳电路和暂态过程201

7.4.1 似稳条件202

7.4.2 似稳电路方程202

7.4.3 多回路电路的基尔霍夫定律205

7.4.4 暂态过程206

第8章 磁能210

8.1 载流线圈的磁能210

8.1.1 一个载流线圈的磁能210

8.1.2 N个载流线圈系统的磁能211

8.2 载流线圈在外磁场中的磁能212

8.3 磁场的能量和磁能密度213

8.4 非线性介质及磁滞损耗215

8.5 利用磁能求磁力217

第9章 交流电路222

9.1 基本概念和描述方法222

9.1.1 基本概念222

9.1.2 描述方法223

9.2 交流电路的复数解法228

9.2.1 交流电路的基本方程228

9.2.2 电路方程的复数形式229

9.2.3 交流电路元件的复阻抗231

9.3 交流电的功率232

9.3.1 瞬时功率232

9.3.2 平均功率233

9.3.3 视在功率和功率因素233

9.3.4 由电压和电流复有效值计算平均功率234

9.4 交流电路分析举例234

9.4.1 串联谐振电路234

9.4.2 并联谐振电路236

9.4.3 变压器电路238

第10章 麦克斯韦电磁理论240

10.1 麦克斯韦方程组240

10.1.1 两个大胆的推广241

10.1.2 两个重要的假设241

10.1.3 麦克斯韦方程组245

10.1.4 边值关系246

10.2 平面电磁波246

10.2.1 电磁波的产生机制246

10.2.2 平面电磁波的性质248

10.2.3 赫兹实验250

10.2.4 电磁波谱252

10.3 电磁场的能量、动量和角动量253

10.3.1 电磁场的能量、动量和角动量253

10.3.2 平面电磁波的能量和动量254

10.3.3 光压254

10.3.4 电磁场具有角动量的验证256

习题257

习题参考答案283

参考书目291

名词索引292

教学进度和作业布置297

附录Ⅰ 科学家中英文姓名对照表299

附录Ⅱ 单位制和单位制间的公式变换301

附录Ⅲ 物理常数311

附录Ⅳ 矢量分析中的常用公式312