b 应和磁场能量：从法拉第电磁感应现象的发现到感应线国，再从感应线 园引出互感与自感概念，再从储能的角度来讨论磁场的能量。第7章主 要介绍交流电和电力输造：重点介绍交流电路的复数解法，也介绍交流 和直流两种输电方式。第8章是对整个电磁学理论体系的总结和提高： 从静态的电场和磁场到随时间变化的电场和磁场，再到麦克斯韦方程 组：油松方程和拉普拉撕方程在这章做筒单介绍，同时也介绍解静电场 的一种特殊方法一电像法；本章还从麦克斯韦方程组出发导出电磁波 方程以及电磁学基本规律：对电路中能量的传输过程描述较为详细 本书的编写是对基础物理课程教学的一种探索。尽管内容在难度 上要稍微低于物理类电磁学数村·但是其对概念的描述和对电磁现象规 傅的描述更加详细，更注重交叉和应用：在习题选择上也保持数量不多 的特点，但是尽量采用以实际应用为背景的习题，以及将研究中遇到的 问题做习题，难度适中：本书也有收集少量的较难题目供教学中使用。 本书是基干作者在十几年的教学过程中逐渐产生的一种想法而形 成的一本教材，在编写过程中得到了中国科学技术大学电磁学教学组各 位前辈和老师的帮助和指导，在这里表示感谢。本书能编辑出版，特别 要感谢清华大学安宇教授、中山大学黄道本教授和中国科学技术大学胡 友秋教授在评审本书过程中所做的细致的修改工作，并提出了宝贵的修 改意见和建议。此外，还要感谢中国科学技术大学2012级物理学院，严 济德班，少年班学院和核科学技术学院的本科生在本教材使用过程中提 出的建议和意见。感谢物理学院013级本科生对本书习题解答做出的 贡献 由于编者水平有限，本书如有错误，敬请读者提出批评和建议。 叶邦角 2013年5月24日
目 次 序 前 言 绪论电磁科学的发展以及在近代科学技术中的应用.(1 0.1电磁科学体系的建立与“场”理论的诞生.(2) 0.2电磁科学与电气化.(4) 0.3电科学与通讯.(6) 0.4电磁科学与现代科学与技术 第I章电力与电场. .(15 】,】电力起源.(16 1.1,1电现象研究简史.（16 1,1,2摩擦起电.(17》 1.1.3物质结构和电荷.(18) 1.1.4电荷守恒定律 .(20) 1,2材料的电性质.(23) 1.21物质导电性能.(23) 1.2.2接触带电和感应带电.(27) 1.3库伦定律.(28) 1.3.1库仑定律 ,(28) 1,3.2叠加原理 .(32)） 1.4电场强度 .(33)
viii l.4.1电扬(3 1.5高斯定理4(39 1.5.1电场线与电通是r4 (39 1.5.2高定理.6.40 1.6静电场中的导体 (7 1.6.1静电平衡 1.6.2静电屏蔽 ,51 1.6.3静电的应用和测量 (52) 第2章电势与电场能量 (59 2.】电势能ow (60 2.1.1静电场做功. 160 2.1,2静电场的环路定理 (60 2.1.3电势能 (61 2.2电势与电势差 (62 2.2.1电势与电势是 (62 2.2,2等势面 (65 2.2.3带电粒子在电场中岳 (71 2.3电容与电容器 (77 2.3.1导体的电浮 (77 2.3.2电客器的联结 (82 2.3.3超级电穿器.- (85 2.4介质材料的电学特性.(87 2.4.1电介质林 2.4.2电介所的板化 .(88 2.4.3电介所的基本地学特性 044(95 2.4.4低介电常数与商升电常数料.(98 2.4.5铁电体介质和压电效应 .(102 2.5静电场的能量.4.(10叫 2.5.1点电荷系统的静电相互作用能.(104 25.2带电体的静电能. (106 2.5.3电容器的估能.(109】
目录 2.5.4电场的能量 2.6介观体系的电学特性. (112 2.6.1量子化电导（量子点接轴）.(112) 2.6,2库仑阻塞和单电子链字.(113 2.6.3单电子存能器.(115 2,7生物和医学中的电现象 4.(117） 2.7,1细胞的生物电现象 (117） 27.2心电因原理 .(120 第3章电流与电路 .(123 3.】电流与电流密度. .(124 3.1.】电流的形成(124 3.1.2电流强度与电流密度 (126) 3.1.3电流连续性方程. .(128 3.1.小恒条件.（们29） 3.2欧姆定律.(129) 3.2.1欧得与欧姆定律 (129) 3,2.2电流的功和功率. (134) 3,2.3不同导体分界面电流的关系.(135) 3.2,4金属导电的德鲁特模型.(136) 32.5半导体的导电机制 .(138） 3.2.6导电介质. .(141) 3.2.7吹姆定律的失效问题.（们5】 3.3电源及电动势 .(146 3.3.1电源与电动势.(146》 3.3.2常见的几种稳恒电源 .(们47 3.3.3全电路欧姆定律.(153) 3.4直流电路的基本规律.(155】 3.4.1基尔霍夫定律.(155) 3.4.2叠加原理.（们60 3.4.3电容的充电和放电 .(161) 3.5电压源和电流源 .(162) 3.5.1电压源 .(162)
电笔E口 3.5.2电流源 (161 3.5,3戴维宁定理和诺顿定理 (166 3.5.4电压源与电流源的等效发焕 w(167 3.5.5安全用电44 1168 3.6地球的电环境wno4mwc70 3.6.1大气电场和电流 (170 3.6,2雷电形成机制与雷电的控制 (173 第4章磁力与磁场. (179 4.1磁现象与磁力. (180 4.1.1磁现象研究历史和磁性的起源 (180 4.1.2安培定律. (186 4.2电流的磁场. (188 4.2.1被感应强度 (188 4.2.2通电导线在猫扬中所受的力与力短. (196 4.3静磁场的基本定理. (197 4.3,1磁感应线与磁通量 (197 4.3.2磁场高斯定理 (198 4,3,3安培环路定理 (201 4.4带电粒子在磁场中的运动 (206 4.4.1带电粒子在场句遥场中的运动 (206 一4.4.2带电粒子在非均匀通场中的运动 (210 4.5霍尔效应 (223 4.5.1霍尔拉 .(223 4.5.2量子霍尔效应. nn4.(225 4.5.3电阻单位欧姆和精细结枸常数的标准.(226 4.6天体的场和强场产生 44444(228 4.6.1天体的磁场 .(228) 4.6.2强磁场的产生 4.(234） 第5章物质中的磁场与磁性材料. (237 5.1磁介质及其破化.(238) 5.1.1磁化强度 4(238