大学物理（第三卷）：电磁学/iCourse教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡海云，吴晓丽，缪劲松 编

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• 电磁场理论
• 物理

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040475982

版次：1

商品编码：12176667

包装：平装

丛书名： iCourse教材

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

正文语种：中文

内容简介

　　《大学物理（第三卷）：电磁学/iCourse教材》包括质点力学、刚体力学、连续体力学、气体动理论、热力学基础。各章后均有本章提要、思考题和习题，书末备有习题参考答案和活页作业单。

目录

绪论

第1章 静电场
1．1 库仑定律
1．1．1 电荷
1．1．2 库仑定律
1．1．3 电场力的叠加原理
1．2 电场电场强度
1．2．1 电场
1．2．2 电场强度
1．2．3 电场强度的计算
1．3 静电场的高斯定理
1．3．1 电场线
1．3．2 电场强度通量
1．3．3 高斯定理
1．3．4 利用高斯定理求静电场的分布
1．4 静电场的环路定理电势
1．4．1 静电场的环路定理
1．4．2 静电势能
1．4．3 电势和电势差
1．4．4 电势的计算
1．4．5 等势面
1．4．6 电势梯度
1．5 静电场中的电偶极子
1．5．1 电偶极子在外电场中所受的力矩
1．5．2 电偶极子在外电场中的电势能
本章提要
思考题
习题

第2章 静电场中的导体和电介质
2．1 静电场中的导体
2．1．1 导体的静电平衡条件
2．1．2 静电平衡时导体上电荷的分布
2．1．3 静电屏蔽
2．1．4 有导体存在时静电场量的计算
2．1．5 静电技术在实际中的应用
2．2 静电场中的电介质
2．2．1 电介质对电场的影响
2．2．2 电介质的极化
2．2．3 电极化强度
2．3 有介质时的高斯定理
2．3．1 电位移和有电介质时的高斯定理
2．3．2 有电介质时高斯定理的应用
2．3．3 静电场的边界条件
2．4 电容电容器
2．4．1 孤立导体的电容
2．4．2 电容器的电容
2．4．3 电容器的连接
2．4．4 电容的计算及应用
2．5 静电场的能量
2．5．1 电荷系的静电能
2．5．2 电容器的能量
2．5．3 静电场的能量能量密度
本章提要
思考题
习题

第3章 恒定磁场
3．1 恒定电流
3．1．1 电流电流密度
3．1．2 欧姆定律的微分形式
3．1．3 电源和电动势
3．2 磁场磁感应强度
3．2．1 磁的基本现象
3．2．2 磁场与磁感应强度
3．2．3 磁感应线
3．3 毕奥-萨伐尔定律
3．3．1 毕奥-萨伐尔定律
3．3．2 毕奥-萨伐尔定律的应用
3．3．3 运动电荷产生的磁场
3．4 磁场的高斯定理和安培环路定理
3．4．1 磁通量磁场的高斯定理
3．4．2 安培环路定理
3．4．3 安培环路定理的应用
3．5 磁场对载流导线的作用
3．5．1 安培力
3．5．2 磁场对载流线圈的作用
3．6 磁场对运动电荷的作用
3．6．1 洛伦兹力
3．6．2 带电粒子在磁场中的运动
3．6．3 应用实例
3．7 磁场中的磁介质
3．7．1 磁介质对磁场的影响
3．7．2 磁介质的磁化
3．7．3 磁化强度矢量M与磁化电流
3．7．4 有磁介质时的安培环路定理磁场强度矢量H
3．7．5 铁磁质
本章提要
思考题
习题

第4章 电磁感应和电磁场
4．1 法拉第电磁感应定律
4．1．1 电磁感应现象
4．1．2 法拉第电磁感应定律
4．1．3 楞次定律
4．2 动生电动势和感生电动势
4．2．1 动生电动势
4．2．2 感生电动势
4．2．3 感生电场
4．2．4 涡电流及电磁阻尼
4．3 自感与互感
4．3．1 自感
4．3．2 互感
4．4 磁场的能量和能量密度
4．5 麦克斯韦方程组电磁波
4．5．1 位移电流
4．5．2 安培环路定理的普遍表达式
4．5．3 麦克斯韦方程组
4．5．4 电磁波
4．6 超导
4．6．1 超导体的物理特性
4．6．2 BCS理论简介
4．6．3 约瑟夫森效应
4．6．4 超导在技术中的应用
本章提要
思考题
习题
附录
常用物理常量表
常用数值表
习题答案
索引
参考文献

大学物理（第三卷）：电磁学/iCourse教材 简介 核心内容聚焦： 本教材系统地阐述了经典电磁学的基本理论、定律及其在不同场景下的应用，旨在为理工科专业学生提供坚实的电磁学基础。全书结构严谨，逻辑清晰，尤其注重理论推导的完整性与物理图像的直观性。 --- 第一部分：静电场与库仑定律 本卷的开篇建立在对电荷、电荷守恒以及电荷相互作用的深刻理解之上。 1. 电荷与电场强度： 详细介绍了电荷的性质（如电荷的量子化与守恒），并引入了电场的概念。电场被定义为一种描述电荷间超距作用的物理实体。通过矢量分析，精确定义了电场强度 $mathbf{E}$，并探讨了电场线的特性，用以直观地描绘电场的空间分布和方向。 2. 库仑定律： 作为静电学的基石，库仑定律被详尽阐述，不仅给出了两个点电荷间作用力的定量表达式，还讨论了其矢量性质。在此基础上，教材通过微元法和积分技术，计算了常见带电体（如均匀带电细线、圆盘、球壳等）所产生的电场强度分布。 3. 电势与等势面： 为了简化电场分析，引入了标量物理量——电势 $V$。教材清晰地阐释了电场力做功与电势差之间的关系，定义了电势的参考点。等势面的概念被引入，并证明了电场线总是垂直穿过等势面。通过 $mathbf{E} = - abla V$ 的关系，建立了电场强度与电势之间的微分联系，强调了势能的概念在保守场分析中的重要性。 4. 高斯定律及其应用： 高斯定律被视为电场分析的核心工具。教材首先阐述了电通量 $Phi_E$ 的定义，随后严格证明了高斯定律的普遍适用性。重点在于运用高斯定律的对称性简化计算，系统地解决了无限长均匀带电直线、均匀带电球体（内部和外部）等经典问题的电场分布问题，展示了该定律在求解特定几何结构下的强大威力。 --- 第二部分：静磁场与安培定律 进入第二部分，研究不随时间变化的电流所产生的磁场，即静磁场。 1. 稳恒电流与磁场： 讨论了稳恒电流的特性，如电流密度 $mathbf{J}$。磁场 $mathbf{B}$ 被定义为描述磁效应的基本物理量。教材从实验现象出发，引入了毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart Law），该定律是计算特定电流元产生磁场的基础，并被用于计算直导线、圆电流环等简单结构产生的磁场。 2. 安培定律： 作为磁场的积分形式基本定律，安培定律 $oint mathbf{B} cdot dmathbf{l} = mu_0 I_{穿}$ 被详细介绍。教材强调了安培定律与高斯定律在数学形式上的相似性。通过应用安培定律，高效求解了无限长直导线、长直螺线管以及均匀磁场中的电流元所受的安培力。 3. 磁介质中的磁场： 引入了磁化强度 $mathbf{M}$ 的概念，描述了材料内部磁矩的取向。定义了磁感应强度 $mathbf{B}$、磁场强度 $mathbf{H}$ 之间的关系 $mathbf{B} = mu_0 (mathbf{H} + mathbf{M})$。分类讨论了顺磁质、抗磁质和铁磁质的宏观响应，并探讨了磁介质内部磁场的计算方法。 4. 磁力： 阐述了磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力（Lorentz Force），并探讨了磁场对载流导线的作用力，推导出安培力定律。重点分析了电磁场中带电粒子在均匀或非均匀磁场中的运动轨迹，如回旋运动、回旋加速器原理等。 --- 第三部分：电磁感应与麦克斯韦方程组的建立 本部分是电磁学从静态走向动态的关键转折点，引入了变化的电磁场概念。 1. 法拉第电磁感应定律： 基于法拉第的实验观察，系统阐述了磁通量的变化如何产生电动势。详细推导了感应电动势的数学表达式 $mathcal{E} = -dPhi_B/dt$，并从能量守恒的角度深入理解了负号的物理意义（楞次定律）。教材通过自感和互感现象，定义了自感系数 $L$ 和互感系数 $M$，并分析了RL电路中的瞬态响应。 2. 麦克斯韦方程组（积分形式）： 总结了前述所有电磁定律，并引入了麦克斯韦对安培定律的关键修正——位移电流 $epsilon_0 frac{partial mathbf{E}}{partial t}$。最终，将电磁学的所有基本规律统一于四组宏观的、适用于宏观连续介质的麦克斯韦方程组（积分形式）： 库仑定律/高斯定律 磁场的高斯定律 法拉第感应定律 修正后的安培定律 3. 场的能量与动量： 讨论了电磁场本身的能量密度 $u = frac{1}{2}(epsilon_0 E^2 + frac{1}{mu_0} B^2)$，并引入了坡印亭（Poynting）矢量 $mathbf{S}$，用以描述电磁能的传输方向和强度（能流密度）。 --- 第四部分：电磁波的产生与传播 麦克斯韦方程组的内在一致性必然导致波现象的预言。 1. 麦克斯韦方程组（微分形式）： 将积分形式的方程组转化为在空间中任意一点有效的微分形式，这是分析复杂场结构和波动性的基础。 2. 自由空间中的电磁波： 严格地从麦克斯韦方程组的微分形式出发，推导出均匀、无源、无介质空间中电场 $mathbf{E}$ 和磁场 $mathbf{B}$ 必须满足的波动方程： $$ abla^2 mathbf{E} - mu_0 epsilon_0 frac{partial^2 mathbf{E}}{partial t^2} = 0$$ $$ abla^2 mathbf{B} - mu_0 epsilon_0 frac{partial^2 mathbf{B}}{partial t^2} = 0$$ 由此得出电磁波的速度 $c = 1/sqrt{mu_0 epsilon_0}$，并验证了电磁波是横波，且 $mathbf{E}$、$mathbf{B}$ 相互垂直并与传播方向垂直。 3. 电磁波的性质与辐射： 详细讨论了平面电磁波的性质，包括能流（坡印亭矢量）与电磁波强度的关系。阐述了电磁波的能量、动量和辐射压。通过分析简谐平面波的传播特性，为后续的波动光学打下坚实基础。 4. 导波与电磁场在边界上的行为： 初步探讨了电磁场在导体和介质分界面上的反射与折射条件（边界条件），并简要介绍了在特定约束（如金属波导）下电磁场的传播特性。 --- 教材特色： 本教材的特点在于其严格的数学推导与清晰的物理图像的结合。通过大量的数学物理方法（如矢量分析、偏微分方程）的应用，确保了理论的严密性。同时，每章后附带的典型例题和习题不仅检验了对基本公式的掌握，更引导学生深入理解物理机制，是为理工科学习者准备的系统性电磁学深度学习资源。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初选这本书的时候，有一点点被“iCourse教材”这个名字吸引。我平时挺喜欢线上学习，觉得这种结合线上线下的模式会比较新颖。拿到实体书之后，确实发现了它在这方面的优势。虽然我还没来得及深入探索iCourse的线上资源，但从书本的内容编排上，就能感受到它与线上学习的联动性。比如，每章节后面都标注了相关的视频讲解和习题链接，这对我这种需要多维度学习的学生来说，简直是福音。以往看书遇到不懂的地方，可能只能干着急，现在可以直接扫码或者点击链接去听老师讲解，这种即时性的反馈和补充，大大提高了我的学习效率。而且，书中的习题设计也很别致，不仅仅是套用公式，很多题目都考察了对概念的理解和应用能力，有些题目甚至需要结合书本之外的一些常识去思考。我感觉作者真的花了很多心思，不仅仅是传授知识，更是希望培养我们解决实际问题的能力。虽然我对线上的课程内容还没有完全体验，但光凭这本教材的扎实内容和创新的学习模式，我已经对它充满期待了。

评分☆☆☆☆☆

从内容质量上来说，这本书绝对是无可挑剔的。作为一本大学物理教材，它在电磁学部分的覆盖面非常广，从静电场、静磁场，到变化的电磁场，再到电磁波，几乎涵盖了本科阶段电磁学的所有核心内容。而且，每一部分的讲解都非常深入，不只是点到为止，而是会追根究底，解释清楚概念的来源和物理意义。我特别欣赏它在推导公式时的严谨性，每一个步骤都清晰明了，让你知道这个公式是如何得出的，而不是直接给出结果。对于一些重要的定理和定律，作者还会从不同的角度进行解释，提供多种理解方式，极大地满足了不同学习风格的学生的需求。我常常会在遇到难点时，反复阅读书中的解释，总能从中找到新的启示。而且，书中的例题也非常经典，很多都是历年来一些名校的考题，通过对这些例题的学习，我不仅巩固了知识，还掌握了解决这类问题的常用方法和技巧，这对于我备考非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计也很值得称赞。纸张的质感很好，印刷清晰，字体大小适中，长时间阅读也不会感到疲劳。封面设计也比较简洁大气，符合一本学术教材应有的风格。更重要的是，书本的开本大小也很合适，既方便携带，又能在翻阅时提供良好的阅读体验。在内容的细节处理上，这本书也做得非常到位。比如，每个公式的推导过程都用了独立的框格标出，方便查找和复习。章节的标题和副标题也划分得非常清晰，目录也做得非常详尽，让我可以快速地找到自己想要学习的内容。我之前看的一些教材，常常会因为排版混乱、印刷模糊而影响阅读体验，但这本书在这方面做得非常出色，让我能够全身心地投入到知识的学习中。虽然这是一本以内容为核心的书籍，但良好的装帧设计无疑为它增添了更多价值，让它成为了一本令人赏心悦目的学习工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了新世界的大门！我一直对物理学充满好奇，但接触电磁学这部分时，总觉得概念抽象，公式推导也绕得我头疼。拿到这本《大学物理（第三卷）：电磁学/iCourse教材》后，我才真正体会到什么是“拨云见日”。它不像我之前看的一些教材那样，上来就堆砌公式和定理，而是非常注重从物理现象出发，一步步引导读者去理解。比如讲到电场和磁场的时候，作者用了很多生动形象的比喻，甚至还结合了一些实际应用的例子，比如磁悬浮列车、电磁炉等等，让我觉得这些看似高深的理论其实离我们的生活并不遥远。而且，书中的图示和插画也特别精良，线条清晰，结构完整，完美地辅助了我对空间电荷分布、磁感线分布等复杂图像的理解。最重要的是，它没有一味地追求难度，而是把知识点拆解得很细致，每一步的逻辑都衔接得非常紧密，让我能够跟着作者的思路，一点一点地构建起对电磁学的认知体系。我常常在深夜里，手捧着这本书，一边看一边做笔记，那种豁然开朗的感觉，真的非常满足。

评分☆☆☆☆☆

这本书带来的最直接的感受就是“踏实”。我之前读过一些物理教材，内容跳跃性比较大，有时候看完一个章节，感觉自己好像懂了，但一做题就懵了。这本书完全没有这个问题。它循序渐进，逻辑性极强，每一部分都建立在前一部分的基础上，让你感受到知识的层层递进。我尤其喜欢它在引入新概念时，会先回顾相关的旧知识，然后自然而然地引出新概念。比如在讲到变化的磁场产生电场时，它会先复习磁场的性质，再引入法拉第电磁感应定律，整个过程非常流畅，不会让人觉得生搬硬套。而且，这本书的语言风格也比较严谨，但又不失易懂，没有过多的学术术语堆砌，而是用清晰准确的语言解释复杂的物理现象。我印象最深刻的是关于电磁波的章节，作者详细地讲解了麦克斯韦方程组如何预言了电磁波的存在，以及电磁波的传播特性，让我觉得物理学的魅力在于它的统一性和预言性。虽然我是一名普通学生，但这本书让我感受到了科学研究的严谨和深刻。