3.1 電學基礎

　　3.2 磁學基礎

　　3.3 電磁感應

　　電磁學，從字面上很容易想到這章的內容是和電磁有關，只所以稱之為電磁學，是因為電和磁的密切關系。

　　下面首先介紹電學及和電學相關的物理量，講到這里，說些題外話，仔細的同學一定發現，我們在介紹每一篇的時候總是先介紹研究對象，然后介紹研究對象涉及的相關物理量，進而量化這些物理量之間的關系，這是物理學科的特點，我們應該沿著這樣的脈絡來學習。

　　電雖然和我們很熟悉，但如果有人問你什么是電，你很難回答，因為電本身是很抽象的東西，所以最初的發現僅僅是通過觀察帶電體對其他物質的影響開始的。因此當一個物體經過摩擦以后有了吸引輕小物體的性質的時候，我們就稱這個物體帶了電。

　　電荷是電的基本單元。比較物體間帶電多少就是比較它們擁有電荷的數目，電荷的多少叫電量，電量的單位庫侖。自然界中電荷主要有兩類，一類帶正電稱之為正電荷，一為帶負電稱之為負電荷，一個電子帶電量正好是一個負電荷，約為 C.

　　點電荷：帶電體抽象為電荷集中于一個幾何點的理想化模型。

　　電荷的基本性質是和其他電荷發生相互作用，也就是說點電荷和點電荷之間存在力的作用，這種力的大小可通過庫侖定律來表示：

　　真空中兩帶電的點電荷之間的相互作用的靜電力大小和它們所帶電量 乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比，作用力沿兩點電荷的連線，即

　　上式表明真空中，兩個電荷，相隔一定距離，中間并不存在由分子、原子組成的媒介物，卻可以發生相互作用，顯然不是上述公式的錯誤，因為上述結果是庫侖先生通過試驗總結的結果，那么就可以推知電荷和電荷之間所產生的相互作用，一定有其他的原因。這就是“場”的概念的由來，也就是說任何一個電荷，在自己的周圍空間都能激發電場，電場的一個基本性質就是對處于其中的電荷產生作用力。這種作用力我們稱之為電場力，反應電場強弱的物理量我們稱它為電場強度。

　　其定義為：

　　它表明靜電場中任一點的電場強度矢量的大小等于帶有單位電量的電荷在該點所受電場力的大小，其方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同。

　　一個點電荷形成電場中，距離點電荷r處的點P的場強度為

　　假設存在若干個電荷 ，每個電荷都會產生電場，它們的電場將發生疊加，此時我求某點P的場強如何計算呢？首先將每個電荷單獨化處理，即假設其他電荷不在，求出單獨狀態下的電場強度，然后將每個電荷在P處的場強加合這也就是電場疊加原理。

　　為了形象描述電場中的強弱分布，在電場中人為地作出一系列曲線，使曲線上每一點的切線方向與該點場強一致，這些曲線稱為電場線，電場線疏密反映電場的弱強，電場中任一給定點附近，穿過垂直于場強方向的單位面積的電場線數與該點場強大小相等，通過某一個面的電場線數稱為通過該面的電通量

　　有了電通量的概念，我們就可以將電場線和產生電場線的電荷聯系起來，二者存在的關系就是高斯定理。

　　“在真空的靜電場中，通過任意封閉曲面的電通量等于該封閉曲面所包圍電荷的電量的代數和的 .”

　　高斯定理反映了靜電場是有源場。

　　根據前面講過的知識，如果一點電荷放在電場中，則會受到電場力的作用，一個點電荷受到力后會怎樣呢？想想看很明顯是點電荷將在力的方向上移動，點電荷移動就會作功，所作的功為：

　　觀察上式，一旦點電荷給出則 變成常量，這樣一來 就只有和 有關了，說明靜電場力對電荷所做的功只取決于被移動電荷的電量和所經路徑的起點和終點的位置，而與移動的具體路徑無關，說明靜電場力是什么力啊！

　　保守力，也就是說靜電場是保守場，靜電場是保守場的另一表現是靜電場場強的環流恒等于零。

　　即：

　　為什么呢 請看下面推導，電場力沿閉路做功為零

　　這個定理就是安培環路定理。

　　上述講解中我們知道靜電場是保守場，靜電場力是保守力，保守力、保守場又有什么特點呢？想想看，保守場一個特點是物體在保守場作用下每一個位置都具有能量，稱之為勢能！

　　靜電場既然是保守場，處于靜電場某點則必存在勢能。