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书名：电磁学与电动力学（第二版）
定价：79.0
ISBN：9787030583482
作者：无
版次：2
出版时间：2018-09
内容提要：
“物理学大题典”是一套大型工具性、综合性物理题解丛书. 丛书内容涵盖综合性大学本科物理课程内容：从普通物理的力学、热学、光学、电学、近代物理到“四大力学”，以及原子核物理、粒子物理、凝聚态物理、等离子体物理、天体物理、激光物理、量子光学、量子信息等. 内容新颖、注重物理、注重学科交叉、注重与科研结合.
《电磁学与电动力学(第二版)》共6 章，包括静电学、静磁场和似稳电磁场、电路分析、电磁波的传播、电磁波的辐射以及电磁场与介质相互作用等内容.
目录：
目录
丛书序
前言
题意要览
第1章 静电学 1
第2章 静磁场和似稳电磁场 143
第3章 电路分析 301
第4章 电磁波的传播 378
第5章 电磁波的辐射 432
第6章 电磁场与介质相互作用 466
在线试读：
第1章 静电学
1.1 由电场求电荷分布
题1.1一静电荷分布产生如下的径向电场：
式中，A、b为常数.(a)计算并图示电荷密度.(b)求总电荷Q.
解(a)由静电场高斯定理，电荷密度为
由于，并利用球坐标下
*后一步利用了；式中δ(r)是三维δ函数，满足
且有
由上给出电荷密度为
即除一点电荷4ε0A位于球心外，空间存在一球对称的负电荷分布，如题图1.1所示.
(b)总电荷为
或者
题图1.1
说明对照点电荷激发的电场强度表达式容易理解，另外本题结果球心处存在的点电荷也可通过考察以该点为球心、半径为δ(δ→0)的小球形高斯面得知.
1.2 偏离库仑定律的讨论
题1.2假定从实验中发现两个点电荷之间的作用力不是库仑定律的形式，而是
式中，α为常数.(a)写出点电荷q周围的电场E的公式.(b)围绕该点选择一积分路径，求线积分对以点电荷为球心，r1为半径的球面求面积分(Δ为一小量)为半径重复(c)，求距点电荷为r1处的，并把(b)、(c)、(d)的结果与库仑定律的结果相比较.
解(a)在点电荷周围的电场为
式中，r为空间点至点电荷q的距离；er为由q指向空间点的单位矢量.
(b)由题图1.2所示，对任意闭合路径L
则
由库仑定律，所得点电荷电场为
显然有
题图1.2
即与本题的结果一样.
(c)对以点电荷q为球心、r1为半径的球面S，dS=dSer，则有
由库仑定律与高斯定理，得
两者之差为
(d)利用(c)的结果，在r1+Δ处，有
取r=r1与r=r2+Δ为半径的二球面所构成的球壳面为闭合曲面S′，它所包围的体积为V′，由高斯定理
因Δ为小量，上式可写为
并由，近似取
则有
由库仑定律，点电荷q激发的电场的散度公式为
1.3 由电荷分布求电势、总电荷、电偶极矩、电四极矩
题1.3静电荷分布在间隙为-a≤x′≤a的一维x轴上，对于x′≤a，电荷密度为ρ(x′)，而对于|x′|>a，电荷密度等于0.(a)写出x轴上各点的静电势Φ(x)依赖于ρ(x′)的关系.(b)求在x>a时，Φ(x)的级数展开式.(c)对于题图1.3中的每种电荷分布，求：(i)总电荷Q=∫ρdx′；(ii)电偶极矩P=∫x′ρdx′；(iii)电四极矩Qxx=2∫x′2ρdx′；(iv)在x>a时，电势Φ按1/x幂次展开的主要项.
题图1.3
解(a)x轴上点的静电势为
(b)当x>a，a>|x′|时，有
所以Φ(x)的级数展开为
(c)对于题图1.3中的(I)种电荷分布，有
故得
对于题图1.3中的(II)种电荷分布，有
故得
对于题图1.3中的(III)种电荷分布，有
故得
1.4 两相互垂直无限大带电薄板的电场
题1.4两块均匀无限大的薄板相互垂直，它们的电荷密度为+σ和-σ.求空间各点电场的大小和方向，并画出电场线(E线).
解对一个无限大的带电板，它在空间各点的电场大小为
方向与板面垂直.因此，对本题的两互相垂直分别带±σ电荷的两板，电场叠加应为
其方向如题图1.4中的电场线所示.
1.5 高斯定理什么情形下不适用
题1.5下列哪种情况高斯定理将不适用：(a)有磁单极子存在；(b)平方反比定律不准确成立；(c)光速不是一个普适常数.
解答案为(b).
1.6 电荷保持在稳定平衡状态的条件
题1.6一个电荷被保持在稳定平衡状态的条件是：(a)利用一个纯的静电力；(b)利用一个机械力；(c)上述两者都不行.
解答案为(c).
1.7 极化强度矢量P与电场强度E的关系
题1.7对极化强度矢量P与电场强度E，在方程P=αE中，一般情况下α是：(a)标量；(b)矢量；(c)张量.
解答案为(c).
1.8 电荷在带电的细圆环轴线上的简谐运动
题1.8(a)一半径为R的圆环上均匀分布着总电量为+Q的电荷.计算环心的电场和电势；(b)一质量为m、带电为-Q的粒子被限制在环的轴线上滑动，证明：当垂直于环平面的位移很小时，该电荷将做简谐运动.
题图1.4
题图1.8
解如题图1.8所示，z轴为圆环的轴线.则环心的电场与电势为
在z轴上P点处的电场为
故当质量为m、带电为-Q的粒子处在P点时受力为
当z＜R时，有F(z)∝z，故该粒子-Q做简谐振动.
1.9 均匀带电圆盘的空间电势分布
题1.9在半径为a的圆盘表面上均匀分布着总电量为q的电荷.求：(a)由电荷分布的轴对称性，求对称轴上任意点处的电势.(b)借助(a)，求空间任意点r(|r|>a)处电势的表达式，把该式表示成角度谐函数的形式.
解(a)坐标轴选取如题图1.9所示.在圆盘面上，取半径为r到r+dr的圆环，该环在点(0，0，z)处的电势为
对r积分，可得整个圆盘在该点的电势为
(b)在|r|>a区域，解为
题图1.9
定价：79.0
ISBN：9787030583482
作者：无
版次：2
出版时间：2018-09
内容提要：
“物理学大题典”是一套大型工具性、综合性物理题解丛书. 丛书内容涵盖综合性大学本科物理课程内容：从普通物理的力学、热学、光学、电学、近代物理到“四大力学”，以及原子核物理、粒子物理、凝聚态物理、等离子体物理、天体物理、激光物理、量子光学、量子信息等. 内容新颖、注重物理、注重学科交叉、注重与科研结合.
《电磁学与电动力学(第二版)》共6 章，包括静电学、静磁场和似稳电磁场、电路分析、电磁波的传播、电磁波的辐射以及电磁场与介质相互作用等内容.
目录：
目录
丛书序
前言
题意要览
第1章 静电学 1
第2章 静磁场和似稳电磁场 143
第3章 电路分析 301
第4章 电磁波的传播 378
第5章 电磁波的辐射 432
第6章 电磁场与介质相互作用 466
在线试读：
第1章 静电学
1.1 由电场求电荷分布
题1.1一静电荷分布产生如下的径向电场：
式中，A、b为常数.(a)计算并图示电荷密度.(b)求总电荷Q.
解(a)由静电场高斯定理，电荷密度为
由于，并利用球坐标下
*后一步利用了；式中δ(r)是三维δ函数，满足
且有
由上给出电荷密度为
即除一点电荷4ε0A位于球心外，空间存在一球对称的负电荷分布，如题图1.1所示.
(b)总电荷为
或者
题图1.1
说明对照点电荷激发的电场强度表达式容易理解，另外本题结果球心处存在的点电荷也可通过考察以该点为球心、半径为δ(δ→0)的小球形高斯面得知.
1.2 偏离库仑定律的讨论
题1.2假定从实验中发现两个点电荷之间的作用力不是库仑定律的形式，而是
式中，α为常数.(a)写出点电荷q周围的电场E的公式.(b)围绕该点选择一积分路径，求线积分对以点电荷为球心，r1为半径的球面求面积分(Δ为一小量)为半径重复(c)，求距点电荷为r1处的，并把(b)、(c)、(d)的结果与库仑定律的结果相比较.
解(a)在点电荷周围的电场为
式中，r为空间点至点电荷q的距离；er为由q指向空间点的单位矢量.
(b)由题图1.2所示，对任意闭合路径L
则
由库仑定律，所得点电荷电场为
显然有
题图1.2
即与本题的结果一样.
(c)对以点电荷q为球心、r1为半径的球面S，dS=dSer，则有
由库仑定律与高斯定理，得
两者之差为
(d)利用(c)的结果，在r1+Δ处，有
取r=r1与r=r2+Δ为半径的二球面所构成的球壳面为闭合曲面S′，它所包围的体积为V′，由高斯定理
因Δ为小量，上式可写为
并由，近似取
则有
由库仑定律，点电荷q激发的电场的散度公式为
1.3 由电荷分布求电势、总电荷、电偶极矩、电四极矩
题1.3静电荷分布在间隙为-a≤x′≤a的一维x轴上，对于x′≤a，电荷密度为ρ(x′)，而对于|x′|>a，电荷密度等于0.(a)写出x轴上各点的静电势Φ(x)依赖于ρ(x′)的关系.(b)求在x>a时，Φ(x)的级数展开式.(c)对于题图1.3中的每种电荷分布，求：(i)总电荷Q=∫ρdx′；(ii)电偶极矩P=∫x′ρdx′；(iii)电四极矩Qxx=2∫x′2ρdx′；(iv)在x>a时，电势Φ按1/x幂次展开的主要项.
题图1.3
解(a)x轴上点的静电势为
(b)当x>a，a>|x′|时，有
所以Φ(x)的级数展开为
(c)对于题图1.3中的(I)种电荷分布，有
故得
对于题图1.3中的(II)种电荷分布，有
故得
对于题图1.3中的(III)种电荷分布，有
故得
1.4 两相互垂直无限大带电薄板的电场
题1.4两块均匀无限大的薄板相互垂直，它们的电荷密度为+σ和-σ.求空间各点电场的大小和方向，并画出电场线(E线).
解对一个无限大的带电板，它在空间各点的电场大小为
方向与板面垂直.因此，对本题的两互相垂直分别带±σ电荷的两板，电场叠加应为
其方向如题图1.4中的电场线所示.
1.5 高斯定理什么情形下不适用
题1.5下列哪种情况高斯定理将不适用：(a)有磁单极子存在；(b)平方反比定律不准确成立；(c)光速不是一个普适常数.
解答案为(b).
1.6 电荷保持在稳定平衡状态的条件
题1.6一个电荷被保持在稳定平衡状态的条件是：(a)利用一个纯的静电力；(b)利用一个机械力；(c)上述两者都不行.
解答案为(c).
1.7 极化强度矢量P与电场强度E的关系
题1.7对极化强度矢量P与电场强度E，在方程P=αE中，一般情况下α是：(a)标量；(b)矢量；(c)张量.
解答案为(c).
1.8 电荷在带电的细圆环轴线上的简谐运动
题1.8(a)一半径为R的圆环上均匀分布着总电量为+Q的电荷.计算环心的电场和电势；(b)一质量为m、带电为-Q的粒子被限制在环的轴线上滑动，证明：当垂直于环平面的位移很小时，该电荷将做简谐运动.
题图1.4
题图1.8
解如题图1.8所示，z轴为圆环的轴线.则环心的电场与电势为
在z轴上P点处的电场为
故当质量为m、带电为-Q的粒子处在P点时受力为
当z＜R时，有F(z)∝z，故该粒子-Q做简谐振动.
1.9 均匀带电圆盘的空间电势分布
题1.9在半径为a的圆盘表面上均匀分布着总电量为q的电荷.求：(a)由电荷分布的轴对称性，求对称轴上任意点处的电势.(b)借助(a)，求空间任意点r(|r|>a)处电势的表达式，把该式表示成角度谐函数的形式.
解(a)坐标轴选取如题图1.9所示.在圆盘面上，取半径为r到r+dr的圆环，该环在点(0，0，z)处的电势为
对r积分，可得整个圆盘在该点的电势为
(b)在|r|>a区域，解为
题图1.9