1.功 热量 内能:
系统状态变化时,内能将发生变化。实验证明, 对不同的状态变化过程, 只要始末态相同,内能的变化也相同, 即内能变化只与始末状态有关,与中间过程无关。
系统从外界吸热® Q>0; 系统向外界放热® Q<0
系统对外做功®A>0; 外界对系统做功®A<0
功是过程量,内能是状态量,因此,Q也是过程量。
2.热力学第一定律对于理想气体平衡过程的应用
在等温过程中,气体从外界吸热全部转化为对外做功,而气体的内能不变
3.循环过程 卡诺循环
系统或工作物质, 经历一系列变化后又回到初始状态的整个过程叫循环过程,简称循环(cycle)。
卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成准静态循环过程。
卡诺循环的效率仅仅由两热源的温度决定。
卡诺制冷机(adcba)
4.热力学第二定律
热力学第二定律是指示自发过程进行方向的规律。
利用热力学第二定律证明:一条等温线和一条绝热线不可能相交于两点:假设两线可相交于两点,构成正循环。由于绝热过程不吸热,只有等温过程吸热,它违背开尔文表述:不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化。
5.可逆过程与不可逆过程 卡诺定理
设在某一过程P 中,系统从状态A变化到状态B。如果能使系统进行逆向变化,从状态B恢复到初状态A,而且在恢复到初态A时,周围的一切也都各自恢复原状,过程P 就称为可逆过程。
实际上一切实际的热力学过程都是不可逆过程。
功热转换
功转化为热的过程是不可逆的。(开尔文表述)
如果热力学过程中存在摩擦,此过程将是不可逆的。
5.毕奥-萨伐尔定律的应用
直导线电流的磁场:
设有载流直导线(I),计算场点P处的磁感应强度。
(已知P与导线两端形成夹角 , P到直导线的垂直距离为 a)
电流元 Idz在P点产生的磁感应强度:
6.安培环路定理:
磁场安培环路定理:在真空中的恒定磁场内,磁感应强度B矢量沿任何闭合曲线L的环流等于穿过闭合曲线回路所有传导电流的代数和的m0倍。
静电场的安培环路定理
静电场中电场强度 E 的环流为零, 称静电场的环流定理。
磁感应强度矢量的环流与闭合曲线的形状无关,它只和闭合曲线内所包围的电流有关。
7.带电粒子在电场和磁场中的运动
洛伦兹力:带电粒子运动的方向与磁场方向成夹角q 时,所受磁力:
8.电磁感应现象
当穿过闭合回路的磁通量变幻时,不管这种变化是什么,原因是什么,回路中由电流产生,成为电磁感应现象。
电磁感应下现象中的电流成为感应电流,相应的电动势为感应电动势
楞次定律:感应电动势产生的感应电流方向,总是使得感应电流的磁通量阻碍原来的磁通量的变化。
9.法拉第电磁感应定律
当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时,回路中产生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变化率成正比。
需要注意的是:式中的负号反映了感应电动势的方向,是楞次定律的数学表示。
10.磁通计原理:感应电荷与磁通量的变化成正比,与磁通量变化的快慢无关。在实验中,可以通过测量感应电荷和电阻来确定磁通量的变化。
11.动生电动势
根据磁通量变化的不同原因,把感应电动势分为两种情况加以讨论。动生电动势:在恒定磁场中运动着的导体内产生的感应电动势。
在一般情况下,运动导线内总的动生电动势:
动生电动势的计算
12.感生电动势 感生电场
变化的磁场在周围空间要激发出电场,称为感应电场。感生电流的产生就是这一电场作用于导体中的自由电荷的结果。
13.自感应与互感应
由于回路中电流产生的磁通量发生变化,而在自己回路中激发感应电动势的现象叫做自感现象,这种感应电动势叫做自感电动势。
14.高斯定理
15.库仑定律:真空中两个静止点电荷相互作用力(静电力)的大小与这两个点电荷所带电荷量q1和q2的乘积成正比,与它们之间的距离r 的平方成反比。作用力的方向沿它们的连线方向,同号相斥,异号相吸。
静电力叠加原理
16.电场强度
17.电偶极子(electric diople):
大小相等、符号相反并有一微小间距的两个点电荷构成的复合体。
电偶极矩(electric moment):
18.电荷连续分布带电体的电场强度
电荷元dq在P点的电场强度:
19.电场线
1. 曲线上每一点的切线方向表示该点电场强度E的方向
2. 曲线的疏密表示该点处场强 的大小。即:通过垂直单位面积的电场线条数,在数值上就等于该点处电场强度的大小
20.电场强度通量YE :
通过电场中任一曲面的电场线条数。
21.静电场的高斯定理
(通过任一个包围点电荷的闭合曲面的电通量与曲面无关,结果都等于)
22.磁通计原理
感应电荷与磁通量的变化成正比,与磁通量变化的快慢无关。在实验中,可以通过测量感应电荷和电阻来确定磁通量的变化。
23.动生电动势
根据磁通量变化的不同原因,把感应电动势分为两种情况加以讨论。
动生电动势:在恒定磁场中运动着的导体内产生的感应电动势。
感生电动势:导体不动,因磁场的变化产生的感应电动势。
运动导体内电子受到洛伦兹力的作用。电势高低判断:正电荷的地方电势高
24.感生电动势
感生电场:
导体静止,磁场变化时出现感生电动势。显然
产生感生电动势的非静电力一定不是洛伦兹力。
变化的磁场在周围空间要激发出电场,称为感应电场。感生电流的产生就是这一电场作用于导体中的自由电荷的结果。
感生电动势:
25.感生电动势的计算
(1)导体为闭合回路
(2)非闭合回路
26.位移电流
变化的电场本身也是一种电流。
位移电流密度:
通过电场中某一截面的位移电流等于通过该截面的电位移通量的时间变化率。
27.全电流:传导电流、位移电流的总和。
需要注意的是:全电流在空间永远是连续的闭合电流。
28.磁介质
需要复习以下内容:
磁介质的安培环路定理
磁场强度 H
磁导率 真空中的磁导率 相对磁导率
顺磁值 抗磁值 铁磁值
29.引起感生电动势的非静电力是感生电场
静电场:保守场,有源场,非闭合
感生电场:非保守场,无源场,有旋场,闭合,环路上电场强度大小处处相等,但是方向不同
30.自感与互感
自感系数L的大小与回路的几何形状,大小,匝数,磁介质有关,与电流无关
自感系数等于磁通量除以电流