大学物理电子教案运动学
大学物理电子教案
（electronic teaching plan for university physics）
绪论
（introduction）
一、什么是物理学what is physics
1、概念（conception）
研究物质结构及运动规律的学问
2、时间（time）
10-43s（普朗克时间）～1039s（质子寿命）
3、空间（space）
10-15m（质子半径）～1026m（至类星体距离）
二、为什么要学物理学（why study physics）
1、物理学是其它自然学的基础physics is basis of science
（1）物理与化学（举例）
（2）物理与生物学（举例）
2、物理学是工程技术的基础（physics is basis of technology）
（1）工程技术是物理知识的一种应用（举例）
（2）工程技术革命离不开物理学（举例）
3、物理学就在你身边（举例）
（physics is your side）
三、如何学习物理学（how study physics）
1、抓住三个基本（grip three bases）
基本概念、规律、方法
2、注意理论联系实际（note integrate with practice）
工程实际（习题模拟）,生活实际,培养应用能力
3、注意看书技巧（note skill at reading）
先广博，后精专
Know something about evening，
Know evening about something
第一章运动学
（Kinematics）
§1-1 质点参考系与坐标系
（particle reference system and coordinate system）
一、质点（particle ）
1、概念（concept）
形状大小可忽略，而仅有质量的物体
2、质点是个理想模型（particle is an ideal model）
突出主要矛盾，忽略次要矛盾
3、何物可视为质点（which body can look upon particle）
形状大小对讨论问题影响不大之物
二、参考系（reference system）
1、概念（concept）
被选作参考的物体
2、作用(use)
使运动描述具体化。
物体运动相对参考系而言才有意义
如黑板，对教室，静止，对太阳，在运动。
三、坐标系(coordinate system)
1、概念(concept)
固联在参考系上的正交数轴组成的系统。
2、 种类（kinds ）
(1) 直角坐标系 X Y Z 三轴组成。
（2）自然坐标系 由曲线上任一点的切、法线（τ ，n ）组成。 （研究曲线运动时使用较方便）
直角坐标系 自然坐标系
§1—2质点运动的描述
(description of m otion of mass point)
O 、矢量 （vector ） 1、 概念（concept ）
有大小、有方向、且服从平行四边形运算法的量。如速度 2、 表示 （express ）
（1）印刷式 粗黑体量， 如A （白体A 为标量） （2）手写式 量上加箭头 ， 如 （无箭头量为标量） （3）有向线段式OP O →P ，长度示量，箭头示向 （4）坐标式 单位矢量（大小为1的矢量）+坐标(,,y x ）
轴上单位矢量
y x j i j
y i x A ,,,+=
3、 运算（operations ）
（1） 加减法
2
A 1A A
○1服从平行四边形法则，以21,A A 为邻边的对角线。 ○2对应坐标相加减y y x x )()(2
121++±= （2）乘法
○
1点（标）乘 10 两量大小与它们夹角余弦的乘积αcos 2121A A A A =? 20对应坐标乘积代数和212121y y x x A A +=? ②叉（矢 ）乘
10 大小 αsin 2121A A A A = 方向 右手螺旋法则
右手四指从1A 沿小于π方向叉（弯）向2A
─
时大拇指指向1A ×2A
2
A 1
A 1A 2
A ×
20
三阶行列式
一、直角坐标系中质点运动的描述
（ description of motion of mass point in right angle coordinate system ） 在直角坐标系中质点的运动常用如下参量描述 1、位矢 r （position vector ）
（1） 概念
坐标原点到质点位置的有向线段
（2） 功能
r
（3） 表示
①线段式 ②坐标式
k z j y i x r ++= ③模量式（二维情况）
)
(arctan 2
2轴夹角量与X x
y
y x r r =+==α
④三种方程
1 )(t r r = 运动学方程 0
2
)
()(t y y t x x ==｝ 参数方程
3 )(x f y = 轨迹方程（消去参数t ） 2、位移 r ? （displacement ）
（1）概念
始点→终点的有向线段21p p
（2）功能
位置移动（变化）大小及方向 （3）（常见）表示
① 线段式 =?r 21p p
② （解析）坐标式 j y y i x x r )()(1212-+-=? ③ 元位移 dy dx d += （多用） （2
） 位移与路程的比较
异：①概念
②大小一般不等 s
≠?
同：不变向直线运动（或无限小位移）两者大小同 ds = 3、速度 v （Velocity ） （1）概念 位移与时间之比
t
r ?? （2）功能
质点运动快慢及方向 （3）表示
① 平均快慢、方向表示——平均速度
t
r v ??=
? 优点：简单、直观
缺点：不确切，如完成闭合曲线运动的过程，,0=?r t
v ??=?=0 故应用少 ② 平均速率v
10
定义 时间路程
=
v 20
表示 t
s v ??=
③ 速度（瞬时速度）
10
定义 平均速度的极限
20
表示 dt
r d t r v =??=lim
0→?t
操作定义，位矢的一阶导数
④ 速率（瞬时速率）
dt ds t s v ===??=lim
路程的一阶导数，速度的大小
4、加速度（acceleration ） （1）概念 平均加速度（
t
??）的极限 （2）功能
速度变化快慢及方向 （3）表示
22lim
dt
d dt d t ==??=
操作定义 速度的一阶导数
位矢的二阶导数
一维情况
22dt
x d dt dv a ==
= 二、自然坐标系中质点运动的描述
（description of motion of mass point in natural coordinate system ）
在自然坐标系中质点有运动用如下参量描述较比方便 1、弧坐标S （arc coordinate ） （1）概念 （concept ）
p 点相对于t=0时刻的O 点的弧长OP
op t s s ==)(
2、速度（(1) 定义： ττvd dt ds
dt d ===
)(τds r d = (2) 大小： dt
ds
v =
(3) 方向 ： 该点切线，指向运动前方。 3、 加速度(acceleration)
（1）定义
同前： n v v d dv dt d v dt dv dt d a ρ
ττ+=
+==
2
2
n
n a a a n a a +==+=ττ
（2）切向加速度
△t=0 △t=0
大小 ：dt dv a =
τ 方向：该点切线 ，指向运动前方。 （3）法向加速度
大小 ： ρ
2
v a n =
方向：该点切向
d d d s d d 同
,2
,0π
ττθρ
θθττ⊥→=
=
ττ-0
τ
三、 随堂练习（practice on the class ） 1、注意（take note ） 认真吃透两种坐标系中各运动参量的概念及其物理意义。 2、例题（example ） 10
习题1-10 一质点在x-y 平面内运动，其运动学方程（参数方程）为
x=2t ，y=19-2t 2
（SI ），求 （1） 质点的轨迹方程； （2） 第二秒未的位矢；
（3） 第二秒未的速度及加速度
解（1）消去参数t ，建立y=f （x ）关系式即为轨迹方程。由题设条件知t=
2
x 代 入y 式得轨迹方程
2
19)2(2192
2x x y -=-=
（2） 位矢常用表达式为坐标式，将t=2s 的坐标x 、y 值代入运动学方程得
位矢
)
(114m j y i x r +=+=
（3）先据定义求出速度及加速度的表达式，后将t=2代入即为所求
据定义
)
(4)4()2()
(112])419(2[)(
)2(2222212
2--==?-=-+=+=?+=-+=+=s m o dt y
d dt x d s m j i t dt
dy dt dx t t
20
例1-2 一学生以与地面成300
的角度将球踢出，设球速为20m ·s -1
，求球最
高点时足球轨迹的曲率半径。
解 欲求曲率半径ρ，宜先求法向加速度a n ，后再用ρ与a n 的关系即可
求解，因球至最高点时的法向加速度由重力加速度提供，即
)(6.308
.9)2320(2
2//2
//
m g v v g a n =?===
=ρρ
故 四、随堂小议（discuss on the class ）
一质点作曲线运动，若r 表示位矢，S 表示路程， 表示速度，τa 表示切向加速度， 下列四组表达式中，正确的是
;)1(v a dt dr ==
,2(v a ==τ τa dt d v dt ds ==,)
3( .,)4(a dt
d v dt d ==
[（2）]
§1-3运动学中的两类基本问题
（ two basic kinds of problems in kinematics ）
一、第一类基本问题（first kind of the problems ） 1、内容（content ）
知位矢 ,求,
dt
v d a dt r d v r =
=
2、方法（way ）
求导 22,dt
r d a dt r d v ==
二、第二类基本问题（second kind of the problems ）
1、内容（content ）
知（或），求r v , 2、方法（way ）
积分 其积分常数由初始条件 （0=t 时的位矢（坐标）0r ，速度0v ）定。
??=-=-t
t
dt
v r r dt
v 0
000
四、随堂练习（practice on the class ）
1、 注意 （take note ）
解题前须认真分析题意，做出示意简图，分析题目性质，拟出解题思路（简称题·图路）
2、 例题（example ）
10
例1—4 如图所示，一人在离水面高度为h 的岸边滑轮以匀速度v 0拉船，求船
离岸x 处的速度。
解 即可解（即
属第一类基本问题）
建立如图所示坐标轴（x 轴）则船离岸坐标
21
2222)(h l h l x -=-=
故船速
x
x h v h
l l v dl
dx v dt dl dl dx dt dx v 2
20
2
2
00+-=--====
“-”号表示船的速度方向与x 轴的正向相反
2 0
例1-6 一跳伞运动员在跳伞过程中的加速度a=A-B v （式中，A 、B 均为
大于O 的常量，v 为任意时刻的速度）。设初时刻的速度为O ，求任意时刻的速度表达式。
解 本题仍为一维运动知加速度a 求v 属于第二类基本问题，用积分方
法可以解决。
由题意知 Bv A dt
dv
a -==
分离变量求积分，得
dt Bv A dv
t v
??
=-0
“配方”，得
t Bv
A Bv A d
B v
=---?
)(1
即
)
1(1ln )ln(1
0Bt Bt
v e B
A
v e v A B
Bt
A
Bv A t Bv A B
---==--=-=--
§1-4圆周运动及刚体运动的描述
（description of circular motion and rigid body motion ） 一、圆周运动（circular motion ）
1、 概念（concept ）
轨迹为圆周
2、 描述参量（parameters of description ）
（1）角坐标① t 时刻质点所在位置连线OA 与参考轴OX 的夹角 ② 功能
决定质点位置（质点受“必在圆周上”的约束） ③ 约定
逆时针转动θ为正，否则为负 （2）角位移)(,θθd ?
①概念
t ?时间内质点转过的角度 ②功能
定质点转动大小及方向 ③矢量性
θ?——标量
θd ——矢量
（3）角速度ω
① 概念
角坐标对时间的一阶导数 ② 表示
dt
d θω=
③ 功能
定转动快慢及方向（转动状态）
（4）角加速度
① 概念
角速度对时间的一阶导数，角坐标对时间的二阶导数
② 表示
22dt
d dt d θ
ωβ== 2
2
dt d θ ③ 功能
定转动快慢（状态）的变化情况
3、 角量与线量的关系（ relation between angular and linear measures ）
由图可见
2
2
22ωωβ
ωωθ
θθ
τR R
R R v a R dt d R dt dv a R dt d R dt ds v Rd ds R s n ===========
二、刚体及其平动（ rigid body its translation ）
1、 刚体的概念（concept of rigid body ）
形状大小不变的物体（其上两点距离不变） 2、 平动（translation ）
（1）概念
刚体上任意两点连线方向始终不变的运动
（2）处理
可作质点处理 ∵其上各点运动情况相同
三、刚体的定轴转动（rigid body rotation with a fixed axis ）
1、 概念（concept ）
其上各点均绕固定直线'oo 作圆周运动 2、 描述（description ）
（1） 角坐标 θ （2） 角位移 θd （3） 角速度 dt
d θ
ω=
，定刚体转动快慢及方向（转动状态）
（4） 角加速度 22dt
d dt d θ
ωβ== ，定转动状态改变的快慢及方向 3、 注意（take note ）
（1）定轴转动时，ωθ,d 仅有两个方向（同'oo 及反'oo ）；因此βωθ,,d
均可作标量处理（有+、-号即可满足）今后将不再强调它们的矢量性
（2）由于刚体上任意两点距离不变。因此定轴转动刚体各点均有相同的ω及β 四、堂练习（practice ）
例1-8 一质点沿半径R=0.1m 的圆周运动，其运动学方程为)(423
SI t +=θ，求t=2s
时质点的切、法向加速度
解 求圆周运动的切、法向加速度有两种方法。
一是先求速率v ，再求导即得dt
dv
a =τ ；将v 平方除以R 即得R v a n 2= 。另一种
方法是在知θ的情况下，先对θ求导得出βω,，再利用角线量关系，即可求出n a a ,τ
本题用后一种方法求解
).(48242
2222
2-======
s rad t dt
d dt d t t ωθβ 故 ).(8.4481.02
2-=?==s m R a βτ
).(4.230481.0222
2-=?==s m R a n ω
§1-5 相对运动与伽利略变换
（relative motion and Galileo transformation ） 一、相对运动（relative motion ）
1、运动具有相对性（relative of motion description ）
小船河中横渡，船上看，船始终沿垂直对岸方向动 岸上看，船沿斜线向下游方向行
2、变换问题（question of description ） 如何处理两种坐标系（动系如船，静系如岸）
对同一运动描述的变换问题
二、运动的合成（composition of motions ） 描述运动三参量的合成 约定
对静系（不动参考系S ）的量：绝对量
对动系（运动参考系S 1
）的量：相对量 动系对静系的量：牵连量
1、位矢的合成（composition of position vectors ）
(S)
牵
r 相
r 绝r 绝
r
如图， S 为静系，S /
为任意点，对S 的绝对位矢为绝r ， 对S /
为相r ，S /
对S 为牵r
，由图知
牵相绝r r r
+= （1）
2．速度的合成（composition of velocities ） 对式(1)求导得
牵相绝绝v v
dt r d v
+== (2)
3.加速度的合成(composition of acceleration) 对式(2)求导得
牵相绝绝a a dt
v d a
+== （3）
三、伽利略变换（Galileo transformation ）
1．坐标变换（coordinate transformation ）
由上图可见（牛顿与伽利略都认为时、空与运动无关）（设t=0时S 、S /
系重合）
x /
=x-v t
y /
=y z /
=z t /
=t
2．相对性原理（principle of relative ） 将上式两边对时间取=阶导数，得
a x /
=a x
a y /
=a y
a a =' a z /
=a z
力学规律在一切相互作匀速直线运动的参考系（后面说的惯性系）中具有相同的形式，因而是相对等价的。
四、随堂练习（practice on the class ）
1．注意（take note ）
处理相对运动（物对参考系动，参考系又对另一参考系动）问题要分清谁为绝对量，谁为相对量，谁为牵连量，然后再画图代合成公式。
2．例题（example ）
例1-10 某人骑自行车以5m.s -1 的速度向北行驶,觉得有西北风(西偏北450
)吹来,
其大小为10m. s -1
,求风速.
解 据题意,车速5m.s -1向北为相对速度,西北风10m. s -1
相对车(人)而动，为牵连速度.
将它们绘于同一坐标系上得
X
5
东
ν西
ν风
ν
待求风速为绝对速度，据速度合成定理得
牵相风绝ννν+==v
作业（home work）
1-9、1-13、1-18、1-21、1-25
大学物理练习题1(运动学)
大学物理练习题1：“力学—运动学” 一、选择题 1、以下哪种情况不可以把研究对象看作质点（ A ）。 A 、地球自转； B 、地球绕太阳公转； C 、平动的物体； D 、物体的形状和线度对研究问题的性质影响很小。 2、下面对质点的描述正确的是（ C ）。 ①质点是忽略其大小和形状，具有空间位置和整个物体质量的点；②质点可近视认为成微观粒子；③大物体可看作是由大量质点组成；④地球不能当作一个质点来处理，只能认为是有大量质点的组合；⑤在自然界中，可以找到实际的质点。 A 、①②③； B 、②④⑤； C 、①③； D 、①②③④。 3、一质点作直线运动的速度图线为左下图所示，下列右下图位移图线中，哪一幅正确地表示了该质点的运动规律？（ D ） 4、质点沿x 轴运动的加速度与时间的关系如图所示，由图可求出质点的（ B ）。 A 、第6秒末的速度； B 、前6秒内的速度增量； C 、第6秒末的位置； D 、前6秒内的位移。 5、某物体的运动规律为t kV dt dV 2-=（式中k 为常数）。当0=t 时，初速率为0V ，则V 与时间t 的函数关系为（ C ）。 A 、022 1V kt V += ； B 、0221V kt V +-=； C 、021211V kt V +=； D 、021211V kt V +-=θ。
6、质点作曲线运动，在时刻t 质点的位矢为r ，t 至)(t t ?+时间内的位移为r ?，路程为s ?， 位矢大小的变化量为r ?。根据上述情况，则必有：（ D ）。 A 、r s r ?=?=? ； B 、r s r ?≠?≠? ，当0→?t 时有dr ds r d == ； C 、r s r ?≠?≠? ，当0→?t 时有ds dr r d ≠= ； D 、r s r ?≠?≠? ，当0→?t 时有dr ds r d ≠= 。 7、一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为ν ，瞬时速率为ν，平均速度为ν ，平均速率为ν，它们之间必有如下关系（ D ）。 A 、νννν== ， ； B 、νννν=≠ ， ； C 、νννν≠≠ ， ； D 、νννν≠= ， 。 8、下面对运动的描述正确的是（ C ）。 A 、物体走过的路程越长，它的位移也越大； B 、质点在时刻t 和t t ?+的速度分别为1v 和2v ，则在时间t ?内的平均速度为2 21v v +； C 、若物体的加速度为恒量（即其大小和方向都不变），则它一定作匀变速直线运动； D 、在质点的曲线运动中，加速度的方向和速度的方向总是不一致的。 9、下面正确的表述是（ B ）。 A 、质点作圆周运动，加速度一定与速度垂直； B 、物体作直线运动，法向加速度必为零； C 、轨道最弯处，法向加速度最大； D 、某时刻的速率为零，切向加速度必为零。 10、下列几种运动形式，哪一种运动是加速度矢量a 保持不变的运动？（ C ）。 A 、单摆运动； B 、匀速度圆周运动； C 、抛体运动； D 、以上三种运动都是a 保持不变的运动。 11、一个质点在做圆周运动时，有（ B ）。 A 、切向加速度一定改变，法向加速度也改变； B 、切向加速度可能不变，法向加速度一定改变； C 、切向加速度可能不变，法向加速度不变； D 、切向加速度一定改变，法向加速度不变。
大学物理-质点运动学(答案)
第一章 力和运动 （质点运动学） 一. 选择题: ［ B ］1、一质点沿x 轴作直线运动，其v t 曲线如图所示，如t =0时，质点位于坐标原点，则t = s 时， 质点在x 轴上的位置为 (A) 5m ． (B) 2m ． (C) 0． (D) 2 m ． (E) 5 m. (1 2.5)22(21)122()x m =+?÷-+?÷=提示： ［ C ］2、如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖 中的船向岸边运动．设该人以匀速率0v 收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是 (A) 匀加速运动． (B) 匀减速运动． (C) 变加速运动． (D) 变减速运动． (E) 匀速直线运动． 提示：如图建坐标系，设船离岸边 x 米， 222l h x =+ 22dl dx l x dt dt = 22 dx l dl x h dl dt x dt x dt +== 0dl v dt =- 220dx h x v i v i dt x +==-r r r 2203v h dv dv dx a i dt dx dt x ==?=-r r r r ［ D ］3、一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r ,? 的端点处, 其速度大小为 1 4.5432.52-112 t (s) v (m/s) v ? x o
(A) t r d d (B) t r d d ? (C) t r d d ? (D) 2 2 d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 提示：22 , dx dy dx dy v i j v dt dt dt dt ??????=+ ∴=+ ? ? ???????r r v ［ B ］4、质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈．在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为 (A) 2R /T , 2R/T ． (B) 0 , 2R /T (C) 0 , 0． (D) 2R /T , 0. 提示：平均速度大小：0r v t ?==?v r 平均速率：2s R v t T ?= =?π ［ B ］5、在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以2 m/s 速率匀速行驶，A 船沿x 轴正向，B 船沿y 轴正向．今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x 、y 方向单位矢用i ?、j ? 表示)，那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以m/s 为单位）为 (A) 2i ?＋2j ?． (B) 2i ?＋2j ?． (C) －2i ?－2j ?． (D) 2i ?－2j ? ． 提示：2(2)B A B A v v v j i →→→=+=+-r r r r r 地地 ［ D ］6、某人骑自行车以速率v 向西行驶，今有风以相同速率从北偏东30o 方向 吹来，人感到风从哪个方向吹来 (A)北偏东30 (B)北偏西60 (C) 北偏东60 (D) 北偏西30 提示：根据v r 风对人=v r 风对地+v r 地对人，三者的关系如图所示：这是个等边三角形，∴人感到风从北偏西300方向吹来。 二. 填空题 v r 风对人 v r 地对人 v r 风对地
1大学物理.运动学单元习题及答案
一、选择题 → 1、质点作曲线运动， r 表示位置矢量，s 表示路程，a t 表示切向加速度，下列 表达式中 dv dr ds dv (1) = a ；(2) = v ；(3) = v ；(4) = a 。 [ D ] dt dt dt dt t 2、对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： ( ) (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零(拐点处除外)． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因 此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零． 答：(B ) 3、质点沿半径为 R 的圆周作匀速率运动，每 t 秒转一圈，在 2t 时间间隔中，其 平均速度大小与平均速率大小分别为 [ B (A) 2R , 2R ； (B) 0 ， 2R ； (C) 0 ， 0 ； (D) 2R 4、一运动质点在某瞬时位于矢径r (x , y )的端点处，其速度大小为 质点做匀速率圆周运动时，其速度和加速度的变化情况为 ) A )只有(1)，( 4)是对的； C )只有(2)是对的； B )只有(2)，( 4)是对的； D )只有(3)是对的。 ，0. t tt dr (A) dt dr (B) dt (C) d d r t (dx )2+(d d y t )2 (D) ( dt 5、根据瞬时速度矢量v v 的定义，在直角坐标系下，其大小| v v |可表示为 ( dr (A) d d r t ． (B) dx + dy +dz dt dt dt (C) | dx i v |+|dy v j |+| dz k v |. dt dt dt 答： D ) 6、 ( 答： 以下五种运动形 ) (A) 单摆的运动． (C) 行星的椭圆轨道运动． D ) 中 ， a 保 持 不 变 的 运 动 (B) 匀速率圆周运动． (D) 抛体运动． 7、 ( (A )速度不变，加速度在变化 (D)
大学物理实验电子教案模板
大学物理实验教案 实验题目 霍耳效应法测量磁场 实验性质 基本实验 实验学时 3 教师 冷雪松 教学目的 1、熟悉和掌握霍尔磁场测试仪器和霍尔效应装置的使用方法 2、了解霍尔效应产生的原理 3、学习和掌握了用霍尔效应的方法测量磁场 4、学习霍尔效应研究半导体材料的性能的方法以及消除副效应影响的方法重点 消除副效应对测量结果的影响 难点 霍尔效应的产生机理 怎样消除影响测量准确性的附加效应 教 学 过 程
设 计 课前的准备： 仪器设备的检查，注意要校准砝码。 实验的预做（采集三组以上数据进行处理）。 作出数据表格设计的参考。 课上教学的设计： 一、课上的常规检查（预习报告、数据表格的设计等）。(5 分钟) 二、讲解的设计(30分钟) 1、引言 德国物理学家霍尔（E.H.Hall）1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现，任何导体通以电流时，若存在垂直于电流方向的磁场，则导体内部产生与电流和磁场方向都垂直的电场，这一现象称为霍尔效应，它是一种磁电效应(磁能转换为电能)。二十世纪五十年代以来，由于半导体工艺的发展，先后制成了多种有显著霍尔效应的材料，这一效应的应用研究也随之发展起来。现在，霍尔效应已在测量技术、自动化技术、计算机和信息技术等领域得到了广泛的应用。在测量技术中，典型的应用是测量磁场。 测量磁场方法不少，但其中以霍尔效应为机理的测磁方法因结构简单、体积小、测量速度快等优点而有着广泛的应用，本实验就是采用这种方法。通过本实验了解霍尔效应的物理原理，掌握用磁电传感器——霍尔元件测量磁场的基本方法，学习用异号法消除不等位电压产生的系统误差。 2、提出本实验的目的与任务，讲授为完成本实验设计思想和设计 原则 实验原理 霍尔效应实质上是运动电荷在磁场中受到洛仑磁力的作用后发生偏转而产生的，当霍尔电场力与洛仑磁力平衡时，霍尔片中载流子不在迁移，这样就在霍尔片的上下两个平面间形成了恒定的电位差——霍尔电位差UH，实验测定 系数RH=1/ne称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，载流子浓度n越小,则RH越大，UH也越大，所以只有当半导体(n比金属的小得多)出现以后，霍尔效应的应用才得以发展。对于特定的霍尔元件，其厚度d确定，定义霍尔灵敏度KH=RH /d，KH与霍尔片的材料性质、几何尺寸有关，对于一定的霍尔片，其为常数。这样 上式是霍尔效应测磁场的基本理论依据，只要已知KH，用仪器测出I及UH，则可求出磁感应强度B。 3、实验的拓展：(由本实验的完成深化和延伸所学的知识，启发学 生利用现有的设备拓展出新的实验内容,培养学生的创新思维和创新能力。) 1）、测量霍尔元件的不等位电势差 2）、测量霍尔片的特性曲线 4.数据的测量与处理要求用做图法处理数据. 5．介绍主要仪器设备与使用 6．强调实验中要注意的问题 1）、霍尔片又薄又脆，切勿用手摸。
大学物理电子教案运动学
大学物理电子教案 （electronic teaching plan for university physics） 绪论 （introduction） 一、什么是物理学what is physics 1、概念（conception） 研究物质结构及运动规律的学问 2、时间（time） 10-43s（普朗克时间）～1039s（质子寿命） 3、空间（space） 10-15m（质子半径）～1026m（至类星体距离） 二、为什么要学物理学（why study physics） 1、物理学是其它自然学的基础physics is basis of science （1）物理与化学（举例） （2）物理与生物学（举例） 2、物理学是工程技术的基础（physics is basis of technology） （1）工程技术是物理知识的一种应用（举例） （2）工程技术革命离不开物理学（举例） 3、物理学就在你身边（举例） （physics is your side） 三、如何学习物理学（how study physics） 1、抓住三个基本（grip three bases） 基本概念、规律、方法 2、注意理论联系实际（note integrate with practice） 工程实际（习题模拟）,生活实际,培养应用能力 3、注意看书技巧（note skill at reading） 先广博，后精专 Know something about evening， Know evening about something 第一章运动学 （Kinematics） §1-1 质点参考系与坐标系 （particle reference system and coordinate system） 一、质点（particle ） 1、概念（concept） 形状大小可忽略，而仅有质量的物体 2、质点是个理想模型（particle is an ideal model） 突出主要矛盾，忽略次要矛盾 3、何物可视为质点（which body can look upon particle） 形状大小对讨论问题影响不大之物 二、参考系（reference system） 1、概念（concept） 被选作参考的物体 2、作用(use) 使运动描述具体化。 物体运动相对参考系而言才有意义 如黑板，对教室，静止，对太阳，在运动。 三、坐标系(coordinate system) 1、概念(concept) 固联在参考系上的正交数轴组成的系统。
理工科大学物理实验课程教学基本要求
附件2： 理工科大学物理实验课程教学基本要求 物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。 在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。 物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。 一．课程的地位、作用和任务 物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。 物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 本课程的具体任务是： 1.培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法。培养学 生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。 2.提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精 神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。 二、教学内容基本要求 大学物理实验应包括普通物理实验（力学、热学、电磁学、光学实验）和近代物理实验，具体的教学内容基本要求如下： 1.掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力。 （1）测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。 （2）处理实验数据的一些常用方法，包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技术的普及，应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。 2.掌握基本物理量的测量方法。 例如：长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量，注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。 3.了解常用的物理实验方法，并逐步学会使用。 例如：比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法，以及在近代科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。 4.掌握实验室常用仪器的性能，并能够正确使用。 例如：长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交／直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。 各校应根据条件，在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代物理技术，例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。 5.掌握常用的实验操作技术。
(完整版)大学物理质点运动学习题及答案
第1章 质点运动学 习题及答案 1．｜r ?｜与r ? 有无不同?t d d r 和dr dt 有无不同? t d d v 和dv dt 有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解: ｜r ?｜与r ? 不同. ｜r ?｜表示质点运动位移的大小,而r ?则表示质点运动时其径向长度的增量;t d d r 和dr dt 不同. t d d r 表示质点运动速度的大小,而dr dt 则表示质点运动速度的径向分量;t d d v 和dv dt 不同. t d d v 表示质点运动加速度的大小, 而dv dt 则表示质点运动加速度的切向分量. 2.质点沿直线运动，其位置矢量是否一定方向不变？质点位置矢量方向不变，质点是否一定做直线运动？ 解: 质点沿直线运动，其位置矢量方向可以改变;质点位置矢量方向不变，质点一定做直线运动. 3.匀速圆周运动的速度和加速度是否都恒定不变？圆周运动的加速度是否总是指向圆心，为什么？ 解: 由于匀速圆周运动的速度和加速度的方向总是随时间发生变化的,因此,其速度和加速度不是恒定不变的;只有匀速圆周运动的加速度总是指向圆心,故一般来讲,圆周运动的加速度不一定指向圆心. 4．一物体做直线运动，运动方程为23 62x t t =-，式中各量均采用国际单位制，求：（1）第二秒内的平均速度（2）第三秒末的速度；（3）第一秒末的加速度；（4）物体运动的类型。 解: 由于: 23 2621261212x(t )t t dx v(t )t t dt dv a(t )t dt =-==-==- 所以:（1）第二秒内的平均速度: 1(2)(1)4()21 x x v ms --==- （2）第三秒末的速度: 21(3)1236318()v ms -=?-?=- （3）第一秒末的加速度: 2 (1)121210()a ms -=-?= （4）物体运动的类型为变速直线运动。 5．一质点运动方程的表达式为2105(t t t =+r i j ），式中的,t r 分别以m,s 为单位，试求；（1）质点 的速度和加速度；（2）质点的轨迹方程。 解: （1）质点的速度: 205dr v ti j dt ==+r r r r
大学物理教案真空中的静电场
第五章真空中的静电场 第一节电荷、库仑定律 一、 电荷 电子具有电荷191.6021910e C -=-?(库仑)，质子具有电荷 191.6021910p C e -=?，中子不带电。物理学对电荷的认识可概括为： (1)电荷和质量一样，是基本粒子的固有属性； (2)电荷有两种：正电荷和负电荷，一切基本粒子只可能具有电子或质子所具有电荷的整数倍； (3)电荷具有守恒性； (4)电荷之间的相互作用，是通过电场作媒质传递的。 不同质料物体相摩擦后，每个物体有若干电子脱离原子束缚，进入到对方物体中去，双方失去电子数目不一样，一个净获得电子，一个净失去电子，这就是摩擦起电。核反应中，电荷也是守恒的，例如 用α粒子42He 去轰击氮核147 N ，结果生成178O 和质子11H 反应前后，电荷总数皆为9e 。 根据(2)，电荷€电场€电荷，质量€引力场€质量。 在电解液中，自由电荷是酸碱盐溶质分子离解成的正、负离子；在电离的气体中，自由电荷也是正、负离子，不过负离子往往就是电子；在超导中，传导电流的粒子是电子对(库珀对)，还可能是极化子、双极化子、孤子等。
从微观上去看，电荷是分立的，宏观上来看，其最小变化量与宏观粒子系统的总电荷量比较完全可被当作无穷小处理。所以宏观小微观大的带电体，电荷的连续性与分立性得到了统一。 二、 库仑定律 12301 4q q F r r πε=r r 或122014r q q F e r πε=r r 0ε为真空电容率(vacuumpermittivity)， 其数值为()()1222122208.85418781810/8.8510/C N m C N m ε--=??≈?? 介质中的库仑力 0r εεε=是电介质的介电常数，r ε是相对介电常数。 电介质中作用力比真空中小，是因为介质极化后，在点电荷周围出现了束缚电荷。它削弱了原点电荷之间的作用。 三、 叠加原理 实验表明，如果同时存在多个点电荷相互作用，则任意两个点电荷之间的相互作用，并
1大学物理.运动学单元习题及答案
一、选择题 1、质点作曲线运动，→r 表示位置矢量，s 表示路程，t a 表示切向加速度，下列 表达式中 （1）a dt dv =；（2）v dt dr =；（3）v dt ds =；（4）t a dt v d = 。 [ D ] （A ）只有（1），（4）是对的； （B ）只有（2），（4）是对的； （C ）只有（2）是对的； （D ）只有（3）是对的。 2、对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： （ ） (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因 此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零． 答：（B ） 3、质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每t 秒转一圈，在2t 时间间隔中，其 平均速度大小与平均速率大小分别为 [ B ] (A) t R π2, t R π2 ； (B) 0，t R π2； (C) 0，0； (D) t R π2，0. 4、一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r 的端点处，其速度大小为 [ D ] (A) dt dr (B) dt r d (C) dt r d (D) 22)()(dt dy dt dx + 5、根据瞬时速度矢量v 的定义，在直角坐标系下，其大小||v 可表示为 （ ） (A)dr dt ． (B)dx dy dz dt dt dt ++． (C)||||||dx dy dz i j k dt dt dt ++. (D) 2()(dy dz + 答：（D ） 6、以下五种运动形式中，a 保持不变的运动是 （ ） (A) 单摆的运动． (B) 匀速率圆周运动． (C) 行星的椭圆轨道运动． (D) 抛体运动． 答：（D ） 7、质点做匀速率圆周运动时，其速度和加速度的变化情况为 （ ） （A ）速度不变，加速度在变化
大学物理.运动学单元习题及答案
一、选择题 1、质点作曲线运动，→ r 表示位置矢量，s 表示路程，t a 表示切向加速度，下列表达式中 （1）a dt dv =；（2）v dt dr =；（3）v dt ds =；（4）t a dt v d =? 。 [ D ] （A ）只有（1），（4）是对的； （B ）只有（2），（4）是对的； （C ）只有（2）是对的； （D ）只有（3）是对的。 2、对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： （ ） (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因 此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零． 答：（B ） 3、质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每t 秒转一圈，在2t 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为 [ B ] (A) t R π2, t R π2 ； (B) 0，t R π2； (C) 0，0； (D) t R π2，0. 4、一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r ? 的端点处，其速度大小为 [ D ] (A) dt dr (B) dt r d ? (C) dt r d ? (D) 22) ()(dt dy dt dx + 5、根据瞬时速度矢量v v 的定义，在直角坐标系下，其大小||v v 可表示为 （ ） (A)dr dt ． (B)dx dy dz dt dt dt ++． (C)||||||dx dy dz i j k dt dt dt ++v v v 答：（D ） 6、以下五种运动形式中，a ? 保持不变的运动是 （ ） (A) 单摆的运动． (B) 匀速率圆周运动． (C) 行星的椭圆轨道运动． (D) 抛体运动． 答：（D ） 7、质点做匀速率圆周运动时，其速度和加速度的变化情况为 （ ）
《大学物理实验A》教学大纲
《大学物理实验》(A类)教学大纲 课程名称：大学大学物理实验课程编号：实验学时：实验学分： 面向专业：非物理学本科 一、本实验课的性质、任务与目的 （一）课程性质 大学物理实验课程是高等工科院校的一门必修课，是一门独立的、实践性很强的基础课，是学生进入大学后，受到系统实验方法和实验技能基本训练的开端，是理工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。大学物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位，它们既有深刻的内在联系，又有各自的任务和作用。 （二）课程的任务与目的 1、通过对实验现象的观察、分析和物理量的测量，学习物理实验知识，加强对相关物理学原理的理解。 2、培养与提高学生的科学实验能力： ①能自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备； ②借助教材或仪器说明书能正确使用仪器； ③能够运用物理理论对实验现象进行初步分析； ④能正确记录数据，掌握列表法、作图法和遂差法等数据处理方法，初步具备处理数据、分析 结果、用不确定度表示实验结果、撰写实验报告的能力，能撰写完整规范的实验报告；了解 并学会使用本课程的网上教学系统。 ⑤能够完成简单的设计性实验。 3、培养与提高学生的科学实验素质，要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财产的优良品质。 4、掌握实验的基本知识、基本方法、基本技能，为后继的实验课程的学习打下必备的基础。二、本实验课的基本理论 大学物理实验课程是高等工科院校的一门必修课，是国家教育部规定的一门独立的实验课程，本实验课是基于大学物理理论的重于实验方法和实验技能训练的实验课程。 （一）误差基本理论（在绪论课中介绍，并在各实验的学习中逐步掌握）： 1、测量与误差的基本知识 2、测量的不确定度和测量结果评定 3、有效数字 4、数据处理方法(列表法、作图法和逐差法) （二）各实验原理所依据的物理理论知识 1、力学、热学、电磁学、光学以及近代物理的基本知识 2、各实验的设计思想和基本原理 三、实验方式与基本要求 实行分层次教学：基础（必做）实验教学→开放（选做）实验教学 1、基础实验教学 为了培养学生的基本实验知识和基本实验操作能力，对于基础（必做）实验的教学要求： （1）由指导教师讲解实验的基本原理、基本要求、目的、操作规程及注意事项。 （2）分组实验，循环进行，基本实验每人一套设备，每位教师同时指导学生人数一般为20-25人，每个实验3学时，由教师指导、学生独立操作完成。 （3）要求学生课前预习，并撰写实验预习报告，遵守实验课守则，认真实验，按时完成实验报
《大学物理学》质点运动学练习题(马)
质点运动学学习材料 一、选择题 1．质点沿轨道AB 作曲线运动，速率逐渐减小，图中哪一种情况正确地表示了质点在C 处的加速度? ( ) (A ) (B )(C )(D ) 【提示：由于质点作曲线运动，所以，加速度的方向指向曲线的内侧，又速率逐渐减小，所以加速度的切向分量与运动方向相反】 2．一质点沿x 轴运动的规律是542 +-=t t x （SI 制）。则前三秒内它的( ) (A )位移和路程都是3m ； (B )位移和路程都是-3m ； (C )位移是-3m ，路程是3m ； (D )位移是-3m ，路程是5m 。 【提示：将t =3代入公式，得到的是t=3时的位置，位移为t =3时的位置减去t =0时的位置；显然运动规律是一个抛物线方程，可利用求导找出极值点： 24d x t dt =-，当t =2时，速度0d x dt υ==，所以前两秒退了4M ，后一秒进了1M ，路程为5M 】 3．一质点的运动方程是cos sin r R t i R t j ωω=+，R 、ω为正常数。从t ＝ωπ/到t =ω π/2时间内 (1)该质点的位移是( ) (A ) -2R i ；(B ) 2R i ；(C ) -2j ；(D ) 0。 (2)该质点经过的路程是( ) (A ) 2R ；(B ) R π；(C ) 0；(D )R πω。 【提示：轨道方程是一个圆周方程（由运动方程平方相加可得圆方程），t ＝π/ω到t ＝2π/ω时间内质点沿圆周跑了半圈，位移为直径，路程半周长】 4．一细直杆AB ，竖直靠在墙壁上，B 端沿水平方向以速度υ滑离墙壁，则当细杆运动到图示位置时，细杆中点C 的速度( ) (A )大小为 2υ ，方向与B 端运动方向相同； (B )大小为2υ ，方向与A 端运动方向相同； (C )大小为2 υ ，方向沿杆身方向；
(整理)大学物理授课教案 第三章 动量守恒和能量守恒定律.
第三章 动量守恒和能量守恒定律 §1-1质点和质点系的动量定理 一、质点的动量定理 1、动量 质点的质量m 与其速度v 的乘积称为质点的动量，记为P 。 （3-1） 说明：⑴P 是矢量，方向与v 相同 ⑵P 是瞬时量 ⑶P 是相对量 ⑷坐标和动量是描述物体状态的参量 2、冲量 牛顿第二定律原始形式 )(v m dt d F = 由此有)(v m d dt F = 积分： 1221 21p p P d dt F p p t t -==?? （3-2） 定义：?21 t t dt F 称为在21t t -时间内力F 对质点的冲量。 记为 （3-3） 说明：⑴I 是矢量 ⑵I 是过程量 ⑶I 是力对时间的积累效应 ⑷I 的分量式 ??? ????===???2 12121t t z z t t y y t t x x dt F I dt F I dt F I
∵ ??? ? ???=-=-=-???2 121 21)()()(12121 2t t z z t t y y t t x x dt F t t F dt F t t F dt F t t F （3-4） ∴分量式（3—4）可写成 ??? ??-=-=-=) ()()(121212t t F I t t F I t t F I z z y y x x （3-5） x F 、y F 、z F 是在21t t -时间内x F 、y F 、z F 平均值。 3、质点的动量定理 由上知 12p p I -= （3-6） 结论：质点所受合力的冲量=质点动量的增量，称此为质点的动量定理。 说明：⑴I 与12p p -同方向 ⑵分量式??? ??-=-=-=z 1z 2z y 1y 2y x 1x 2x p p I p p I p p I （3-7） ⑶过程量可用状态量表示，使问题得到简化 ⑷成立条件：惯性系 ⑸动量原理对碰撞问题很有用 二、质点系的动量定理 概念：系统：指一组质点 内力：系统内质点间作用力 外力：系统外物体对系统内质点作用力 设系统含n 个质点，第i 个质点的质量和速度分别为i m 、i v ，对于第i 个质点受合内力为内i F ，受合外力为外i F ，由牛顿第二定律有 dt v m d F F i i i i ) ( =+内外 对上式求和，有 ∑∑∑∑======+n 1 i i i n 1i i i n 1i i n 1i i )v m (dt d dt )v m (d F F 内 外 因为内力是一对一对的作用力与反作用力组成，故0=合内力F ， 有 P dt d F =合外力 （3-8） 结论：系统受的合外力等于系统动量的变化，这就是质点系的动量定理。 式（3-8）可表示如下
大学物理电子教案10电磁场理论
《大学物理》教案 二〇一五年三月 第10章 电磁场理论 内容：全电流定律 麦克斯韦方程组 10.1全电流定律 麦克斯韦对电磁场的重大贡献的核心是位移电流的假说。位移电流是将安培环路定理运用于含有电容器的交变电路中出现矛盾而引出的。 我们知道，在稳恒电流中传导电流是处处连续的，磁场与传导电流之间满足安培环路定理 电流是稳恒的，所以∑i I 应该是穿过以该闭合回路L 为边界的任意形状曲面S 的传导电流。在非稳恒条件下，安培环路定理是否还成立？ 对于S 1曲面，因有传导电流穿过该曲面，故应用安培环路定理 而对于S 2面来说，因没有传导电流通过S 2，因此有 可见，在非稳恒电流的磁场中，把安培环路定理应用到以同一闭合回路L 为边界的不同曲面时，得到完全不同的结果。也就是说安培环路定理在非稳恒的情况下不适用了。 麦克斯韦注意到了安培环路定理的局限性，他注意到电容器充放电时，极板间虽无传导电流，却存在着变化的电场。麦克斯韦在仔细审核了安培环路定理后，肯定了电荷守恒定律，对安培环路定理作了修改。为了解决电流不连续的问题，麦克斯韦提出了位移电流的假设，把变化的电场 视为电流，称为“位移电流”。 电容器充放电时，设t 时刻A 极板电荷 为＋q ，电荷密度为＋σ，B 极板电荷为－q ， 电荷密度为－σ，极板面积为S ，则导线中 传导电流为 图10-2 位移电流 在电容器充放电过程中，板上的电荷面 密度为σ，两极板之间的电位移矢量大小 D=σ和电位移通量DS D =Φ都是变化的，电位移通量对时间的变化率就称为“位移电流”I d ，即
dt dD j d = （10-2） 麦克斯韦称I d 为位移电流强度，称j d 为位移电流密度。当电容器充电时，板上σ增加，极板之间电场E 也增大，电位移随时间变化率dt dD 的方向与电场方向一致，同时也与导体中电流方向一致；当放电时，板上σ减小，极板之间电场E 也减小，电位移随时间的变化率dt dD 的方向与D 方向相反同时也与导体中电流方向一致。为此，麦克斯韦提出假设：电容器中变化的电场可以看作是一种电流，其大小等于传导电流，方向与传导电流相同，即位移电流。这样，电容器两极板之间传导电流虽然中断了，但是有位移电流接替，于是解决了含有电容器的电路中电流不连续的问题。 10.1.2 全电流定律 麦克斯韦认为与传导电流的磁效应相同，位移电流按同样的规律在空间激发涡旋磁场，称为感生磁场。麦克斯韦的这一观点现在已为实验证实。导线中传导电流Ic 产生的磁场强度为B 1，应用安培环路定理可得： 以B 2表示感生磁场的磁场强度，仿照传导电流的情形可以建立关于I d 的安培环路定理： 麦克斯韦把传导电流I c 和位移电流I d 合称为全电流。B=B 1+B 2是全电流产生的磁场强度，称为全电流定理。 需要指出的是，虽然位移电流与传导电流一样激发涡旋磁场，但两者有根本区别：传导电流是由电荷的宏观定向运动形成的，而位移电流则是由变化电场所激发的。 麦克斯韦所作的两个基本假设是：变化磁场激发感生电场和变化电场激发感生磁场，将电场与磁场更为紧密地联系在一起，形成统一电磁场。麦克斯韦根据变化电场和变化磁场的相互激发，预言了电磁波的存在。20年后赫兹用实验证实了这一预言，从而也证实了上述两个基本假设的正确性。 只有那种有准备的头脑，才不会放过科学的机遇。 10.2麦克斯韦方程组 麦克斯韦电磁场理论的基本概念包括两个主要内容，即：①除静止电荷激发无旋电场外，变化的磁场还将激发涡旋电场；②变化的电场和传导电流一样激发涡旋磁场。这就是说，变化的电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。 （1）静电场的高斯定理
磁性物理学实验教案
磁性物理学实验指导书 电子科技大学微电子与固体电子学院H B M O
第一章磁性物理学与磁性材料 一、磁性物理学的研究内容 我们通过课堂学习，已经知道磁性是物质的一种基本属性，从微观粒子到宏观物体，以至宇宙天体，无不具有某种程度的磁性，只是其强弱程度不同而已。这里说的磁性是指物质在磁场中可以受到力或力矩作用的一种物理性质。磁性物理学（Magnetic physics）也称为磁学(Magnetics)就是研究自然界中物质磁性现象的本质及其变化规律与应用的一门学问。广义地说，物质磁性可以划分为弱磁性和强磁性两类，通常与人类生活与生产活动密切相关的是强磁性物质，因此，磁性物理学主要讨论与强磁性有关的物理问题。这些问题按其性质，大致可以分为三类：①自发磁化，②技术磁化，③应用磁学。不同类型的磁学问题，要求求解水平是不一样的，粗略地说，自发磁化涉及凝聚态物质磁性的微观机制，问题的求解，需要深入到原子或电子尺度的水平，形成自发磁化理论；技术磁化属于磁畴理论的范畴，要在显微尺度水平，即磁畴或稍进一步的程度上求解，形成技术磁化理论，这个理论可以对磁性材料的宏观特性给出解释，并指导磁性材料的研制；应用磁学是研究与应用有关的磁性问题，如磁与光、电、热、力等相互作用的交叉效应。因此，我们在课堂教学中，从基本磁现象到动态磁化过程，为大家讲授了磁性物理学共七章内容，概述起来，其基本内容有以下三部分： 1.磁性起源与自发磁化 2.磁畴理论与技术磁化 3.磁化过程动力学 二、磁性物理学与磁性材料之间的关系 磁性物理学与磁性材料之间关系密切，相互依存。从磁性物理学与磁性材料发展历史来看，它们之间存在着这样的基本模式：首先通过实验研究，揭示出某中基本规律，建立比较完善的理论体系，然后再在生产中创建新的磁性材料技术。铁磁性、亚铁磁性理论的探索研究到铁磁材料、铁氧体技术的发展，复杂螺旋磁性的研究到稀土磁性材料技术的形成，都是遵循这一基本模式的。关于磁学理论与磁性材料技术研究的问题，磁性材料技术的核心问题在于新材料的研制和传统材料性能的提高。自20世纪50年代以来，磁性物理学发展成为成熟的科学，可以从基础理论上来解释磁性材料的物理性质，遂使磁性材料研究的面目大为改观。当然，炒菜式配方的材料研究依然在进行，但是更为重要的是有可能根据理论的线索来研制和开发新的磁性材料，这便是近几十年来磁学理论和磁性材料技术之间关系的基本体现。例如，20世纪50年代初期，磁畴结构和磁化动力学理论，为适应于各种存储技术的矩磁性材料、磁性薄膜和磁记录材料的大发展奠定了良好的基础，而这些材料的大发展，反过来又推动了磁畴理论和磁化动力学理论的进步。高磁导率理论和软磁材料的研究，高矫顽力理论与永磁性材料的研究，亚铁磁性理论与铁氧体材料的研究，旋磁与铁磁共振理论与微波铁氧体材料的研究，等等，都反映出这一基本关系。至今，高新技术迅速发展，磁性物理学的研究，既可以利用新技术（例如电子学、激光、共振和核技术等）和极端条件（如低温、高压和强磁场等）来探讨宏观磁性与微观结构的关系，以及对各种规律性的认识，又能利用磁性物理学为现代科学技术服务。下图示出这一关系的简单说
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[第一次] Ⅰ 上学期考试情况总结 Ⅱ 本学期授课内容、各篇难易程度、各章时间安排、考试时间及形式等 第十章 静电场 【教学目的】 ☆ 掌握静电场的电场强度和电势的概念以及场的叠加原理。掌握电势与场强的积分关系。了解场强与电势的微分关系。能计算一些简单问题中的场强和电势。 ☆ 理解静电场的规律，高斯定理和环路定理。掌握用高斯定理计算场强的条件和方法，并能熟练应用。 【重点、难点】 ※ 本章重点：电场强度和电势的概念、叠加原理、场强和电势的计算、 高斯定理、高斯定理的应用 ▲ 本章难点：场强和电势的计算、高斯定理的理解 【教学过程】 ·库仑定律、电场、电场强度 2学时 ·电场强度计算、电力线、电通量 2学时 ·高斯定理及应用 2学时 ·电场力的功、环路定理、电势能、电势 2学时 ·电势计算、电势与场强的关系、习题 2学时 《 讲 授 》 〖引言〗电荷 电场 ·电荷 物质电结构 静电力 ·电场 静电场: ⑴定义 ⑵对外表现 ·电荷守恒定律（或称电量守恒定律） 一、库仑定律 电介质的影响 1 内容：⑴叙述 ⑵公式 12 12 122211221r r q q k r f f ?=-= 2 理解：⑴点电荷 ⑵常数k 2292291000.9109880.8--???≈???=C m N C m N k
令 0 41πε= k 于是 1212 122210122141 r r q q r f f πε= -= 式中恒量0ε称为真空的介电系数。介电系数亦称电容率． 2121201085.8 41 ---???≈= m N C k πε 3 电介质的影响 ⑴导体与电介质 ⑵自由电荷与束缚电荷 ⑶电介质中 2 2 12 2104141r q q r q q f r ? = ?= πεεπε εεε=0r ，ε称为电介质的介电系数． 二、电场强度 1 电场强度E 定义： ⑴ 0 q f E = ：大小、方向、单位 ⑵ 取10=q ：则电场强度为单位正电荷在电场中受到的电场力。 2 场强叠加原理 力的叠加原理：f = f 1+f 2+…+f n 两边除以q 0，得 ++=02010q q q f f f …0 q n f + 即 ++=21E E E …n E +（注：叙述） 3 场强的计算 ． ⑴点电荷电场中的场强 0200200 44r r f r qq r r qq πεπε== r f E 3 004r q q πε== （注：球对称场） ⑵点电荷系电场中的场强 ++=21E E E (i) n i i i n r q r E ∑== +1 304πε 无限大均匀电介质中 i n i i i r q r E ∑ ==1 34πε ⑶任意带电体电场中的场强
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普通物理教案 普通物理教案大学物理乙春夏学期教学主要内容： 第1章至第13章(13-5) 大学物理学习辅导中心： http://10.14.122.222/gp/ 帐号：zh；密码：zhanghong 电子课件文件类型：PDF 文件 Adobe Reader（图书馆网页，常用阅读软件） 1
第一周 第1章绪论 第2章质点运动学 §2.1；§2.2；§2.3 附录I 矢量知识（P488) 自学作业：P17 2-3，2-5，2-7，2-9，2-10普通物理教案普通物理教案 2
3 物理学是研究自然界基本规律的科学，Physics 一词源于希腊文—自然。中文的含义“物”—物质结构、性质；“理”—物质的运动、变化规律。大学物理教案 大学物理教案绪 论 一、什么是物理学 现代观点认为，物理学主要研究： 物质的运动或物质世界及其各部分之间的相互作用，或物质的基本组成及它们的相互作用。
从物质的构成看，物理学研究的层次分为： 物理学 介观(mesoscopic) 微观(microscopic) 宏观(macroscopic) 宇观(cosmological) 大学物理教案 大学物理教案 4
5 物质的运动有宏观物体的机械运动、分子 的热运动、微观粒子的运动…。运动总是发生在一定的时间和空间，时空首先作为物质运动的场所，继而成为物理学的研究对象。场传递物质间的相互作用，现在知道的相互作用有： 万有引力、弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用。 大学物理教案 大学物理教案
6 物理学与其他科学的关系而言，我们可以说：?物理学是最基本的科学 ?物理学是最古老、发展最快的科学?物理学提供最多、最基本的科学研究手段天文学、地学、化学、生命科学都包含物 理过程或现象。任何理论都不能和物理学的定律相抵触。 物理学已发展成实验物理、理论物理、计算物理三足鼎立的科学。 大学物理教案 大学物理教案