Иродов И.Е. - Электромагнетизм (Основные законы)

И. Е. Иродов ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ основные законы ИЗДАНИЕ ТРЕТЬИ, ИСПРАВЛЕННОЕ Рекомендовано Министерством обшего и профессионального образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений ФИЗМАТЛИТ Я Невский Диалект Щ~ Лаборатория Базовь|х Знаний Москва — Санкт-Петербург — 2 О О О УДК 004.514 ББК 32.973 И73 Иродов И. Е. Электромагнетизм.

Основные законы. — 3-е изд., испр. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. — 352 с.: ил. пособие содержит теоретическии материал (основные идеи злектромагнетизмай а также разбор многочисленных примеров и задач. Задачи тесно снязаны с основным текстом и часто являются его развитием и дополнением. Материал книги, насколько возможно, освобожден от излишней математизации — основной акцент перенесен на физическую сторону рассматриваемых явлений.

Дпя студентов физических специальностей вузов. Все права защищены. Никакая часть атой книги не может быть воспроизведена в любой форме или любыми средствами, алектронными или механическими. включая бютографирование, магнитную валясь нлн иные средства копщювания илн сохранения информации без письменного разрешения издательства. Ю Иродов И. Е., 2000 ф Лаборатория Базовых Знаний, 2000 1ЯВМ 5-93208-001-9 Содержание Предисловие ..

Принятые обозначения.. 47 101 ... 101 ... 106 ... 107 ... 112 ... 113 118 ..... 126 ... 126 Глава 1. Электростатическое поле в вакууме.................... 5 1.1. Электрическое поле ............................. 5 1.2. Теорема Гаусса.. 5 1.3. Применения теоремы Гаусса 5 1.4.

Теорема Гаусса в дифференциальной форме .... 5 1.5. Циркуляция вектора Е. Потенциал ................ 5 1,6. Связь между потенциалом и вектором Е ......... 5 1.7. Электрический диполь .................................. Задачи ................................................................ Глава 2. Проводник в электростатическом поле ..................... 5 2.1. Поле в веществе ...

5 2.2. Поле внутри и снаружи проводника...................., 5 2.3. Силы, действующие на поверхность проводника.... 5 2.4. Свойства замкнутой проводящей оболочки............ 5 2.5. Общая задача электростатнки. Метод изображений $ 2.6. Электроемкость. Конденсаторы............................ Задачи . Глава 3. Электрическое поле в диэлектрике,.... 5 3.1. Поляризация диэлектрика .

5 3.2. Поляризованность Р . 5 3.3. Свойства поля вектора Р. 5 3.4. Вектор В 5 3.5. Условии на грагпще 5 3.6. Поле в однородном диэлектрике ....... Задачи . Глава 4. Энергия электрического поля .................................... 5 4.1. Электрическая энергия системы зарядов ............. 5 4.2. Энергия заряженных проводника и конденсатора. $4.3. Энергия электрического поля ....................,........ $ 4.4. Система двух заряженных тел ..............,.....,.......

5 4.5. Силы при наличии диэлектрика ......................... Задачи . Глава 5. Постоянный электрический ток........................ 5 5.1. Плотность тока. Уравнение непрерывности... .9 ,, 18 ....23 .... 26 ....31 ....34 .. 40 47 .. 51 ..53 ..56 ..60 63 ....72 ..72 75 76 81 85 ... 89 .. 92 Ссдеркаеае ..... 129 132 ..... 136 140 3 5.6. Переходные процессы в цепи с конденсатором .............. 143 Задачи 146 3 6.1. Сила Лоренца. Поле В 9 6.2. Закон Био — Савара.. 154 158 в 6.3. Основные законы магнитного поля ..............................

161 9 6.4. Применение теоремы о циркуляции вектора В .............. 164 9 6.5. Дифференциальная форма основных законов магнит- ного поля .. э 6.6. Сила Ампера. 9 6.7. Момент сил, действующих на контур с током ......... 3 6.8. Работа при перемещении контура с током ...,........... Задачи ....... 189 .....

189 193 195 ..... 200 ..... 203 ..... 207 210 Глава 8. Относительность электрического и магнитного полей ......219 9 8.1. Электромегнитное поле. Инвариантность заряда............ 219 9 8.2. Законы преобразования полей Е и В............................. 221 ..... 227 ..... 230 231 Глава 9. Электромагнитная ицдукция........................................,.........241 э 9.1. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца ......

241 ..... 244 251 256 261 ..... 265 ..... 267 Задачи ..„ 9 5.2. Закон Ома для однородного проводника ... 9 5.3. Обобщенный закон Ома 9 5.4. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа... 9 5.5. Закон Джоуля — Ленца Глава 6.Магнитное поле в вакууме... Глава 7. Магнитное поле в веществе ... 9 7.1. Нзмагннчение вещества. Намагниченность 7 ...

3 7.2. Циркуляция вектора д . 9 7.3. Вектор Н. 3 7.4. 1'раничные условия для В и Н ........................ 9 7.5. Поле в однородном магнетике......................... 3 7.6. Ферромагнетизм........,................................... Задачи ..

3 8.3. Следствия из законов преобразования полей .. 3 8.4. Инварианты электромагнитного поля ............ 9 9.2. Природа электромагнитной индукции ........... 9 9.3. Явление самоиндукции. 9 9.4. Взаимная индукция .... 5 9.5. Энергия магнитного поля.. 9 9.6.

Магнитная энергия двух контуров с токами... э 9.7. Энергия и силы в магнитном поле ................ 168 170 174 176 178 283 283 287 291 295 300 302 ......311 .... 311 .... 314 .... 320 ... 329 342 343 346 Предметный указатель .. Глава 10. Уравнения Максвелла. Энергия электромагнитного поля... 5 10.1.

Ток смещения .. 5 10.2. Система уравнений Максвелла .............................. 5 10.3. Свойства уравнений Максвелла............................. $10.4. Энергия и поток анергии. Вектор Пойнтинга.......... 5 10.5. Импульс электромагнитного поля ....,.................... Задачи. Глава 11. Электрическиеколебания............................ 5 11.1.

Уравнение колебательного контура............ 5 11.2. Свободные электрические колебания ......... 5 11.3. Вынужденные электрические колебания.... 5 11.4. Переменный ток. Задачи . Приложения ........................ 1. Обозначения и названия единиц ................................. 2. Десятичные приставки к названиям единиц.................

3. Некоторые формулы алгебры и тригонометрии............. 4. Таблица производных и интегралов............................. 5. Некоторые приближенные формулы .......................... 6. Некоторые сведения о векторах 7. Греческий алфавит .. 8. Основные величины и единицы СИ ...................,......... 9.

Единицы электрических и магнитных величин в СИ и системе Гаусса .. 10. Основные формулы электромагнетнама в СИ и системе Гаусса. 11. Некоторые физические постоянные ........................... 337 337 337 338 339 340 340 340 341 Предисловие к 3-му изданию Данное учебное пособие является частью полного курса физики, куда входят также «Механика. Основные законы«, «Волновые процессы. Основные законы«, «Квантовая физика. Основные законыв, ««ризика макросистем. Основные законы«. Основная идея предлагаемых книг — органически совместить в одном учебном пособии изложение принципов теории и практику решения задач. С этой целью в кюцдой главе сначала излагается теория соответствующего вопроса (с иллюстрацией на конкретных примерах), а затем дается разбор ряда задач, где показывается, как, по мнению автора.

надо подходить к их решению. Задачи тесно связаны с основным текстом, часто являются его развитием н дополнением, поэтому работа над ними должна проводиться параллельно с изучением основного материала. Кроме того, предлагаемый набор задач должен, по замыслу автора, дать возможность учащемуся дополнительно обдумать ряд важных вопрослв и помочь представить (даже если многие задачи не решать, а просто прочитать) большой диапазон приложения изучаемых идей. При изложении теоретического материала автор стремился исключить из текста все второстепенное, с тем чтобы сконцентрировать внимание на основных законах электромагнетизма и, в частности, на вопросах наиболее трудных для понимания.

Стремление изложить основные идеи кратко, доступно и вместе с тем достаточно корректно побудило автора насколько ноэможно освободить материал от излишней математизации и перенести основной акцент на физическую сторону рассматриваемых явлений. С этой же целью широко использованы различные модельные представления„упрощающие факторы, частные случаи, соображения симметрии и др. Изложение ведется в СИ. Вместе с тем, учитывая достаточно широкое использование системы Гаусса, в Приложении дана сводка основных единиц и наиболее важных «)юрмул как в СИ, так и в системе Гаусса. Курсивом выделены важнейшие положения и термины.