EM · Electromagnetism

GRE · GRE Subject Test · GRE Physics · Chủ đề 2

2.1

Điện từ

Điện thế bằng không tại một điểm không đồng nghĩa với điện trường bằng không tại đó.

Kiến thức nền tảng: 13, 14, 15, 29, 30.

Sử dụng điện thế tĩnh điện, điện trường và định luật Gauss
Phân tích mạch điện, từ trường và cảm ứng điện từ
Áp dụng phương trình Maxwell và mối liên hệ sóng điện từ

English	Tiếng Việt
flux/flʌks/	Lưu thông
potential/pəˈtenʃl/	Thế điện
Gauss's law/ˈɡaʊsɪz lɔː/	Định luật Gauss

2.2

Chọn hệ thống và mô hình

Điện trường là âm của đạo hàm theo không gian của điện thế. Một giá trị và sự biến thiên không gian là hai đại lượng khác nhau.

2.3

Sử dụng quan hệ chi phối

Sử dụng định luật Gauss với tính đối xứng. Chỉ biết tổng thông lượng duy nhất không đủ để suy ra điện trường tại mọi điểm trên bề mặt.

2.4

Áp dụng các điều kiện

Định luật Kirchhoff theo dõi dòng điện và năng lượng trong mạch. Suất điện động cảm ứng tuân theo sự biến thiên từ thông với dấu theo quy tắc Lenz.

2.5

Kiểm tra kết luận

Phương trình Maxwell liên kết điện trường và từ trường. Trong chân không, sóng có tỷ lệ E/B = c và mang năng lượng.

2.6

Phương pháp giải mẫu

Vỏ cầu có bán kính R và điện tích Q phân bố đều. Chọn điện thế bằng không ở vô cực. Tính đối xứng cầu cho phép định luật Gauss xác định trường bên ngoài.

$$4\pi r^2E=Q/\epsilon_0,\qquad E=Q/(4\pi\epsilon_0r^2)\quad(r>R).$$

Bên trong, điện tích bao bọc bằng không và tính đối xứng đưa ra E = 0. Tính liên tục mang lại

$$V(r)=\begin{cases}Q/(4\pi\epsilon_0R)&r\leq R,\\Q/(4\pi\epsilon_0r)&r>R.\end{cases}$$

Tiềm năng khác không và không đổi bên trong. Một độ dốc bằng không, chứ không phải giá trị bằng không, mang lại một trường bằng không. Trường theo bán kính có sự biến thiên tại bề mặt mang điện.