电荷之间明明没有接触,却能相互作用。为了描述这种空间中的影响,本册从电荷守恒和库仑定律出发,引入电场强度、电场线、电势能、电势与等势面。场强与电势分别从“受力”和“能量”两个角度刻画电场,配合叠加原理、电势差以及场强和电势差的关系,可以把抽象的场变成可判断、可计算的物理模型。
当电荷形成定向移动,研究便从静电场进入直流电路。电源、电流、电阻、串并联规律、电表改装、电容器与闭合电路欧姆定律共同构成电路分析的骨架。电学实验则要求把原理落实到量程选择、器材连接、数据处理和误差判断中,让每一个读数都有明确的物理依据。
电流做功会伴随能量转化和发热,而电流周围还存在磁场。通过电功、电热、功率和电源效率的分析,你会把局部元件与整个电路的能量过程联系起来;磁场、电磁感应和电磁波的初步认识,则为后续研究安培力、洛伦兹力和变化电磁场打开入口。至此,基础电磁学的概念、实验与模型开始连成一体。