來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2021-09-10 17:31:29
電磁學(xué)是物理學(xué)的一個分支,起源于近代。廣義的電磁學(xué)可以說是包含電學(xué)和磁學(xué),但狹義來說這是一門探討電性與磁性交互關(guān)系的學(xué)科。電磁學(xué)主要研究電磁波,電磁場以及有關(guān)電荷、帶電物體的動力學(xué)等等。下面是小編為同學(xué)們整理的物理電磁學(xué)公式大全,供同學(xué)們參考學(xué)習(xí)。
電場公式
1、兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷:(e=1。60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍
2、庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3、電場強(qiáng)度:E=F/q(定義式、計(jì)算式){E:電場強(qiáng)度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗(yàn)電荷的電量(C)}
4、真空點(diǎn)(源)電荷形成的電場E=kQ/r2
5、勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=UAB/d {d:AB兩點(diǎn)在場強(qiáng)方向的距離(m)}
6、電場力:F=qE
7、電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8、電場力做功:WAB=qUAB=Eqd(電場力做功與路徑無關(guān))
9、電勢能:EA=qφA
10、電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {
11、電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等于電場力做功的負(fù)值)
12、電容C=Q/U(定義式,計(jì)算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13、平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數(shù))
特別注意:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷,電場線不相交,切線方向?yàn)閳鰪?qiáng)方向,電場線密處場強(qiáng)大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記;
(4)電場強(qiáng)度(矢量)與電勢(標(biāo)量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān);
(5)處于靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體,表面是個等勢面,導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面,導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面;
(6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1。60×10-19J;
(8)其它相關(guān)內(nèi)容:靜電屏蔽。
恒定電流公式
1、電流強(qiáng)度:I=q/t{I:電流強(qiáng)度(A),q:在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2、歐姆定律:I=U/R {I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A),U:導(dǎo)體兩端電壓(V),R:導(dǎo)體阻值(Ω)}
3、電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω•m),L:導(dǎo)體的長度(m),S:導(dǎo)體橫截面積(m2)}
4、閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內(nèi)+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內(nèi)阻(Ω)}
5、電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}
6、焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
7、純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8、電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9、電路的串/并聯(lián) 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3
10、歐姆表測電阻步驟
(1)機(jī)械調(diào)零
(2)選合適擋位,紅黑短接,歐姆調(diào)零
(3)紅黑表筆接電阻兩端測量
(4)調(diào)到OFF檔或交流電壓最高檔
注意:如果需要換擋位,不需要機(jī)械調(diào)零,但需要?dú)W姆調(diào)零
11、伏安法測電阻
(1)電流表內(nèi)接法:電壓表示數(shù):U=UR+UA,大內(nèi)偏大
(2)電流表外接法:電流表示數(shù):I=IR+IV,小外偏小
12、滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
(1)限流接法:電壓調(diào)節(jié)范圍小,電路簡單,功耗小,選擇條件Rp>Rx
(2)分壓接法:電壓調(diào)節(jié)范圍大,電路復(fù)雜,功耗大,選擇條件Rp
特別注意:
(1)單位換算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串聯(lián)總電阻大于任何一個分電阻,并聯(lián)總電阻小于任何一個分電阻;
(4)當(dāng)電源有內(nèi)阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當(dāng)外電路電阻等于電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關(guān)內(nèi)容:電阻率與溫度的關(guān)系半導(dǎo)體及其應(yīng)用超導(dǎo)及其應(yīng)用。
磁場公式
1、磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場的強(qiáng)弱和方向的物理量,是矢量,單位T),1T=1N/A•m
2、安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),F(xiàn):安培力(F),I:電流強(qiáng)度(A),L:導(dǎo)線長度(m)}
3、洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質(zhì)譜儀〔見第二冊P155〕 {f:洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量(C),V:帶電粒子速度(m/s)}
4、在重力忽略不計(jì)(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進(jìn)入磁場的運(yùn)動情況(掌握兩種):
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進(jìn)入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運(yùn)動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁場:做勻速圓周動,r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運(yùn)動周期與圓周運(yùn)動的半徑和線速度無關(guān),洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);(c)解題關(guān)鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。
特別注意:
(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定,只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負(fù);
(2)磁感線的特點(diǎn)及其常見磁場的磁感線分布要掌握。
電磁感應(yīng)公式
1、感應(yīng)電動勢的大小計(jì)算公式
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應(yīng)定律,E:感應(yīng)電動勢(V),n:感應(yīng)線圈匝數(shù),ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2)E=BLV垂(切割磁感線運(yùn)動) {L:有效長度(m)}
3)Em=nBSω(交流發(fā)電機(jī)最大的感應(yīng)電動勢) {Em:感應(yīng)電動勢峰值}
4)E=BL2ω/2(導(dǎo)體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2。磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),S:正對面積(m2)}
3。感應(yīng)電動勢的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向:由負(fù)極流向正極}
*4。自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),ΔI:變化電流,∆t:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
特別注意:
(1)感應(yīng)電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應(yīng)用要點(diǎn)〔見第二冊P173〕;
(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;
(3)單位換算:1H=103mH=106μH;
交變電流公式
1、電壓瞬時值e=Emsinωt 電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2、電動勢峰值Em=nBSω=2BLv 電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3、正(余)弦式交變電流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4、理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5、在遠(yuǎn)距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損´=(P/U)2R;(P損´:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;
6、公式1、2、3、4中物理量及單位:ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強(qiáng)度(T);S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強(qiáng)度(A);P:功率(W)。
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