來源:網(wǎng)絡資源 2021-09-10 17:31:29
電磁學是物理學的一個分支,起源于近代。廣義的電磁學可以說是包含電學和磁學,但狹義來說這是一門探討電性與磁性交互關系的學科。電磁學主要研究電磁波,電磁場以及有關電荷、帶電物體的動力學等等。下面是小編為同學們整理的物理電磁學公式大全,供同學們參考學習。
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、電場強度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}
4、真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2
5、勻強電場的場強E=UAB/d {d:AB兩點在場強方向的距離(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)
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值)
12、電容C=Q/U(定義式,計算式) {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)終止于負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,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)電場強度(矢量)與電勢(標量)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有關;
(5)處于靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面,導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導體外表面;
(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)其它相關內容:靜電屏蔽。
恒定電流公式
1、電流強度:I=q/t{I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2、歐姆定律:I=U/R {I:導體電流強度(A),U:導體兩端電壓(V),R:導體阻值(Ω)}
3、電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω•m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(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+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:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(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)
電阻關系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
電壓關系 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)機械調零
(2)選合適擋位,紅黑短接,歐姆調零
(3)紅黑表筆接電阻兩端測量
(4)調到OFF檔或交流電壓最高檔
注意:如果需要換擋位,不需要機械調零,但需要歐姆調零
11、伏安法測電阻
(1)電流表內接法:電壓表示數(shù):U=UR+UA,大內偏大
(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:電壓調節(jié)范圍大,電路復雜,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)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當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)其它相關內容:電阻率與溫度的關系半導體及其應用超導及其應用。
磁場公式
1、磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量,單位T),1T=1N/A•m
2、安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感應強度(T),F(xiàn):安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3、洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質譜儀〔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(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種):
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周動,r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);(c)解題關鍵: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;
(2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握。
電磁感應公式
1、感應電動勢的大小計算公式
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數(shù),ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2)E=BLV垂(切割磁感線運動) {L:有效長度(m)}
3)Em=nBSω(交流發(fā)電機最大的感應電動勢) {Em:感應電動勢峰值}
4)E=BL2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2。磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3。感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向:由負極流向正極}
*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)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點〔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系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5、在遠距離輸電中,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:磁感強度(T);S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。
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