物理选修31公式.docx

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1、物理选修31公式电磁学常用公式 库仑定律：F=kQq/r2 电场强度：E=F/q 点电荷电场强度：E=kQ/r2 匀强电场：E=U/d 电势能：E? =q 电势差:U? ?=?-? 静电力做功:W?=qU? 电容定义式:C=Q/U 电容:C=S/4kd 带电粒子在匀强电场中的运动 加速匀强电场:1/2*mv2 =qU v2 =2qU/m 偏转匀强电场: 运动时间:t=x/v? 垂直加速度:a=qU/md 垂直位移:y=1/2*at? =1/2*(qU/md)*(x/v?)2 偏转角:=v/v?=qUx/md(v?)2 微观电流：I=nesv 电源非静电力做功：W=q 欧姆定律：I=U/R 串联

2、电路 电流：I? =I? =I? = 电压：U =U? +U? +U? + 并联电路 电压：U?=U?=U?= 电流：I =I?+I?+I?+ 电阻串联：R =R?+R?+R?+ 电阻并联：1/R =1/R?+1/R?+1/R?+ 焦耳定律：Q=I2 Rt P=I2 R P=U2 /R 电功率：W=UIt 电功:P=UI 电阻定律：R=l/S 全电路欧姆定律：=I(R+r) =U外+U内 安培力：F=ILBsin 磁通量：=BS 电磁感应 感应电动势：E=n/t 导线切割磁感线：S=lvt E=Blv*sin 感生电动势：E=LI/t 高中物理电磁学公式总整理 电子电量为 库仑(Coul)，1

3、Coul= 电子电量。 一、静电学 1.库仑定律，描述空间中两点电荷之间的电力 ， ， 由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律 。 2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场 ， 导体表面电场方向与表面垂直。电力线的切线方向为电场方向，电力线越密集电场强度越大。 平行板间的电场 3.点电荷或均匀带电球体间之电位能 。本式以以无限远为零位面。 4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位 。 导体内部为等电位。接地之导体电位恒为零。 电位为零之处，电场未必等于零。电场为零之处，电位未必等于零。 均匀电场内，相距d之两点电位差 。故平行板间的电位差 。 5.电容 ，为储存电荷的组件，C越大，则固定电

4、位差下可储存的电荷量就越大。电容本身为电中性，两极上各储存了+q与-q的电荷。电容同时储存电能， 。 a.球状导体的电容 ，本电容之另一极在无限远，带有电荷-q。 b.平行板电容 。故欲加大电容之值，必须增大极板面积A，减少板间距离d，或改变板间的介电质使k变小。 二、电路学 1.理想电池两端电位差固定为 。实际电池可以简化为一理想电池串连内电阻r。实际电池在放电时，电池的输出电压 ，故输出之最大电流有限制，且输出电压之最大值等于电动势，发生在输出电流=0时。 实际电池在充电时，电池的输入电压 ，故输入电压必须大于电动势。 2.若一长度d的均匀导体两端电位差为 ，则其内部电场 。导线上没有电荷

5、堆积，总带电量为零，故导线外部无电场。理想导线上无电位降，故内部电场等于0。 3.克希荷夫定律 a.节点定理：电路上任一点流入电流等于流出电流。 b.环路定理：电路上任意环路上总电位升等于总电位降。 三、静磁学 1.必欧-沙伐定律，描述长 的电线在 处所建立的磁场 ， ， 磁场单位，MKS制为Tesla，CGS制为Gauss，1Tesla=10000Gauss，地表磁场约为0.5Gauss，从南极指向北极。 由必欧-沙伐定律经过演算可推出安培定律 2.重要磁场公式 无限长直导线磁场 长 之螺线管内之磁场 半径a的线圈在轴上x处产生的磁场 ，在圆心处(x=0)产生的磁场为 3.长 之载流导线所受

6、的磁力为 ，当 与B垂直时 两平行载流导线单位长度所受之力 。电流方向相同时，导线相吸；电流方向相反时，导线相斥。 4.电动机(马达)内的线圈所受到的力矩 ， 。其中A为面积向量，大小为线圈面积，方向为线圈面的法向量，以电流方向搭配右手定则来决定。 5.带电质点在磁场中所受的磁力为 ， a.若该质点初速与磁场B平行，则作等速度运动，轨迹为直线。 b.若该质点初速与磁场B垂直，则作等速率圆周运动，轨迹为圆。回转半径 ，周期 。 c.若该质点初速与磁场B夹角 ，该质点作螺线运动。与磁场平行的速度分量 大小与方向皆不改变，而与磁场平行的速度分量 大小不变但方向不停变化，呈等速率圆周运动。其中 ，回转

7、半径 ，周期 ，与b.相同，螺距 。 速度选择器：让带电粒子通过磁场与电场垂直的空间，则其受力 ，当 时该粒子受力为零，作等速度运动。 质普仪的基本原理是利用速度选择器固定离子的速度，再将同素的离子打入均匀磁场中，量测其碰撞位置计算回转半径，求得离子质量。 6.磁场的高斯定律 ，即封闭曲面上的磁通量必为零，代表磁力线必封闭，无磁单极的存在。磁铁外的磁力线由N极出发，终于S极，磁铁内的磁力线由S极出发，终于N极。 四、感应电动势与电磁波 1.法拉地定律：感应电动势 。注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量。 感应电动势造成的感应电流之方向，会使得线圈受到的磁力与外力方向相反。 2.长度 的导线以速度

8、v前进切割磁力线时，导线两端两端的感应电动势 。若v、B、 互相垂直，则 3.法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法，也就是发电机的基本原理。以频率f 转动的发电机输出的电动势 ，最大感应电动势 。 变压器，用来改变交流电之电压，通以直流电时输出端无电位差。 ，又理想变压器不会消耗能量，由能量守恒 ，故 4.十九世纪中马克士威整理电磁学，得到四大公式，分别为 a.电场的高斯定律 b.法拉地定律 c.磁场的高斯定律 d.安培定律 马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念，修正了安培定律，使得变动的电场会产生磁场。 e.马克士威修正后的安培定律为 a.、b.、c.和修正后的e.称为马克士威方程式，为电磁学的基本方程式。由马克士威方程式，预测了电磁波的存在，且其传播速度 。 。十九世纪末，由赫兹发现了电磁波的存在。 劳仑兹力 。