大学物理1-1电荷库仑定律
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大学物理电磁学公式总结➢ 第一章(静止电荷的电场)1. 电荷的基本性质:两种电荷,量子性,电荷守恒,相对论不变性。
2. 库仑定律:两个静止的点电荷之间的作用力F =kq 1q 2r 2e r =q 1q 24πε0r 2e r3. 电力叠加原理:F=ΣF i4. 电场强度:E=Fq, q 0为静止电荷5. 场强叠加原理:E=ΣE i用叠加法求电荷系的静电场:E =∑q i4πε0r i 2e ri i (离散型) E=∫dq4πε0r 2e r q(连续型)6. 电通量:Φe=∫E •dS s7. 高斯定律:∮E •dS s=1ε0Σq int 8. 典型静电场:1) 均匀带电球面:E=0 (球面内)E=q 4πε0r 2e r (球面外)2) 均匀带电球体:E=q 4πε0R3r =ρ3ε0r (球体内)E=q4πε0r 2e r (球体外) 3) 均匀带电无限长直线:E=λ2πε0r ,方向垂直于带电直线4) 均匀带电无限大平面:E=σ2ε0,方向垂直于带电平面9. 电偶极子在电场中受到的力矩:M=p×E➢ 第三章(电势)1. 静电场是保守场:∮E •dr L=0 2. 电势差:φ1 –φ2=∫E •dr (p2)(p1)电势:φp =∫E •dr (p0)(p) (P0是电势零点) 电势叠加原理:φ=Σφi 3. 点电荷的电势:φ=q 4πε0r电荷连续分布的带电体的电势:φ=∫dq4πε0r4. 电场强度E 与电势φ的关系的微分形式:E=-gradφ=-▽φ=-(∂φ∂xi +∂φ∂yj +∂φ∂zk )电场线处处与等势面垂直,并指向电势降低的方向;电场线密处等势面间距小。
5. 电荷在外电场中的电势能:W=q φ移动电荷时电场力做的功:A 12=q(φ1 –φ2)=W 1-W 2电偶极子在外电场中的电势能:W=-p •E➢ 第四章(静电场中的导体)1. 导体的静电平衡条件:E int =0,表面外紧邻处Es ⊥表面 或导体是个等势体。
大学物理电磁学公式大学物理电磁学是物理学中的一个重要分支,研究电场和磁场以及它们之间的相互作用。
在学习和研究电磁学的过程中,我们经常会接触到一系列重要的公式。
以下是一些常见的大学物理电磁学公式的详细介绍。
1. 库仑定律(Coulomb's Law):库仑定律描述了两个点电荷之间相互作用力的大小和方向。
它的数学表达式为:F = k * |q1 * q2| / r²其中,F为两个电荷所受的力,k为库仑常数,q1和q2分别为两个电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。
2. 电场强度(Electric Field Intensity):电场强度描述了电荷在某一点周围的电场的强弱。
对于一个点电荷,其电场强度的数学表达式为:E = k * |q| / r²其中,E为电场强度,k为库仑常数,q为电荷的大小,r为点电荷到被测点之间的距离。
3. 电势能(Electric Potential Energy):电势能描述了电荷由于存在于电场中而具有的能量。
对于一个点电荷,其电势能的数学表达式为:U = k * |q1 * q2| / r其中,U为电势能,k为库仑常数,q1和q2分别为两个电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。
4. 电势差(Electric Potential Difference):电势差描述了电场中两个点之间的电势能的差异。
对于两个点电荷之间的电势差,其数学表达式为:ΔV = V2 - V1 = -∫(E · dl)其中,ΔV为电势差,V1和V2分别为两个点的电势,E为电场强度,dl为路径元素。
5. 电场线(Electric Field Lines):电场线用于可视化电场的分布情况。
电场线从正电荷流向负电荷,并且密集的电场线表示电场强度较大,稀疏的电场线表示电场强度较小。
6. 电场的高斯定律(Gauss's Law for Electric Fields):电场的高斯定律描述了电场通过一个闭合曲面的总通量与该闭合曲面内的电荷量之间的关系。
大学物理电磁学
第一章:静止电荷的电场
讲授内容:电荷、库仑定律、电场和电场强度以及场强叠加原理、电场线和电通量、高斯定律、利用高斯定律求静电场的分布基本要求:掌握静电场场强的概念及其叠加原理、能求解连续带电体的场强分布;理解用高斯定理律计算电场的条件和方法本章重点:电场强度的矢量叠加性、高斯定律
本章难点:微积分的应用
1.库仑定律
注意:矢量符号的印刷体以黑体加粗表示,手写书写体时必须带上标箭头。
2. 叠加原理:两个以上的点电荷对一个点电荷的作用力等于各个点电荷。
单独存在时对该点电荷的作用的矢量和。
3.电场:是电荷周围空间里存在的一种特殊物质。
4.电场强度:是用来表示电场的强弱和方向的物理量,下面是定义式。
5.电场线:是为了直观形象地描述电场分布而在电场中引入的一些假想的曲线。
电场线的特性:
a.始于由正电荷,止于负电荷;
b.电场线不相交;
c.静电场线不闭合;
(曲线上每一点的切线方向为电场方向;电场线的疏密程度代表场强大小)
6.电通量:通过电场中某一个面的电场线数叫做通过这个面的电场强度通量。
注:一般规定由内向外的方向为各处面元法向的正方向。
7.高斯定律:
8.电偶极子:电偶极子由等量异号电荷构成,电偶极矩方向由负电荷指向正电荷。
教学目标:1. 理解库仑定律的物理意义,掌握库仑定律的公式及其适用条件。
2. 能够运用库仑定律进行简单的计算和推导,解决实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和实验探究能力。
教学重点:1. 库仑定律的公式及其适用条件。
2. 库仑定律的应用。
教学难点:1. 库仑定律公式的推导过程。
2. 库仑定律在复杂问题中的应用。
教学准备:1. 教学课件2. 扭秤实验装置3. 带电体模型教学过程:一、导入1. 引入电荷的概念,引导学生思考电荷之间的相互作用。
2. 提出问题:电荷之间的相互作用力与哪些因素有关?二、库仑定律的提出1. 介绍库仑定律的提出背景和实验过程。
2. 引出库仑定律的公式:F = k q1 q2 / r^2其中,F为电荷之间的相互作用力,k为库仑常数,q1和q2分别为两个电荷的电量,r为两个电荷之间的距离。
三、库仑定律的适用条件1. 引导学生思考库仑定律的适用条件。
2. 强调库仑定律适用于真空中静止的点电荷。
四、库仑定律的应用1. 举例说明库仑定律在生活中的应用,如静电吸附、静电除尘等。
2. 引导学生运用库仑定律解决实际问题,如计算两个带电体之间的相互作用力。
五、实验演示1. 介绍扭秤实验装置,讲解实验原理。
2. 学生分组进行实验,观察并记录实验数据。
3. 分析实验结果,验证库仑定律的正确性。
六、总结与拓展1. 总结库仑定律的物理意义和应用。
2. 拓展讨论库仑定律在其他领域的应用,如电磁场理论等。
七、作业1. 完成课后习题,巩固库仑定律的应用。
2. 查阅资料,了解库仑定律的发展历程。
教学反思:本节课通过讲解库仑定律的物理意义、公式及其适用条件,引导学生理解电荷之间的相互作用。
通过实验演示,让学生亲身体验库仑定律的正确性。
在教学过程中,注重培养学生的逻辑思维能力和实验探究能力。
课后作业的设计有助于巩固学生对库仑定律的理解和应用。
在教学过程中,应关注学生的学习情况,及时调整教学策略,提高教学效果。
大学物理易考知识点电磁场的基本规律大学物理易考知识点:电磁场的基本规律电磁场是电荷和电流所产生的物理现象,在电磁学中起着至关重要的作用。
了解电磁场的基本规律不仅可以帮助我们解决实际问题,还可以为日常生活中的电器使用提供指导。
本文将介绍电磁场的基本规律,包括库仑定律、电场的叠加原理、高斯定律、法拉第电磁感应定律以及安培环路定理等。
一、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的规律。
根据库仑定律,两个电荷之间的相互作用力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
具体表达式为:\[F = k\frac{{|q_1q_2|}}{{r^2}}\]其中,\[F\]代表电荷之间的相互作用力,\[q_1\]和\[q_2\]分别代表两个电荷的电荷量,\[r\]代表两个电荷之间的距离,\[k\]为比例常数。
二、电场的叠加原理电场是由电荷产生的一种物理场。
电场可以用来描述在电荷存在的情况下,其他电荷所受到的力的情况。
如果有多个电荷同时存在,它们所产生的电场的叠加效应可以通过电场的叠加原理来描述。
根据电场的叠加原理,电场叠加后的总电场强度等于各个电场强度的矢量和。
这一原理可以用公式表示为:\[E = E_1 + E_2 + E_3 + ... + E_n\]其中,\[E_1\],\[E_2\],\[E_3\]等分别代表各个电荷所产生的电场强度,\[E\]代表叠加后的总电场强度。
三、高斯定律高斯定律是描述电场的分布与电荷之间的关系的定律。
根据高斯定律,电场通过一个闭合曲面的通量与该闭合曲面内的电荷量成正比,与电荷分布无关。
具体表达式为:\[Φ = \frac{Q}{{ε_0}}\]其中,\[Φ\]代表电场通过闭合曲面的通量,\[Q\]代表闭合曲面内的电荷量,\[ε_0\]为真空中的介电常数。
四、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场的变化所产生的感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁场变化率成正比。
大学物理基本公式(二)引言概述:大学物理中,物理基本公式是学习和应用物理学概念和原理的基础。
本文将重点介绍大学物理中的一些基本公式(二),包括力学、电磁学和波动光学等领域的公式。
通过学习这些公式,能够更好地理解和应用物理学知识。
正文:1. 力学公式:1.1 牛顿第二定律: F = ma,描述物体在外力作用下的加速度。
1.2 动能公式: E_k = (1/2)mv^2,计算物体的动能。
1.3 势能公式: Ep = mgh,计算物体在重力场中的势能。
1.4 动量公式: p = mv,描述物体的动量。
1.5 万有引力定律: F = G(m1m2/r^2),计算两个物体之间的引力。
2. 电磁学公式:2.1 库仑定律: F = k(q1q2/r^2),描述两个电荷之间的作用力。
2.2 电场强度公式: E = F/q,描述电荷在电场中所受的力。
2.3 电压公式: V = IR,描述电流通过导体时的电势差。
2.4 磁场强度公式: B = µ0(I/2πr),计算在电流通过导线时的磁场强度。
2.5 磁感应强度公式: B = µ0N/lI,计算螺线管中的磁感应强度。
3. 波动光学公式:3.1 光速公式: c = λν,描述光的传播速度。
3.2 折射定律: n1sinθ1 = n2sinθ2,描述光在两种介质中的折射现象。
3.3 成像公式: 1/f = 1/v + 1/u,计算透镜成像的距离。
3.4 焦距公式: f = R/2,计算球面镜的焦距。
3.5 干涉公式: Δd = mλ,描述两束光相干干涉时的光程差。
4. 其他公式:4.1 热力学公式: Q = mcΔT,计算物体的热量变化。
4.2 波函数公式: Ψ(x,t) = A sin(kx - ωt + φ),描述波动的波函数。
4.3 相对论能量公式: E = mc^2,描述物体的能量与质量之间的关系。
4.4 等离子体频率公式: ω^2 = (e^2n)/(ε0m),计算等离子体中的电磁波频率。
大学物理必修一知识点回顾一、引言大学物理是理工科学生基础科学课程的重要组成部分,是对高中物理知识的延伸和拓展。
本知识点回顾旨在帮助学生系统地复和巩固大学物理必修一的核心概念、原理和公式,以便为后续的研究和研究打下坚实的基础。
二、力学1. 牛顿运动定律- 定律一(惯性定律):一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
定律一(惯性定律):一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
- 定律二(加速度定律):物体的加速度与作用在它上面的外力成正比,与它的质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。
定律二(加速度定律):物体的加速度与作用在它上面的外力成正比,与它的质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。
- 定律三(作用与反作用定律):两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。
定律三(作用与反作用定律):两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。
2. 动量与冲量- 动量:物体的质量与其速度的乘积。
动量:物体的质量与其速度的乘积。
- 冲量:力对物体的作用时间。
冲量:力对物体的作用时间。
- 动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
3. 能量守恒定律- 系统总能量(动能+势能)保持不变,能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
4. 刚体运动- 刚体:形状和大小不变的物体。
- 刚体的转动惯量:物体绕某轴旋转时,抵抗角加速度的性质。
三、电磁学1. 库仑定律- 两个静止点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着它们的连线,并通过它们的连心线。
2. 电场- 电场强度:某点电场力对单位正电荷的大小。
电场强度:某点电场力对单位正电荷的大小。
- 高斯定律:通过任何闭合表面的电通量与该闭合表面内部的总电荷量成正比。