电磁学基础知识

电磁学知识点归纳一、电荷与电场电荷是物质的一种基本属性，分为正电荷和负电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。

其表达式为：＄F ＝k\frac{q_1q_2}｛r^2}＄，其中$k$是库仑常量。

电场是电荷周围存在的一种特殊物质。

电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，定义为单位正电荷在电场中所受到的力，其表达式为：＄E ＝＼frac{F}｛q}＄。

电场线是用来形象地描述电场分布的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，切线方向表示电场的方向。

二、电势与电势能电势是描述电场能的性质的物理量。

选取零电势点后，某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。

电势能是电荷在电场中具有的势能，与电荷的电荷量和所在位置的电势有关，表达式为：＄E_p ＝ q\varphi$。

沿着电场线的方向，电势逐渐降低。

三、电容电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量。

定义为电容器所带电荷量与电容器两极板间电势差的比值，表达式为：＄C ＝＼frac{Q}｛U}＄。

平行板电容器的电容与极板面积成正比，与极板间距离成反比，还与电介质的介电常数有关，其表达式为：＄C ＝＼frac{＼epsilon S}｛4\pi kd}＄。

四、电流与电阻电流是电荷的定向移动形成的，其大小定义为单位时间内通过导体横截面的电荷量，表达式为：＄I ＝＼frac{Q}｛t}＄。

电阻是导体对电流的阻碍作用，其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。

电阻定律的表达式为：＄R ＝＼rho\frac{l}｛S}＄，其中$＼rho$是电阻率。

五、欧姆定律部分电路欧姆定律指出，通过一段导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，表达式为：＄I ＝＼frac{U}｛R}＄。

闭合电路欧姆定律则考虑了电源的内阻，表达式为：＄I ＝＼frac{E}｛R ＋ r}＄，其中$E$是电源电动势，＄r$是电源内阻。

电磁学基础知识汇总要理解电磁学必须要理解矢量标量，因为电磁学涉及到物理量中的矢量很多。

什么是“标量”和“矢量”？要学好电磁学还需要掌握“场”的思考方法。

如果能在脑海中形成印象就很容易了。

电磁学一：标量与矢量要理解电磁学必须要理解矢量标量，因为电磁学涉及到物理量中的矢量很多。

什么是“标量”和“矢量”？标量：只有大小和正负、没有方向的物理量。

比如：时间、质量、温度、功、能量等等矢量：即有大小和又有方向的物理量，又称向量。

比如：位移、速度、加速度、力等等。

但是，电磁学所涉及的物理量都是肉眼看不见的，所以很难想象。

笛卡尔坐标和矢量的成分表示真正的电磁学中，电磁场中矢量的正确计算十分有必要。

但是用箭头表示矢量的方法其实不能得出正确的计算结果。

这个时候我们应该怎么办呢？其实是可以用成分来表示矢量，再转换成代数计算。

下面来说明一下方法。

首先，画一个坐标，使x轴和y轴垂直。

这是因发明者名字命名的“笛卡尔坐标”，最基本的坐标系(除此之外，还有“极坐标”和“圆柱坐标”等，是根据我们考虑的问题的对称性进行区分的。

这类的单位矢量的计算太复杂，所以我们现在集中来看笛卡尔坐标）。

接下来，画出一个朝着坐标轴方向的单位矢量。

像这样，二元平面中的任何矢量都可以用含有和的单位矢量和标量的组合来表示：如果想表示三维空间，可以使用Z轴方向的单位矢量。

矢量的加减法矢量的乘积内积：计算结果为标量，所以也叫“数量积”，又因为用表示,也被叫做“点积”、“标积”。

比如：矢量和矢量的内积是指：的值与的值乘以和的夹角θ的余弦值。

由上可以看出相：相互垂直的两个矢量的内积为0。

外积：计算结果为矢量，所以也叫“矢量积”，又因为用表示，也被叫做“叉乘”。

比如：矢量和矢量的外积是矢量。

的大小：的值与的值乘以和的夹角θ的正弦值，即为。

的方向：含有矢量和矢量的面中的法线，为由到的右螺旋方向。

外积的结果是和的垂直方向，所以二元空间中没有外积。

“右螺旋方向”指：用右手沿着矢量到矢量的方向握住后，大拇指所指的方向。

电磁学基础知识电场一、场强E （矢量，与q 无关）1．定义：E ＝ 单位：N/C 或V/m方向：与＋q 所受电场力方向 电场线表示E 的大小和方向 2．点电荷电场：E ＝静电力恒量 k ＝ Nm 2/C 2匀强电场：E ＝ d 为两点在电场线方向上的距离 3．E 的叠加——平行四边形定则4．电场力（与q 有关） F ＝库仑定律：F ＝ （适用条件：真空、点电荷） 5．电荷守恒定律（注意：两个相同带电小球接触后，q 相等） 二、电势φ（标量，与q 无关）1．定义：φA ＝ ＝ ＝ 单位：V说明：φ＝单位正电荷由某点移到φ＝0处的W ⑴沿电场线，电势降低 ⑵等势面⊥电场线；等势面的疏密反映E 的强弱 2．电势叠加——代数和 3．电势差：U AB ＝ ＝ 4．电场力做功：W AB ＝ 与路径无关5．电势能的变化：Δε＝W 电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能需要解决的问题：①如何判电势的高低以及正负（由电场线判断） ②如何判电场力做功的正负（由F 、v 方向判）③如何判电势能的变化（由W 的正负判） 三、电场中的导体 1．静电平衡：远端同号，近端异号2．静电平衡特点 ⑴E 内＝0；⑵E 表面⊥表面；⑶等势体（内部及表面电势相等）；⑷净电荷分布在外表面 四、电容器1．定义：C ＝ （C 与Q 、U 无关） 单位：1 F ＝106 μF ＝1012 pF 2．平行板电容器： C ＝3．两类问题：①充电后与电源断开， 不变；②始终与电源相连， 不变 五、带电粒子在电场中的运动 1．加速：qU ＝2．偏转：v ⊥E 时，做类平抛运动位移：L ＝ ； y ＝ ＝ ＝速度：v y ＝ ＝ ； v ＝ ； tan θ＝ 六、实验：描绘等势线1．器材： 2．纸顺序：从上向下恒定电流一、概念及规律1．电流：⑴产生条件：①有自由电荷；②有电压⑵定义：I＝微观：I＝2．电阻定律：R＝说明：金属的电阻率随温度升高而半导体的电阻率随温度升高而3．欧姆定律⑴部分电路：I＝闭合电路：I＝（或：E＝＝＝＝⑵路端电压（电源输出电压、电源两极间电压、外电路总电压等）①U＝＝断路：I＝0，U＝E短路：EIr=短，U＝0内阻为零：r＝0，U＝E（恒压）②U随R增大而4．⑴电功：W＝电功率：P＝⑵电热：Q＝＝电热功率：P热＝＝⑶注意：①纯电阻电路中，W＝Q，即：IE＝②非纯电阻电路中，W＞Q，即：IE＝；而IU＝二、电路1．串联电路：I＝U＝R＝2．并联电路：I＝U＝1R＝（两电阻并联：R＝）3．电表改装：⑴电压表＝G 联电阻R＝⑵电流表＝G 联电阻4．电源的最大输出功率：当Rr时，P最大，P m＝三、本章实验1．伏安法测电阻：⑴测小电阻时，用电流表接，R测＝＝；R测R x⑵测大电阻时，用电流表接，R测＝＝；R测R x1 R =线性元件的伏安特性曲线电源的U－I图象电源输出功率与外电阻的关系x 电流表外接x 电流表内接2．描绘小灯泡的伏安特性曲线⑴在方框1内画出实验电路原理图⑵注意：应采用电流表 接法， 电路 ⑶小灯泡的伏安特性曲线是 线 3．测定金属的电阻率⑴用 测金属丝的直径d ；用 测金属丝的长度L ⑵在方框2内画出实验电路原理图注意：应采用电流表 接法，分压电路或限流电路均可 ⑶金属丝的电阻率ρ＝ 4．把电流表改装为电压表⑴在方框3内画出测电流表内阻的实验电路原理图 简要实验步骤：①闭合S 1，调 ，使电流表满偏 ②闭合S 2，调 ，使电流表半偏 ③当R 比R /大很多时，有R g R /⑵计算改装成量程为U 的电压表所需的电阻R ＝ ， 并从电阻箱上调出所需的电阻值，然后将电阻箱与电流表 G 联⑶在方框4内画出核对电压表的实验电路原理图 ①注意：应采用 电路②满刻度时的百分误差的计算式是；百分误差＝ 5．测定电源的电动势和内电阻⑴在方框5内画出实验电路原理图⑵改变R 的阻值，测出两组I 、U 数值，由闭合电路欧姆定律得： E ＝ ；E ＝ ；联立可求得E 、r⑶多测几组I 、U 数值，作U －I 图象由图象可得：直线与U 轴交点＝ ；r ＝ ＝ ＝ 6．练习使用示波器7．用多用电表探索黑箱内的电学元件（掌握多用电表的读数）磁场一、磁感应强度B ：单位：T1．方向：小磁针静止时 极的指向；小磁针 极的受力方向或磁感线上的 方向 2．磁感线表示磁感应强度的大小和方向，是 曲线 3．电流的磁场（ 定则判定）直线电流的磁场 环形电流的磁场 通电螺线管的磁场二、磁场力（ 定则判定）1．安培力（磁场对电流的作用力）⑴大小：I ⊥B 时，F ＝ I ∥B 时，F ＝ ⑵同向电流相互 ，反向电流相互× ×× × × × ···· · ·方框22．洛仑兹力（磁场对运动电荷的作用力）⑴大小：v⊥B时，F＝v∥B时，F＝⑵F洛不做功三、带电粒子在匀强磁场中运动1．仅受F洛，v⊥B时，作匀速圆周运动，有：①轨道半径：R＝②运动周期：T＝＝（T与v无关）③运动时间：t＝＝＝⑴如何找圆心？求半径R2．电场、磁场知识的综合应用⑴速度选择器（图1）原理：粒子作匀速直线运动时，有：⑵磁流体发电（电磁流量计、霍尔效应）图2等离子体通过时，＋q向上偏，－q向下偏，稳定时有：⑶质谱仪（图3）经加速电场：；经速度选择器：经偏转磁场：；解得：q/m＝⑷回旋加速器（图4）最大动能：E km＝＝交流电频率：f电＝f粒＝加速次数：n＝加速时间：t＝××××××××v＋q－q×××2图1 图2图3 图4电磁学基础知识 参考答案电场一、1．F E q =；相同 2．2Q E k r =；9×109；UE d = 4．F ＝qE ；122q q F k r= 二、1．AO AA AO W U qq εϕ=== 3．AB AB A B WU qϕϕ==- 4．W AB ＝qU AB 5．Δε＝W ；减小；增加四、1．Q C U =2．4πS C kd ε= 3．电荷量；电势差 五、1．212qU m =v2．0L t =v 222111222qE qU y at t t m md==⋅=⋅y at ==v=v 0tan y θ=v v六、1．木板、白纸、复写纸、导电纸、灵敏电流计、探针、尺子、圆柱形电极两个、直流电源（6 V ）、导线若干、图钉 2．导电纸、复写纸、白纸恒定电流一、1．⑵q I t =；I ＝nqS v 2．LR S ρ=；升高；降低 3．⑴U I R =；E I R r =+；或：()r UE U U U Ir I R r U r R=+=+=+=+⑵①U ＝E －Ir ＝IR ②增大4．⑴W ＝IUt ；P ＝IU ； ⑵22U Q I Rt t R ==；22U P I R R==热 ⑶①2()IE I R r =+；②2IE IU I r =+；2IU P I R =+机机 二、1．I ＝I 1＝I 2＝I 3；U ＝U 1＋U 2＋U 3；R ＝R 1＋R 2＋R 32．I ＝I 1＋I 2＋I 3；U ＝U 1＝U 2＝U 3；1231111R R R R =++ （1212R R R R R =+） 3．⑴串；大；g g UR R I =- ⑵并；小；g g gI R R I I =- 4．＝；24m E P r=三、1．⑴外；V V R R U R I R R ⋅==+测；＜ ⑵内；A U R R R I==+测；＞ 2．⑴如图1 ⑵外；分压 ⑶曲3．⑴螺旋测微器；刻度尺 ⑵如图2；外 ⑶2π4Ud ILρ=4．⑴如图3；①R ；②R /；③＝ ⑵g gUR R I =-；串 ⑶如图4；①分压；②改装表示数－标准表示数百分误差＝％改装表示数5．⑴如图5；⑵E ＝U 1＋I 1r ；E ＝U 2＋I 2r ； ⑶电动势；tan E U r I Iθ∆===∆短 磁场一、1．北（或N ）；北；切线 2．闭合 3．安培二、左手 1．⑴F ＝BIL ；0 ⑵吸引；排斥 2．⑴F ＝qB v ；0三、1．2qB m R=v v ；①m R qB =v ；②2π2πR m T qB ==v ；③2πR mt T qB θθθ===v2．⑴qB v ＝qE ⑵UqqB d=v ⑶2112qU m =v ；21U q qB d=v ；22qB m R =v v ；212U q m B B Rd =⑷2222122kmm q B R E m m ==v ；2πqB f f m ==电粒；km E n qU =；2T t n =图1图2图3图4图5。

电磁学知识点引言：电磁学是物理学领域中的一个重要分支，研究电荷和电流所产生的电场与磁场及它们之间的相互作用。

本文将重点介绍电磁学的基础知识点，包括库仑定律、安培定律、麦克斯韦方程组以及电磁波等内容，以帮助读者更好地理解电磁学的基本原理和应用。

一、库仑定律库仑定律是电磁学的基础之一，描述了两个电荷之间的相互作用力。

根据库仑定律，两个电荷之间的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。

这一定律可以用以下公式表示：F = k * |q1 * q2| / r^2其中F是两个电荷之间的作用力，q1和q2分别是这两个电荷的电荷量，r是它们之间的距离，k是一个常数，被称为库仑常数。

二、安培定律安培定律是描述电流所产生的磁场的原理。

根据安培定律，通过一段导线的电流所产生的磁场的大小与电流的大小成正比，与导线到磁场点的距离成反比，磁场的方向则由右手螺旋定则确定。

安培定律可以用以下公式表示：B = (μ0 / 4π) * (I / r)其中B是磁场的大小，μ0是真空中的磁导率，约等于4π x 10^-7 T·m/A，I是电流的大小，r是观察点到电流所在导线的距离。

三、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁学的基本方程组，总结了电磁学的基本定律和规律。

麦克斯韦方程组包括四个方程，分别描述了电荷和电流的电场和磁场之间的关系，以及它们的传播规律。

这些方程是：1. 麦克斯韦第一方程（电场高斯定律）：∇·E = ρ / ε02. 麦克斯韦第二方程（磁场高斯定律）：∇·B = 03. 麦克斯韦第三方程（法拉第电磁感应定律）：∇×E = -∂B/∂t4. 麦克斯韦第四方程（安培环路定律）：∇×B = μ0 * J + μ0ε0 *∂E/∂t其中E是电场，B是磁场，ρ是电荷密度，ε0是真空中的介电常数，J是电流密度。

四、电磁波电磁波是由电场和磁场相互作用而形成的一种传播现象。

电磁学总结电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷的运动以及电荷与磁场之间的相互作用。

在这篇文章中，我将对电磁学的基本概念、重要定律以及应用进行总结和回顾。

一、电磁学基础知识电磁学的基础知识包括电场、磁场和电磁场三个概念。

电场是由电荷产生的力场，描述了电荷之间的相互作用。

磁场是由磁体产生的力场，描述了磁铁与带电体之间的相互作用。

电磁场是电场和磁场的综合体现，描述了电荷和磁铁之间的相互作用。

二、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本定律，包括四个方程：高斯定律、安培定律、法拉第电磁感应定律和法拉第电磁感应定律的积分形式。

这些方程统一了电磁学的基本原理，揭示了电磁场的本质和规律。

三、电磁波电磁波是电磁场的一种传播形式，由电场和磁场相互耦合而成。

电磁波具有电磁场的振荡和传播性质，分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频率的波长。

四、电磁辐射和天线电磁辐射是电荷加速运动时产生的电磁波在空间中的传播。

常见的电磁辐射包括天线发射的无线电波、太阳的电磁辐射以及人造卫星的电磁辐射等。

天线是用于接收和发射电磁波的装置，常见的天线有平面天线、偶极子天线和波导天线等。

五、电磁感应和电磁力学电磁感应是指通过磁场的变化产生电流的现象。

根据法拉第电磁感应定律，当磁场通过闭合线圈时，就会在线圈中产生感应电流。

电磁力学是研究电流和磁场之间相互作用的学科，重要的内容包括洛伦兹力和电磁场的能量、动量守恒定律等。

六、电磁光学和电磁场计算电磁光学是研究光与电磁场相互作用的学科。

常见的现象有折射、反射、干涉和衍射等。

电磁场计算是通过数学方法求解电荷和电流产生的复杂电场和磁场分布，在电磁场计算中，常用的方法有静电场计算方法、静磁场计算方法和时变场计算方法。

七、电磁学的应用电磁学广泛应用于现代科学技术中。

无线电通信是通过电磁波在空间中传播来实现的，包括手机通信、无线电广播和卫星通信等。

电磁波在医学中也有重要应用，如核磁共振成像（MRI）和电磁波治疗等。

电磁的原理知识点总结电磁学的基本原理知识点主要包括电荷、电场、静电力、电势能、电容、电流、电阻、电压、电磁感应、电磁波等内容。

下面将逐一介绍这些知识点。

1. 电荷电荷是物质最基本的属性之一，它是物质之间相互作用的重要因素。

电荷的基本单位是库仑（C），电荷的量可以是正的，也可以是负的，同种电荷之间相互排斥，异种电荷之间相互吸引。

2. 电场电场是描述电荷之间相互作用的物理场，任何一个电荷都会在周围产生一个电场。

电场可以用电场线来描述，电场线的密集程度代表了电场的强度。

电场的强度与电荷量、距离和介电常数有关。

3. 静电力两个电荷之间由于静电作用力，称为静电力。

两个电荷之间的静电力与它们的电荷量和它们之间的距离有关，静电力的方向由两个电荷之间的相对位置决定。

4. 电势能电荷在电场中具有电势能，电势能和电荷量、电场强度以及距离有关。

电势能的计算公式为U=qV，其中U表示电势能，q表示电荷量，V表示电势差。

5. 电容电容是指导体或导体组件储存电荷的能力，它是电荷量和电势差的比值，电容的计算公式为C=Q/V，其中C表示电容，Q表示电荷量，V表示电压。

6. 电流电流是电荷在单位时间内通过导体的数量，它是描述电荷的流动状态的物理量。

电流的大小和方向由载流子的种类、电荷量和流动方向决定。

7. 电阻导体对电流的阻碍称为电阻，电阻的大小和材料、长度、截面积和温度有关。

电阻的计算公式为R=ρL/A，其中R表示电阻，ρ表示电阻率，L表示长度，A表示截面积。

8. 电压电压是描述电场场强对载流子进行做功的能力，也称为电势差。

电压的计算公式为V=W/Q，其中V表示电压，W表示做功，Q表示电荷量。

9. 电磁感应电磁感应是指导体或导体组件中由于磁场的变化产生的感应电流，它是一种能量转换的现象。

根据法拉第定律可以得到感应电动势的大小和方向。

10. 电磁波电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的一种波动现象，它具有传播速度快、能够穿透物质等特点。

电磁基本知识一、电流的磁场1.磁的性质人们把具有吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。

具有磁性的物体叫作磁体。

磁铁具有N极和S极，称为磁极。

磁极附近区域的磁性最强。

如图1-7所示，用细条线把条形磁铁悬挂起来进行实验，可知同性磁极互相排斥，异性磁极互相吸引。

2.磁场和磁力线磁体周围存在的磁力作用的空间称为磁场。

互不接触的磁体之间具有的相互作用力，就是通过磁场这一特殊物质进行传递的。

图1-7 磁铁的同性相斥，异性相吸磁场是用磁力线进行形象描述的，在磁体外部，磁力线由N极指向S极；在磁体内部，磁力线由S极指向N极。

这样磁力线在磁体内外形成一条闭合曲线，在曲线上任何一点切线方向就是磁针在磁力作用下N极所指的方向。

磁力线可以用实验方法显示出来。

如果在条形磁铁上放一块玻璃或纸板，当撒上一些铁屑并轻敲时，铁屑便会有规则地排列成图1-8所示的线条形状。

同时还可以看出，在磁极附近磁力线最密，表示磁场最强；磁体中间磁力线较稀，则磁场较弱。

因此，我们可以用磁力线根数的多少和疏密程图1-8 磁力线度来描绘磁场的强弱。

电流产生磁场电流周围存在着磁场，产生磁场的根本原因是电流。

磁场总是伴随着电流而存在，而电流则永远被磁场所包围。

我们把电流产生磁场的现象称为电流的磁效应。

通电导线（或线圈）周围磁场（磁力线）的方向，可用安培定则（右手螺旋定则）来判断。

（1）通有电流的直导线，其周围的磁场可以用同心圆环的磁力线来表示。

电流愈大，线圆环愈密，磁场愈强。

磁场的方向可用右手螺旋定则来描述：用右手握直导线，大姆指伸直，指向电流的方向，则其余四指弯曲所指方向即为磁场的方向。

如图1-9所示。

图1-9 通电直导线周围的磁场方向（右手螺旋定则之一）单根通电导线通过电流时产生磁场的方向也可以用图1-10的平面图来表示。

图中1-10中 表示电流的方向对准拇指内，⊙表示电流的方向从拇指内指向读者。

导线周围的磁力线呈圆环状，其方向如箭头所示。

如电流方向改变，则磁场方向也改变。

电磁学的基础知识电磁学是物理学中的一个重要分支，研究电荷和电磁场之间的相互作用。

从静电学到电动力学，从麦克斯韦方程组到电磁辐射，掌握电磁学的基础知识对于理解电磁现象和应用电磁技术具有关键意义。

一、电荷和电场在电磁学中，最基本的概念是电荷和电场。

电荷是物质的基本属性，可以分为正电荷和负电荷。

正负电荷之间相互吸引，同类电荷之间相互排斥。

电场则是电荷周围所产生的力场，负责传递相互作用力。

二、库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用力。

根据库仑定律，电荷对之间的相互作用力与电荷之间的距离成正比，与电荷的大小成正比。

三、电场强度电场强度是电场中单位正电荷所受的力，用E表示。

对于点电荷，电场强度的大小与距离的平方成反比。

由于电荷的性质，电场是以向外的径向方向存在。

四、电势差和电位电势差是指电场中两点之间的电势能差，用V表示。

单位正电荷从一个点移动到另一个点时所做的功，就是电势差。

电势差与电场强度的积成正比。

五、电场线电场线是描述电场空间分布的图形。

电场线以电场强度方向为切线，线的密度表示电场强度的大小。

电场线从正电荷出发，进入负电荷或者无穷远。

六、电荷分布电荷分布可以分为均匀分布和非均匀分布。

对于均匀分布的电荷，可以通过积分来求解电场。

对于非均匀分布的电荷，则需要运用高斯定律或者数值计算来求解。

七、电场能量电场能量是指电荷在电场中所具有的能量。

电场能量与电荷的大小和电势差的平方成正比。

八、电场的叠加原理在多个电荷存在的情况下，各电荷所产生的电场可以叠加。

即总电场等于各电荷所产生的电场之和。

九、电流和电阻电流是指电荷在单位时间内通过导体的数量，用I表示。

电流的方向被约定为正电荷从正极流向负极。

电阻则是导体对电流的阻碍程度。

根据欧姆定律，电流与电压成正比，与电阻成反比。

十、电阻与电导率电阻与电导率成反比，电导率是导体的属性。

电导率越大，电阻越小。

常见的导体包括金属和电解质。

十一、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程。