电磁场公式总结

电磁场公式总结
整理了高考物理公式大全，所有公式均按知识点分类整理，有助于帮助大家集中掌握
高中物理公式考点。

1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位t),1t=1n/a m
2.安培力f=bil;(备注：l⊥b) {b:磁感应强度(t),f:安培力(f),i:电流强度(a),l:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qvb(注v⊥b);质谱仪〔见第二册p〕 {f:洛仑兹力(n)，q:带电粒子电
量(c)，v:带电粒子速度(m/s)｝
4.在重力忽略不计(不考量重力)的情况下,带电粒子步入磁场的运动情况(掌控两种)：
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动v=v0
(2)带电粒子沿横向磁场方向步入磁场:搞匀速圆周运动,规律如下a)f向=f洛
=mv2/r=mω2r=mr(2π/t)2=qvb;r=mv/qb;t=2πm/qb;(b)运动周期与圆周运动的半径和线
速度毫无关系,
洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、
圆心角(=二倍弦切角)。

备注：
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的`
正负;
(2)磁感线的特点及其常用磁场的磁感线原产必须掌控〔见到图及第二册p〕高中自
学方法;(3)其它有关内容：地磁场/磁电式电表原理〔见到第二册p〕/转盘加速器〔见到
第二册p〕/磁性材料。

高中物理电磁场公式总结电磁场是物理学中重要的研究对象之一，它描述了空间中电荷和电流产生的电场和磁场之间的相互作用。

在高中物理学习中，我们需要掌握一些关键的电磁场公式，这些公式可以帮助我们理解电磁现象并进行相关计算。

下面将总结一些高中物理电磁场常用的公式。

电场相关公式1.电场强度公式：$$\\vec{E} = \\frac{1}{4\\pi\\epsilon_0}\\frac{q}{r^2}\\hat{r}$$2.其中，$\\vec{E}$为电场强度，$\\epsilon_0$为真空介电常数，q为电荷量，r为距离，$\\hat{r}$为单位矢量。

3.电场中电势能公式：U=qV4.其中，U为电荷在电场中的电势能，q为电荷量，V为电场中的电势。

5.电场中电势公式：$$V = \\frac{1}{4\\pi\\epsilon_0}\\frac{q}{r}$$6.其中，V为电场中的电势。

磁场相关公式1.磁感应强度公式：$$\\vec{B} = \\mu_0 \\mu_r \\vec{H}$$2.其中，$\\vec{B}$为磁感应强度，$\\mu_0$为真空磁导率，$\\mu_r$为相对磁导率，$\\vec{H}$为磁场强度。

3.洛伦兹力公式：$$\\vec{F} = q(\\vec{v} \\times \\vec{B})$$4.其中，$\\vec{F}$为洛伦兹力，q为电荷量，$\\vec{v}$为电荷运动速度，$\\vec{B}$为磁感应强度。

5.安培环路定理：$$\\oint \\vec{H} \\cdot d\\vec{l} = I_{enc}$$6.其中，$\\vec{H}$为磁场强度，I enc为通过曲线围成的面积的电流。

以上是高中物理电磁场公式的部分总结，通过学习和掌握这些公式，我们可以更好地理解电磁现象，进行相关的计算和分析。

在实际应用中，也可以根据具体情况结合这些公式进行问题求解，进一步深化对电磁场的理解和应用。

电磁场与电磁波公式整理第一章A：矢量恒等式()()()A B C B C A C A B ×=×=×i i i ()()()A B C B A C C A B ××=−i i ()uv u v v u ∇=∇+∇ ()uA u A A u ∇=∇+∇i()0U ∇×∇=()0A ∇∇×=i 2()U U ∇∇=∇i2()()A A A ∇×∇×=∇∇−∇iVSAdV A dS ∇=∫∫i iVCAdS A dl ∇×=∫∫in V S AdV AdS e ∇×=×∫∫ n V S udV udS e ∇=∫∫n S C udS udl e ×∇=∫∫ 2)V S u v u dV udSnv v ∂+∇∇=∇∂∫∫i22(()VSuu v v dV uv dS n nv u ∂∂−=−∇∇∂∂∫∫ B：三种坐标系的积分元以及梯度、散度、旋度、和拉普拉斯运算⑴直角坐标系位置矢量微分元：x y z dr dx dy dz e e e =++面积元：,,x y z d dydz d dxdz d dxdy s s s === 体积元：dv dxdydz = x y z u u uu e e e x y z ∂∂∂∇=++∂∂∂ y x z A A A A x y z∇=∂∂∂++∂∂∂i x yz A x y z A A A x yz e ee∂∂∂∇×=2222222u u u u x y z ∇∂∂∂=++∂∂∂()uA u A u A ∇×=∇×+∇×()A B B A A B∇×=∇×−∇×i i i ()()()A B A B B A A B B A ∇=∇×+∇+×∇×+×∇×i i i ()()()()A B A B B A B A A B ∇××=∇−∇+∇−∇i i i i⑵圆柱坐标系位置矢量微分元：z dr d d dz e e e ρφρρφ=++面积元：,,z d d dz d d dz d d d s s s ρφρφρρρφ=== 体积元：dv d d dz ρρφ=z u u u u z e e e ρφρρφ∂∂∂∇=++∂∂∂ ()()()11A A A z A z ρρρφρρρφ∂∂∂∇=++∂∂∂i1z e e e A z A A Az ρφρρφρρφ∂∂∂∇×=∂∂∂22222211()u u u u z ρρρρρφ∂∂∂∂=++∇∂∂∂∂⑶球坐标系位置矢量微分元：sin r r r dr dr d d e e e θφθθφ=++面积元：2sin ,sin ,r d d d d r drd d rdrd r s s s θφθθφθφθ=== 体积元：2sin dv drd d r θθφ=1sin ru u u u r r r e e e θφθθφ∂∂∂∇=++∂∂∂22111()(sin )sin sin r A r r r r rA r A A φθθθθθφ∂∂∂∇=++∂∂∂i2sin 1sin sin re re r e A r ArrA r A r θφθθφθθθφ∂∂∂∇×=∂∂∂ 22222222111()(sin sin sin u u uu r r r r r r θθθθφθ∇∂∂∂∂∂=++∂∂∂∂∂ C：几个定理散度定理：v s FdV F dS ∇=∫∫i i斯托克斯定理：s c F dS F dl∇×=∫∫i i亥姆霍茨定理：()()()F r u r A r =−∇+∇×格林定理：n V S FdV F dS e ∇=∫∫i i高斯定理和环路定理：第二章表一：电荷和电流的三种密度表二：电场和磁场表四：介质中的电（磁）场感应强度:电磁感应定律S in B dS d d dt dt ϕε=−=−∫i in C in E dl ε=∫i S C S d Bd dt tE dl ∂∂=−∫∫i i 积分形式 1.如果回路静止则有：S C S Bd tE dl ∂∂=−∫∫i BE t∂∇×=−∂ 2.导体以速度v 在磁场中运动 ： ()CC v B dl E dl ×=∫∫i i3.导体在时变场中运动：()CS S B d tC v B dl E dl ∂∂−×=+∫∫∫i i i表五：麦克斯韦方程组：。

电磁场的能量与功率计算电磁场是我们生活中常见的一种物理现象，它包括电场和磁场两个部分。

电磁场的能量与功率计算是电磁学中的一个重要内容，它帮助我们理解电磁场的特性和应用。

本文将从电磁场能量的计算和功率的计算两个方面进行探讨。

一、电磁场能量的计算电磁场能量的计算是通过对电场和磁场的能量密度进行积分得到的。

首先，我们来看电场能量的计算。

电场能量密度表示单位体积内的电场能量，它的计算公式为：\[u_e = \frac{1}{2}\varepsilon_0E^2\]其中，\(u_e\)为电场能量密度，\(\varepsilon_0\)为真空介电常数，\(E\)为电场强度。

在计算电场能量时，我们需要将电场能量密度进行积分。

假设电场是由一个点电荷产生的，电场能量的计算公式为：\[W_e = \int u_e dV = \frac{1}{2}\varepsilon_0\int E^2 dV\]其中，\(W_e\)为电场能量，\(dV\)为体积元素。

接下来，我们来看磁场能量的计算。

磁场能量密度表示单位体积内的磁场能量，它的计算公式为：\[u_m = \frac{1}{2\mu_0}B^2\]其中，\(u_m\)为磁场能量密度，\(\mu_0\)为真空磁导率，\(B\)为磁感应强度。

与电场能量类似，计算磁场能量时也需要将磁场能量密度进行积分。

假设磁场是由一个线圈产生的，磁场能量的计算公式为：\[W_m = \int u_m dV = \frac{1}{2\mu_0}\int B^2 dV\]其中，\(W_m\)为磁场能量。

通过以上的计算公式，我们可以得到电场和磁场的能量。

电磁场的总能量为电场能量和磁场能量之和：\[W_{em} = W_e + W_m\]二、电磁场功率的计算电磁场的功率表示单位时间内电磁场传递的能量，它的计算公式为：\[P = \frac{dW}{dt}\]其中，\(P\)为电磁场功率，\(dW\)为电磁场传递的能量的微小变化量，\(dt\)为时间的微小变化量。

电磁场与电磁波公式总结谢处方版电磁场与电磁波是物理学中非常重要的一个分支，它描述了电磁波的传播、散射、反射等行为。

谢处方版的《电磁场与电磁波》是一本非常经典的教材，下面是该教材中一些常用的公式总结。

1.麦克斯韦方程组这是电磁场与电磁波理论的基础，包括了四个基本方程：（1）curl E = - grad(Div) B + div(rot) A - jωμμ04πrotA, curl H = grad(Div) D + rot(rot) B - jωεε04πrotE. （2）div E = ρ/ε0, div H = 0. （3）rot E = 0, rot H = -jωμμ04πD. （4）其中E和H分别代表电场强度和磁场强度，D和B分别代表电位移和磁感应强度，A代表矢势，ρ代表电荷密度，j代表虚数单位，ω代表角频率，μ代表磁导率，ε代表介电常数。

2.波动方程描述电磁波在空间中传播的方程为：∂2E∂t2−div(rotH)=ρ∂2ρ∂t2div(rotE)=0∂2H∂t2+curl(curlE)=0其中E和H分别代表电场强度和磁场强度，ρ代表电荷密度。

3.坡印廷定理坡印廷定理描述了电磁场能量流动密度和矢量场的旋度的关系，对于一个封闭的体积元V内的电磁场，能量流量密度（功率密度）可用以下公式表示：W=12Re(E⋅JD)dV=12Re(H⋅JB)dV=12Re(E⋅J+c2H⋅B)dV其中W代表功率流密度，E和H分别代表电场强度和磁场强度，J代表电流密度，B代表磁感应强度。

该公式告诉我们，在时变电磁场中，电磁场能量沿闭合曲面S向外流动的功率等于曲面S内电磁场能量增加率。

4.洛伦兹力公式对于一个带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，可以用以下公式表示：F=qv×B其中F代表洛伦兹力，q代表带电粒子的电量，v代表带电粒子的速度，B代表磁感应强度。

该公式告诉我们，带电粒子在磁场中所受的力垂直于磁场方向和速度方向。

公式总结注：此文档仅梳理了相关公式，需掌握的概念、知识点请仔细研读课件。

第一章•三种正交坐标系长度元，面积元和体积元表达式•三种正交坐标系坐标单位矢量的转换•标量场图和矢量场图对应的方程•方向导数，梯度•面元矢量：•场量穿过面元的通量：0=⨯r d r A)(le G dldf ⋅=∴zfe yf e x f e f zy x ∂∂+∂∂+∂∂=∇ G f =∇dSeS d n =dSA S d A θcos =⋅AA div ⋅∇=y zx A A A divA A x y z∂∂∂=∇⋅=++∂∂∂⎰⎰⋅∇=⋅VSdVA S d A⎰⎰=⋅CCdlA l d A θcos环量散度高斯散度定理环量面密度n n e A rot A rot ⋅=旋度AA rot ⨯∇=斯托克斯定理Sd A l d A SC⋅⨯∇=⋅⎰⎰)(0=∇⨯∇φ0)(=⨯∇⋅∇AԦe x∂A z ∂y −∂A y ∂z +Ԧe y ∂A x ∂z −∂A z∂x +Ԧe z ∂A y ∂x −∂A x ∂y∇×ԦA =第二章()SI J r dS=⋅⎰v J Vρ=s N lI J e dl=⋅⎰PE D +=0εEP e χε0=0r D E Eεεε===⎰⨯=222C Bl d I F Bv q E q F ⨯+=在线性各向同性介质中在线性各向同性磁介质中m M Hχ=MBH -=μB Hμ=⋅=-=-⎰⎰S V dQ dJ d S dVdtdt ρ∂=+=+∂t d DJ J J J tS d t DJ l d H S l⋅∂∂+=⋅⎰⎰)(Sd B dt d l d E S l ⋅-=⋅⎰⎰0SB d S ⋅=⎰∑⎰⎰==⋅qdV S d D VV Sρt D J H ∂∂+=⨯∇t BE ∂∂-=⨯∇=⋅∇B vD ρ=⋅∇⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=-=-=-ρn n n n t t SN t t D D B B E E J H H 1212121200⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-⋅=-⋅=-⨯=-⨯ρ)(0)(0)()(12121212D D e B B e E E e JH H e n n n n第三章22RdS R e S d d R θcos =∙=Ω⎰⋅=PA A ld Eφφ-∇=E⎰∙=-BA B A ld Eφφ⎪⎩⎪⎨⎧==∙∇=⨯∇EDD E ερ0''s n v P e Pρρ⎧=∙⎪⎨=-∇∙⎪⎩束缚面电荷：束缚体电荷：ερφv -=∇212φφ=1212sn nφφεερ∂∂-=∂∂R RV d E v v⎰''=341ρπε⎰=vv Rdvρπεφ041⎩⎨⎧=∙∇=⨯∇00J EJ E=γ1212n nφφγγ∂∂=∂∂12φφ=p J E=∙焦耳定理恒定电场()322121mJ E E D w e ε=∙= ⎰=V e dvW ρφ21⎰=V e dvE W 221ε电场能量密度电场能量H J B ⎧∇⨯=⎨∇⋅=⎩B H μ=B A=∇⨯024RCIdl e B Rμπ⨯=⎰V d RJ A V '=⎰'πμ40Sv n J MJ M e ⎧'=∇⨯⎨'=⨯⎩介质内部束缚体电流密度：介质表面束缚面电流密度：)(H IL 单位：亨ψ=1()2m VW H B dV=∙⎰221Hw m μ=AB⨯∇=φ-∇=∂∂+tA EtA ∂∂-=⋅∇φμε()m e S w w pt∂-∇⋅=++∂⎰⎰⎰++=⋅-V Vm m S pdv dv w w dt dS d S )((,)Re j t E r t E e ω∙⎡⎤=⎢⎥⎣⎦()()()()x xm y ym z zm E r e E r e E r e E r =++复矢量0ωωρH J j DE j B B D ⎧∇⨯=+⎪∇⨯=-⎪⎨∇=⎪⎪∇=⎩1(()())2c S E r H r *=⨯⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧><<<--100101022ωεγωεγωεγ良好导体：有损耗介质：良介质：100()()()()()()c c c j j j γγωγωεεωεωμμωμω'''=-'''=-'''=-()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∙=∙∙-=∙∙+=∙⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰dv S d D S d B Sd B j l d E S d D j J l d H V CSSC SC ρωω 0ρω j J -=∙∇⎰⎰-=∙VSdv j S d J ρω EJ H B E Dγμε===⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯=*)()(Re r H r E S av 21第七章k ωμμηε==1z zH e E E H e ηη=⨯=⨯，k βωμε==22k ππλωμε==1p V fk ωλμε∴===avav e w S v ||=良介质12112,,,p c V j f γμαβωμεεμεμγμληεωεεμε⎧≈≈≈⎪⎪⎨⎛⎫⎪≈=+≈ ⎪⎪⎝⎭⎩良导体222222212,,()p c ff V j f ωμγωωπαβπμγβμγμγππωμλπηβωμγμγγ⎧≈≈==≈=⎪⎪⎨⎪=≈=≈+⎪⎩⎪⎩⎪⎨⎧====⋅-∙⋅-∙∙⋅-∙⋅-∙∙r k j r e jk rk j r e jk e H e H H e E eE E n n 0000沿任意方向传播的均匀平面波c cj K γεεωμεω=-=导电媒质引入复介电常数及复波速E =E 0•e −Γz =E 0•e −αz e −jβzn k e k=波矢量E =ηH ×Ԧe n ,H =1ηԦe n ×E极化的判别方法1、利用E x 和E y 的振幅和相位之间的关系判断x xm x y ym y E e E t kz e E t kz ωϕωϕ=-++-+cos()cos()线极化时，或当→±=-πϕϕ0x y 圆极化时，且当→±=-=2/,πϕϕx y xm xm E E ）波传播的波为右旋（左旋，沿若)(z 2/z x y -+-=-πϕϕ椭圆极化其他一般情形，→）波传播的波为左旋（右旋，沿若)(z 2/z x y -++=-πϕϕ）波传播的波为右旋（左旋，沿若)(z z x y -+<-<-0ϕϕπ）波传播的波为左旋（右旋，沿若)(z z x y -+<-<πϕϕ02、利用复数形式判断)()(y x kz j ym y kz j xm x eE e e E e E ϕϕ+-+-∙+= y xj ym y j xm x eE e e E e z E ϕϕ +==∙)0()sin (cos )sin (cos y y ym y x x xm x j E e j E e ϕϕϕϕ+++=)sin sin ()cos cos (y ym y x xm x y ym y x xm x E e E e j E e E e ϕϕϕϕ+++=IR E j E +=线极化或或若：→==00//I R I R E E E E圆极化且若→=⊥||||I R I R E E E EI R I R E E E E 若、与波的传播方向符合右手螺旋关系，则为右旋波；若、与波的传播方向符合左手螺旋关系，则为左旋波。

电磁场基本定理电磁场基本定理是在基本电磁学中的核心定理，它把从处理电磁场的四个基本方程式中衍生出来的许多定理聚集起来，它在电磁学理论研究，分析和设计电磁学设备方面都起到了重要作用。

历史上，电磁场基本定理是由英国物理学家彼得布拉克马斯克首先提出的，其它著名的物理学家如哈勃也证明了这一定理。

电磁场基本定理指出，在一个二维场中，电磁场会满足以下公式：（E+B)=0其中，E表示电场（Electric Field），B表示磁场（Magnetic Field），表示对电场和磁场进行矢量分量的求和。

这表明，在某一点处，电场和磁场的矢量分量之和为零。

另外，电磁场基本定理还指出，只要场内存在闭合的电流，就可以认定满足以下公式：×(E+B)=0以上公式表明，在任何一点处，电场与磁场叉乘之和为零。

同时也可以看出，电流断开之后，磁场不能随时间变化，也就是说，磁场不会改变方向。

电磁场基本定理是物理学家们探索电磁场的最基础理论，是探索电磁学和电磁物理学的有力工具。

电磁场基本定理是传统电磁学理论模型的根基，它可以用来了解电磁场的性质、变化规律和规律，以及其他与电磁场相关的研究。

首先，电磁场的研究需要通过研究电磁场的宾夕法尼亚方程来确定电磁场的性质。

宾夕法尼亚方程也可以用于描述电磁场的密度及其变化，它定义了该场中电磁场的强度及其变化规律，从而探究了电磁场影响物理现象的原因和过程。

其次，电磁场基本定理也可以用来分析电磁场的空间表达以及电磁场与特定物体或热体的相互作用。

通过这些分析，可以证明电磁场受外界物体的影响而发生改变，从而推导出电磁波的传播以及外界介质的电磁性质。

此外，电磁场基本定理还可以用来研究电磁场的变换及其相关理论，推导出电磁场变换的规律，从而为电磁学方面的实验研究提供更多信息。

比如，实验研究可以通过观察电流的变化来观察电磁场的变化，这样可以更为准确地观察电磁学微观现象。

最后，电磁场基本定理还用于分析电磁学装置的设计方案，为科学研究提供依据，根据研究成果来设计、建造和调试电磁设备。

第一章标量三重积： 矢量三重积方向导：梯度：计算公式：矢量线方程:通量：散度：散度计算公式： 散度定理（高斯定理）： 旋度：斯托克斯定理： 拉普拉斯运算：第二章电流连续性方程微分形式：对于恒定电流场： )()()(B A C A C B C B A⨯⋅=⨯⋅=⨯⋅CB A BC A C B A )()()(⋅-⋅=⨯⨯grad nu u en∂=∂zy x x y x∂∂+∂∂+∂∂=∇e e e ),,(d ),,(d ),,(d z y x F zz y x F y z y x F x z y x ==00cos cos cos |lim M l u u u u ul lx y z αβγ∆→∂∆∂∂∂==++∂∆∂∂∂d d d n SSψψF S F e S==⋅=⋅⎰⎰⎰ττ∆⋅=⎰→∆SSd F div F lim 0z F y F x F Sd F div z y x S ⋅∇=∂∂+∂∂+∂∂=∆⋅=⎰→∆ττF lim⎰⎰⋅∇=⋅VSVF S F d dmax ]rot [F e F n n =⨯∇zy x z y xF F F z y xe e e F ∂∂∂∂∂∂=⨯∇=⎰⎰⋅⨯∇=⋅SCS F l F d d )()(2F F F ⨯∇⨯∇-⋅∇∇=∇uu 2)(∇=∇⋅∇0d ⎰=⋅SS J 、0=⋅∇JtJ ∂∂-=⋅∇ρ静电场散度：高斯定理的积分形式： 静电场旋度：毕奥萨法尔定律：任意电流回路 C 产生的磁感应强度恒定磁场散度： 恒定磁场是无散场恒定磁场旋度： 恒定磁场是有旋场，它在任意点的旋度与该点的电流密度成正比，电流是磁 场的旋涡源。

极化强度：----------电介质的电极化率电位移矢量：电介质中高斯定理的积分形式： 磁化强度矢量： 磁化电流体密度： 真空中安培环路定理推广到磁介质中： 磁场强度 ：M B H-=0μ麦克斯韦方程组的微分形式传导电流和变化的电场都能产生涡旋磁场。