高中物理-库仑定律
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高中物理电学公式大全一、电场。
1. 库仑定律。
- 公式:F = k(Q_1Q_2)/(r^2)(k = 9.0×10^9N· m^2/C^2)- 适用条件:真空中的点电荷。
2. 电场强度。
- 定义式:E=(F)/(q)(q为试探电荷,F是试探电荷在电场中所受的力)- 点电荷的电场强度:E = k(Q)/(r^2)(Q为场源电荷)- 匀强电场:E=(U)/(d)(U为电场中两点间的电势差,d为沿电场方向的距离)3. 电势差。
- 定义式:U_AB=frac{W_AB}{q}(W_AB是电荷q从A点移动到B点电场力做的功)4. 电场力做功。
- W = qU(q为电荷电量,U为电势差)- 特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置的电势差有关。
5. 电势能。
- E_p = qφ(q为电荷电量,φ为电势)- 电场力做功与电势能变化关系:W_AB=E_pA-E_pB二、电路。
1. 欧姆定律。
- 部分电路欧姆定律:I=(U)/(R)(I为电流,U为电压,R为电阻)- 闭合电路欧姆定律:I=(E)/(R + r)(E为电源电动势,R为外电路电阻,r为电源内阻)- 路端电压:U = E - Ir2. 电阻定律。
- R=ρ(l)/(a)(ρ为电阻率,l为导体长度,a为导体横截面积)3. 焦耳定律。
- Q = I^2Rt(Q为电热,I为电流,R为电阻,t为时间)- 纯电阻电路(Q = W):Q=UIt=frac{U^2}{R}t = I^2Rt- 非纯电阻电路(Q≠ W):W = UIt,Q = I^2Rt,W>Q,P_总=UI,P_热=I^2R三、磁场。
1. 磁感应强度。
- 定义式:B=(F)/(IL)(F为通电导线在磁场中所受的安培力,I为电流强度,L为导线长度,B的方向为小磁针静止时N极所指方向)- 当B与I垂直时F = BIL;当B与I夹角为θ时F = BILsinθ2. 洛伦兹力。
- f = qvB(q为带电粒子电量,v为粒子速度,B为磁感应强度)- 当B与v垂直时;当B与v夹角为θ时f = qvBsinθ- 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动:qvB = mfrac{v^2}{r},可得r=(mv)/(qB),周期T=(2π m)/(qB)四、电磁感应。
库仑定律知识集结知识元库仑定律知识讲解一、内容:在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.二、表达式:F=k,式中k表示静电力常量,k=9.0×109N∙m2/C2.三、库仑定律适用条件1.库仑定律只适用于真空中的静止点电荷,但在要求不很精确的情况下,空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律.2.当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时,可把带电体看做点电荷.但不能根据公式错误地推论:当r→0时,F→∞.其实在这样的条件下,两个带电体已经不能再看做点电荷了.3.对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中于球心的点电荷,r为两球心之间的距离.4.对两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布.四、应用库仑定律需要注意的几个问题1.库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷.点电荷是一种理想化模型,当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时,可以视其为点电荷而适用库仑定律,否则不能适用.2.库仑定律的应用方法:库仑定律严格地说只适用于真空中,在要求不很精确的情况下,空气可近似当作真空来处理.注意库仑力是矢量,计算库仑力可以直接运用公式,将电荷量的绝对值代入公式,根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力;也可将电荷量带正、负号一起运算,根据结果的正负,来判断作用力是引力还是斥力.3.三个点电荷的平衡问题:要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态,每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反,也可以说另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零.例题精讲库仑定律例1.'一个挂在绝缘丝线下端的带正电的小球B,由于受到固定的带电小球A的作用,静止在如图所示的位置,丝线与竖直方向夹角为θ,A、B两球之间的距离为r且处在同一水平线上。
已知B 球的质量为m,带电荷量为q,静电力常量为k,A、B两球均可视为点电荷,整个装置处于真空中。