电磁学主要公式定理定律
- 格式:doc
- 大小:244.00 KB
- 文档页数:5
电磁学公式电磁学是研究电荷与电荷之间相互作用以及电荷与磁场之间相互转化的学科。
在电磁学中,有许多重要的公式被广泛应用于解决电磁学问题。
本文将介绍一些常见的电磁学公式,帮助读者更好地理解和应用电磁学知识。
库仑定律库仑定律描述了两个静止电荷之间的相互作用力。
它是电磁学中最基本的定律之一。
库仑定律可以用数学公式表示为:$$ F=k\\cdot\\frac{q_1\\cdot q_2}{r^2} $$其中,F代表两个电荷之间的相互作用力,F1和F2分别为两个电荷的电量,F为两个电荷之间的距离,F为库仑常数。
磁场公式根据电流和电荷的相互作用,会产生磁场。
磁场的强度可用以下公式来计算。
洛伦兹力公式当电荷F以速度F穿过磁场F时,将受到一个与正比于电荷、速度和磁场之间的乘积的力。
这个力可以用以下洛伦兹力公式来计算:$$ F=q\\cdot v\\cdot B $$其中,F是洛伦兹力,F是电荷,F是速度,F是磁场强度。
磁场强度公式磁场中空间某一点处的磁场强度可以通过以下公式计算:$$ B=\\frac{\\mu_0\\cdot I}{2\\pi r} $$其中,F是磁场强度,$\\mu_0$是真空磁导率(约等于$4\\pi\\times10^{-7}\\,T\\cdot m/A$),F是电流强度,F是距离电流的点的距离。
法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了一个导体中感应电动势的大小与导体在磁场中所受的磁通量变化率成正比的关系。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小可以用以下公式表示:$$ \\varepsilon=-\\frac{d\\Phi}{dt} $$其中,$\\varepsilon$是感应电动势,$\\Phi$是磁通量,F 是时间。
麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁学中描述电场和磁场相互作用的一组方程,由麦克斯韦提出。
高斯定理麦克斯韦方程组之一是高斯定理,它将电场和电荷密度联系起来。
高斯定理可以用以下公式表示:$$ \\oint \\vec{E}\\cdot\\vec{dA}=\\frac{q}{\\varepsilon_0} $$其中,$\\vec{E}$是电场强度,$\\vec{dA}$是面积元素的矢量,F是电荷量,$\\varepsilon_0$是真空中的介电常数。
高中物理公式电磁学所有公式
电磁学是研究电磁现象的学科,生活中我们经常会看到电磁学的相关公式,下面就为大家列举出高中物理中关于电磁学的最常用的公式:
一、直流电场的电场强度:
1. 静止电荷产生的电场强度:E = kq/r2;
2. 依据线磁定律,定义磁通量密度为:B = μo·I;
三、交变电场强度:
1. 磁通量:φ = B·S;
2. 根据分段线性变化假设,定义磁感应强度:H = B/μo;
3. 根据库仑定律:F=u·IΔL;
四、电磁辐射:
1. 光速:c = λ·f;
2. 谐波定律:E = ko·Q;
3. 波能:W = S·E·cosδ;
4. 辐射功率:P = E2·kπo/2;
五、电磁动量定理:p=E·B;
六、电位的多位势模型:V = Vt·ln(C2/C1);
七、贝瑟尔定律:j = σ·E;
八、电磁航空参数公式:
1. 磁气动力:F = k·B2·I·L/2;
2. 磁场强度:B = μo·I/2πr;
3. 电导率:σ = n·e2/m;
九、延伸公式:
1. 雷诺数:Re = ρ·v·L/μ;
2. 普朗克定律:F = kQQ/R2;
3. 麦克斯韦动量定理:F = qE + qvXB。
麦克斯韦四个基本方程公式
麦克斯韦方程组是电磁学的基础之一,其中最重要的是四个基本方程。
它们是:
1. 高斯定理
这个方程表示电场通量与电荷的关系。
它的数学表达式是:
∮E·dS = Q / ε0
其中,E是电场强度,S是任意闭合曲面,Q是曲面内的总电荷量,ε0是真空中的电介质常数。
2. 麦氏定理
这个方程表示磁场通量与电流的关系。
它的数学表达式是:
∮B·dl = μ0I
其中,B是磁场强度,l是任意闭合回路,I是通过回路的总电流,μ0是真空中的磁导率常数。
3. 法拉第电磁感应定理
这个方程表示变化的磁场可以产生电场。
它的数学表达式是:
∫E·dl = -dΦB / dt
其中,E是电场强度,l是任意回路,ΦB是磁通量,t是时间。
4. 安培定理
这个方程表示变化的电流可以产生磁场。
它的数学表达式是:
∮B·dl = μ0ε0(dΦE / dt + J)
其中,B是磁场强度,l是任意闭合回路,ΦE是电通量,t是时间,J是电流密度。
电磁学四大基本定律电磁学四大基本定律1、磁感应定律(法拉第定律)磁感应定律是指磁感应量与电流强度成正比,只有电流存在时,才能引起磁感应量。
这个定律被发现者法拉第于1820 年提出,故称法拉第定律:当一磁感应源(比如电流)引起一磁感应效应时,磁感应量H(磁感应强度)等于磁感应源的电流强度I的乘积:H=K × I其中K是一个系数,不同的情况K的值是不同的,这取决于磁场建立的介质及介质中磁性物质的种类和数量等。
2、电磁感应定律(迪瓦茨定律)电磁感应定律是指当一磁场和一电流交叉存在时,一电动势便会被产生,其大小与交叉面积及其形状有关,只有在磁场和电流都存在时,才能引起电动势。
该定律由迪瓦茨于1820 年提出,因此称为“迪瓦茨定律”:当一磁场与一电流交叉存在时,交叉面积上的电动势U 与磁场强度H和电流强度I的乘积成正比:U=K × H× I其中K是一个系数,取决于磁场建立的介质及介质中磁性物质的种类和数量等。
3、电流螺旋定律(麦克斯韦定律)电流螺旋定律是指电流在一磁场中的线路是螺旋状的。
该定律亦由法拉第提出,故称法拉第定律:当一电流在一磁场中传播,其线路同时会被磁场以螺旋状把电流围绕其方向线而改变。
该电流的方向与磁场强度和螺旋线圈数成反比:I ∝ --1/N其中N是螺旋线圈数(又称为电磁感应系数),表示电流的方向与每一圈半径r的变化方向保持一致。
4、等效电势定律(高斯定律)等效电势定律是指磁场的强度可用电势的梯度来表示,即:H= -V这个定律于1835 年由高斯提出,因此称为“高斯定律”:如果一磁场中只有一点源(比如电流)分布,磁场强度H可以用电势梯度的向量(由电势的变化率组成)来表示。
因而磁场的强度H可用电势梯度的公式来表示:H= -V其中V是电势,是导数的简写。
十、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E =U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m 注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。
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。
大学物理电磁学总结一、三大定律库仑定律:在真空中,两个静止的点电荷q1 和q2 之间的静电相互作用力与这两个点电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
uuu r q q ur F21 = k 1 2 2 er rur u r 高斯定理:a) 静电场:Φ e = E d S = ∫s∑qiiε0(真空中)b) 稳恒磁场:Φ m =u u r r Bd S = 0 ∫s环路定理:a) 静电场的环路定理:b) 安培环路定理:二、对比总结电与磁∫Lur r L E dl = 0 ∫ ur r B dl = 0 ∑ I i (真空中)L电磁学静电场稳恒磁场稳恒磁场电场强度:E磁感应强度:B 定义:B =ur ur F 定义:E = (N/C) q0基本计算方法:1、点电荷电场强度:E =ur r u r dF (d F = Idl × B )(T) Idl sin θ方向:沿该点处静止小磁针的N 极指向。
基本计算方法:urq ur er 4πε 0 r 2 1r ur u Idl × e r 0 r 1、毕奥-萨伐尔定律:d B = 2 4π r2、连续分布的电流元的磁场强度:2、电场强度叠加原理:ur n ur 1 E = ∑ Ei = 4πε 0 i =1r qi uu eri ∑ r2 i =1 inr ur u r u r 0 Idl × er B = ∫dB = ∫ 4π r 23、安培环路定理(后面介绍)4、通过磁通量解得(后面介绍)3、连续分布电荷的电场强度:ur ρ dV ur E=∫ e v 4πε r 2 r 0 ur σ dS ur ur λ dl ur E=∫ er , E = ∫ e s 4πε r 2 l 4πε r 2 r 0 04、高斯定理(后面介绍)5、通过电势解得(后面介绍)几种常见的带电体的电场强度公式:几种常见的磁感应强度公式:1、无限长直载流导线外:B = 2、圆电流圆心处:B = 3、圆电流轴线上:B =ur 1、点电荷:E =q ur er 4πε 0 r 2 10 I2R0 I 2π r2、均匀带电圆环轴线上一点:ur E=r qx i 2 2 32 4πε 0 ( R + x )R 2 IN 2 ( x 2 + R 2 )3 21 0α 23、均匀带电无限大平面:E =σ 2ε 0(N 为线圈匝数)4、无限大均匀载流平面:B =4、均匀带电球壳:E = 0( r < R )(α 是流过单位宽度的电流)ur E=q ur er (r > R ) 4πε 0 r 25、无限长密绕直螺线管内部:B = 0 nI (n 是单位长度上的线圈匝数)6、一段载流圆弧线在圆心处:B = (是弧度角,以弧度为单位)7、圆盘圆心处:B =r ur qr (r < R) 5、均匀带电球体:E = 4πε 0 R 3 ur E= q 4πε 0 r ur er (r > R ) 20 I 4π R0σω R2(σ 是圆盘电荷面密度,ω 圆盘转动的角速度)6、无限长直导线:E =λ 2πε 0 x λ 0(r > R ) 2πε 0 r7、无限长直圆柱体:E =E=λr (r < R) 4πε 0 R 2电场强度通量:N·m2·c-1)(磁通量:wb)(sΦ e = ∫ d Φ e = ∫ E cos θ dS = ∫s sur u r E d S通量u u r r Φ m = ∫ d Φ m = ∫ Bd S = ∫ B cos θ dS s s s若为闭合曲面:Φ e =∫sur u r E d S若为闭合曲面:u u r r Φ m = Bd S = B cos θ dS ∫ ∫s s均匀电场通过闭合曲面的通量为零。
电磁学的基本定律和应用电磁学是物理学中的重要分支,研究电荷和电流产生的电场和磁场以及它们之间的相互作用。
在电磁学中,有几个基本定律被广泛应用于各个领域,例如电路理论、电磁波传播和电磁感应等。
本文将介绍电磁学的基本定律以及它们在不同领域中的应用。
1. 库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的基本定律。
它表明两个电荷之间的作用力正比于它们的电荷量,并且与它们之间的距离的平方成反比。
数学表达式为:$$ F = k \frac{Q_1 Q_2}{r^2} $$其中,$F$为作用力,$Q_1$和$Q_2$分别为两个电荷的电荷量,$r$为两个电荷之间的距离,$k$为一个比例常数。
库仑定律的应用非常广泛。
例如,在电路理论中,我们可以利用库仑定律来计算电荷之间的作用力,从而分析电路中的电荷分布和电场强度。
此外,在原子物理学中,库仑定律也被用来描述原子核和电子之间的相互作用。
2. 安培定律安培定律是描述电流和磁场之间关系的基本定律。
根据安培定律,电流在导体周围产生的磁场的强度与电流的强度成正比。
数学表达式为:$$ B = \mu_0 \frac{I}{2\pi r} $$其中,$B$为磁场强度,$I$为电流的强度,$r$为距离电流的导线的距离,$\mu_0$为真空磁导率。
安培定律在电路理论和电磁波传播中有广泛的应用。
例如,在电路理论中,我们可以利用安培定律来计算导线周围的磁场强度,从而分析电磁感应现象。
在电磁波传播中,安培定律可以用来描述电磁波的传播和辐射。
3. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起电场感应的现象。
根据法拉第电磁感应定律,当磁通量通过一个线圈发生改变时,线圈中产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比。
数学表达式为:$$ \varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt} $$其中,$\varepsilon$为感应电动势,$\Phi$为磁通量,$t$ 为时间。
法拉第电磁感应定律在电磁感应和变压器等领域中有重要的应用。
电磁学公式
电磁学公式主要包括以下几个方面:
1. 库伦定律(Coulomb's Law):
F = k * (q1 * q2) / r^2
其中,F为两个电荷之间的静电力,q1和q2为两个电荷的电荷量,r为两个电荷之间的距离,k为库伦常数。
2. 电场强度(Electric Field Strength):
E =
F / q
其中,E为电场强度,F为电荷所受的力,q为电荷量。
3. 电势差(Electric Potential Difference):
V = W / q
其中,V为电势差,W为电势能,q为电荷量。
4. 安培环路定理(Ampere's Law):
∮B·dl = μ0 * I
其中,B为磁场强度,dl为路径微元长度,μ0为真空中
的磁导率,I为通过闭合路径的电流。
5. 法拉第电磁感应定律(Faraday's Law):
ε = - dΦ / dt
其中,ε为感应电动势,Φ为磁通量,t为时间。
6. 电感(Inductance):
L = N * Φ / I
其中,L为电感,N为线圈匝数,Φ为磁通量,I为电流。
这只是电磁学公式的一部分,电磁学公式还包括磁场强度、电磁波传播等方面的公式。
实际应用中,还会结合物理常
数和其他公式一起使用。
电磁感应定律的公式电磁感应定律是研究电路中电磁感应现象的定律,它由法拉第电磁感应定律和楞次定律组成。
其中法拉第电磁感应定律也被称为法拉第定律,它是电磁感应的基本规律之一、楞次定律则是由法拉第电磁感应定律推导而来的,它描述了电磁感应中的电流的产生和方向。
法拉第电磁感应定律可以用如下的数学公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间,d表示微分。
楞次定律可以用如下的公式表示:∮B·dl = -μ₀ · d(∫E·ds)/dt其中,∮B·dl表示磁场沿闭合回路的环路积分,E表示电场强度,ds表示回路上的线段微位移,μ₀表示真空中的磁导率。
以上两个公式是电磁感应定律的核心部分。
下面我将详细介绍这些公式的含义和推导过程。
首先,我们来看法拉第电磁感应定律。
根据这个定律,当一个导体的磁通量发生变化时,会在导体两端产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
磁通量的定义是通过一个曲面的磁场线的数量。
因此,当磁场通过一个闭合回路时,磁通量的变化可以用曲面积分来表示。
根据斯托克斯定理,曲面积分可以转换为环路积分,即循环曲面积分公式∮B·dl = ∫(∇×B)·dA。
其中B表示磁场强度,dA表示面片的面积,∮B·dl表示磁场沿闭合回路的环路积分。
由于磁场的旋度∇×B等于零,所以∮B·dl = 0。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的变化率不为零时,会在导体中产生感应电动势。
这个电动势的大小等于闭合回路上磁场变化率的负值。
由于环路积分相等于磁通量的变化率,所以有∮B·dl = -dΦ/dt,即负号表示感应电动势与磁通量的变化方向相反。
因为感应电动势等于导体中的电场强度乘以导线长度,所以可以得到电磁感应定律的数学表达式为ε = -dΦ/dt。
这个公式表明,当磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
在电磁学中,常用的积分公式包括:
1. 高斯定律(Gauss's Law):
∮S E · dA = ε₀∫V ρdV
这个公式描述了电场通过闭合曲面的总通量与该曲面内所包围电荷的总量之间的关系。
其中,E是电场强度,S是曲面,A是曲面上的微小面积元素,V是曲面所包围的体积,ρ是电荷密度,ε₀是真空介电常数。
2. 斯托克斯定理(Stokes's Theorem):
∮C B · dl = μ₀∫S J ·dA
这个公式将闭合曲线C沿着某个方向的环流与该曲线所围成的曲面S上的面积分之间建立了联系。
其中,B是磁场强度,dl是沿着曲线C的微小长度元素,J是电流密度,dA 是曲面S上的微小面积元素,μ₀是真空磁导率。
3. 法拉第电磁感应定律(Faraday's Law of Electromagnetic Induction):
∮C E · dl = -d/dt ∫S B · dA
这个公式描述了磁场变化引起的电场感应与磁场沿着某个闭合曲线C的环流之间的关系。
其中,E是电场强度,dl 是沿着曲线C的微小长度元素,B是磁场强度,dA是曲面S
上的微小面积元素。
这些积分公式是电磁学中的基本定律,通过它们可以推导出电磁场的行为规律,解决各种与电场和磁场有关的问题。
大学物理电磁学公式总结汇总——WORD文档,下载后可编辑修改——大学物理电磁学公式总结1定律和定理1. 矢量叠加原理:任意一矢量可看成其独立的分量的和。
即:=∑ (把式中换成、、、、、就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理)。
2. 牛顿定律: =m (或 = );牛顿第三定律:′= ;万有引力定律:3. 动量定理:→动量守恒:条件4. 角动量定理:→角动量守恒:条件5. 动能原理: (比较势能定义式: )6. 功能原理:A外+A非保内=ΔE→机械能守恒:ΔE=0条件A外+A 非保内=07. 理想气体状态方程:或P=nkT(n=N/V,k=R/N0)8. 能量均分原理:在平衡态下,物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能,其大小都为kT/2。
克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。
开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用的功而不产生其它影响。
实质:在孤立系统内部发生的过程,总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的状态进行。
亦即在孤立系统内部所发生的过程总是沿着无序性增大的方向进行。
9. 热力学第一定律:ΔE=Q+A10.热力学第二定律:孤立系统:ΔS>0(熵增加原理)11. 库仑定律:(k=1/4πε0)12. 高斯定理: (静电场是有源场)→无穷大平板:E=σ/2ε013. 环路定理: (静电场无旋,因此是保守场)θ2Ir P o Rθ1I14. 毕奥—沙伐尔定律:直长载流导线:无限长载流导线:载流圆圈:,圆弧:电磁学1. 定义:= /q0 单位:N/C =V/mB=Fmax/qv;方向,小磁针指向(S→N);单位:特斯拉(T)=104高斯(G) ① 和:=q( + × )洛仑兹公式②电势:电势差:电动势: ( )③电通量:磁通量:磁通链:ΦB=NφB单位:韦伯(Wb)Θ ⊕-q +qS④电偶极矩: =q 磁矩: =I =IS⑤电容:C=q/U 单位:法拉(F)乘自感:L=Ψ/I 单位:亨利(H)乘互感:M=Ψ21/I1=Ψ12/I2 单位:亨利(H)⑥电流:I = ; 乘位移电流:ID =ε0 单位:安培(A)⑦乘能流密度:2. 实验定律① 库仑定律:②毕奥—沙伐尔定律:③安培定律:d =I ×④电磁感应定律:ε感= –动生电动势:感生电动势: ( i为感生电场)乘⑤欧姆定律:U=IR( =ρ )其中ρ为电导率3. 乘定理(麦克斯韦方程组)电场的高斯定理: ( 静是有源场)( 感是无源场)磁场的高斯定理: ( 稳是无源场)( 感是无源场)电场的环路定理: (静电场无旋)(感生电场有旋;变化的磁场产生感生电场)安培环路定理: (稳恒磁场有旋)(变化的电场产生感生磁场)4. 常用公式①无限长载流导线:螺线管:B=nμ0I② 带电粒子在匀强磁场中:半径周期磁矩在匀强磁场中:受力F=0;受力矩③电容器储能:Wc= CU2 乘电场能量密度:ωe= ε0E2 电磁场能量密度:ω= ε0E2+ B2乘电感储能:WL= LI2 乘磁场能量密度:ωB= B2 电磁场能流密度:S=ωV④ 乘电磁波:C= =3.0×108m/s 在介质中V=C/n,频率f=ν=波动学大学物理电磁学公式总结2概念(2113定义和相关公式)1. 位置矢量:,其5261在直角坐标系中: ; 角位置:4102θ16532. 速度:平均速度:速率: ( )角速度:角速度与速度的关系:V=rω3. 加速度:或平均加速度:角加速度:在自然坐标系中其中(=rβ),(=r2 ω)4. 力: =m (或 = ) 力矩: (大小:M=rFcosθ方向:右手螺旋法则)5. 动量:,角动量: (大小:L=rmvcosθ方向:右手螺旋法则)6. 冲量:(= Δt);功: (气体对外做功:A=∫PdV)mg(重力) → mgh-kx(弹性力) → kx2/2F= (万有引力) → =Ep(静电力) →7. 动能:mV2/28. 势能:A保= –ΔEp不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同,在默认势能零点的情况下:机械能:E=EK+EP9. 热量:其中:摩尔热容量C与过程有关,等容热容量Cv与等压热容量Cp之间的关系为:Cp= Cv+R10. 压强:11. 分子平均平动能: ;理想气体内能:12. 麦克斯韦速率分布函数: (意义:在V附近单位速度间隔内的分子数所占比率)13. 平均速率:方均根速率: ;最可几速率:14. 熵:S=KlnΩ(Ω为热力学几率,即:一种宏观态包含的微观态数)15. 电场强度: = /q0 (对点电荷: )16. 电势: (对点电荷 );电势能:Wa=qUa(A= –ΔW)17. 电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU2/2;电场能量密度ωe=ε0E2/218. 磁感应强度:大小,B=Fmax/qv(T);方向,小磁针指向(S→N)。
(完整版)电磁学公式大全电磁学公式大全麦克斯韦方程组1. 麦克斯韦第一方程(电场定律):$$\nabla \cdot \vec{E} =\frac{\rho}{\varepsilon_0}$$2. 麦克斯韦第二方程(磁场定律):$$\nabla \cdot \vec{B} =0$$3. 麦克斯韦第三方程(法拉第电磁感应定律):$$\nabla \times \vec{E} = -\frac{\partial \vec{B}}{\partial t}$$4. 麦克斯韦第四方程(安培环路定律):$$\nabla \times \vec{B} = \mu_0 \vec{J} + \mu_0 \varepsilon_0 \frac{\partial \vec{E}}{\partial t}$$电场与磁场相关公式1. 电场强度:$$\vec{E} = -\nabla V$$2. 静电场中的库仑定律:$$\vec{F} = q\vec{E}$$3. 磁场强度:$$\vec{B} = \nabla \times \vec{A}$$4. 安培力定律:$$\vec{F} = q(\vec{E} + \vec{v} \times\vec{B})$$电磁波相关公式1. 电磁波速度:$$v = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \varepsilon_0}}$$2. 电磁波的频率和波长关系:$$v = \lambda f$$3. 电磁波的能量:$$E = hf$$4. 电磁波的功率密度:$$P = \frac{I}{\Delta S}$$光学相关公式1. 光速:$$c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \varepsilon_0}}$$2. 折射定律:$$\frac{\sin \theta_1}{\sin \theta_2} =\frac{v_2}{v_1} = \frac{\lambda_1}{\lambda_2}$$3. 平面镜成像公式:$$\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} +\frac{1}{d_i}$$4. 薄透镜成像公式:$$\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} +\frac{1}{d_i}$$以上为电磁学公式大全,希望对您有所帮助。
第十三章 电场1、库仑定律:F=kQq/r²2、电场强度:E=F/q3、点电荷电场强度:E=kQ/r²4、匀强电场:E=U/d5、电势能:E ₁ =qφ6、 电势差:U ₁₂=φ₁-φ₂7、静电力做功:W ₁₂=qU ₁₂8、电容定义式:C=Q/U 9、电容:C=εS/4πkd10、带电粒子在匀强电场中的运动:1)加速匀强电场: 动能定理的应用,合外力所做的功———(电场力所做的功,等于动能的变化量):1/2*mv t ² - 1/2*mv 0² =qU当初速度为零时: 1/2*mv t ²2)偏转匀强电场: 类平抛的应用右侧两种情况运动时间:t=x/v ₀ y 向加速度:a=qU/mdy 向位移:y=1/2*at ₂ =1/2*(qU/md)*(x/v ₀)₂偏转角:tanθ=v ⊥/v ₀=qUx/md(v ₀)²11、带电体:带电小球或带电液滴,据具体题意研究,可能会应用以下一种或几种方式:进行受力分析、动能定理应用、动量守恒的应用等等第十四章 恒定电流1、欧姆定律:I=U/R2、串联电路: 电流:I ₁ =I ₂ =I ₃ = ……电压:U =U ₁ +U ₂ +U ₃ + ……3、并联电路: 电压:U ₁=U ₂=U ₃= ……电流:I =I ₁+I ₂+I ₃+ ……4、电阻串联:R =R ₁+R ₂+R ₃+ ……5、电阻并联:1/R =1/R ₁+1/R ₂+1/R ₃+ ……6、焦耳定律:Q=I² Rt热功率: P=I² R7、电功:W=UIt电功率:P=UI8、电阻定律:R=ρl/S9、闭合电路欧姆定律:ε=I(R+r) ε=U 外+U 内第十五章 磁场1、安培力:F=ILBsinθ θ---磁感应强度与电流方向夹角。
2、洛仑兹力:F=qvB F 必垂直于B,v ,但B 不一定垂直于v 。
3、带电粒子做匀速圆周运动的向心力:qvB=mv2/rr=mv/qBT=2πm/qB(T=2πr/v θ/2π=t/T) t--带电粒子在磁场中的运动时间4、回旋加速(电磁场复合):在电场中加速:初速度为零进入电场后:适用动能定理 1/2*mv1² =qU V1² =2qU/m 在磁场中做匀速圆周运动符合洛仑兹力公式。
电磁学的三大定律电磁学的三大定律是电磁学的基石,它们分别是库仑定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
这三大定律揭示了电磁场中电荷和电流之间的相互作用关系,是电磁学研究的重要基础。
下面将对这三大定律进行详细介绍。
库仑定律描述了电荷之间的相互作用力。
它的表达式为"F=k*q1*q2/r^2",其中F表示电荷之间的作用力,k为库仑常数,q1和q2分别表示两个电荷的大小,r表示两个电荷之间的距离。
库仑定律告诉我们,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引,并且它们之间的作用力与它们之间的距离的平方成反比。
接下来是法拉第电磁感应定律。
法拉第电磁感应定律描述了磁场中变化的磁通量对电路中的电流的感应作用。
它的表达式为"ε=-dΦ/dt",其中ε表示感应电动势,dΦ/dt表示磁通量的变化率。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场中的磁通量发生变化时,会在电路中产生感应电动势,从而驱动电流的产生。
最后是安培环路定律。
安培环路定律描述了磁场中的磁感应强度与电流之间的关系。
它的表达式为"B=(μ0/4π)*∫(I*dL/r^2)",其中B 表示磁感应强度,μ0为真空中的磁导率,I表示电流,dL表示电流元素的长度,r表示电流元素到观察点的距离。
根据安培环路定律,电流会产生磁场,而磁感应强度与电流的大小和形状有关。
这三大定律共同构成了电磁学的基础理论,它们揭示了电磁场中电荷和电流之间的相互作用关系。
通过这些定律,我们可以理解电荷和电流在电磁场中的行为,并且可以应用于电磁学的各个领域,如电磁感应、电磁波传播等。
电磁学的三大定律不仅在理论研究中起着重要作用,而且在工程应用中也发挥着重要作用。
例如,在电力系统中,我们可以根据安培环路定律来计算电流产生的磁场,从而设计合适的电磁屏蔽装置;在电磁感应中,我们可以根据法拉第电磁感应定律来设计电磁感应传感器,用于测量磁场的变化。
电磁学的三大定律是电磁学的基础,它们分别是库仑定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
电磁学公式大全电磁学公式(集锦,不完整):注意所有物理量的单位、矢量性和物理意义!注意所有公式使用条件!(钦波拜托你了~~最好每个物理量都说一下)一、电场库仑定律:■F=kQ1Q2/r2电场强度:■E=F/q(定义式)■E=kQ/r2■E=U/d电容:■C=Q/U(定义式)■C=εS/4πkd电势(能)■W AB=qU AB(E=qU)■U AB=φA-φB■电子偏转■电容器辅助工具:1.运动学公式:s=v0t+at2/2v t=v0+atv t2-v02=2as2.受力分析!!二、恒定电流闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r)路端电压:U=E-Ir电阻串联:R=R1+R2+R3+….Rn电阻并联:1/R=1/R1+1/R2+…..1/Rn功率:P=UI=I2R=U2/R=W/t做功(发热)Q=W=Pt=UIt=I2Rt=U2 t /R电流(定义)I=Q/t(Q是通过的电荷量,可理解为I=q/t)■一般做法:计算前先用额定值计算电阻(E.g.灯泡“220V,30A”)■电路化简■改装电表三、磁场磁感应强度(定义式)B=F/IL(注意垂直性) 磁通量Φ=BSsinθ(注意θ是哪个角??)安培力F=BIl sinθ(注意θ是哪个角??)洛伦兹力F=qvB■左手定则■安培定则(右手螺旋定则)■质谱仪■回旋加速器■电磁流量计辅助工具:匀速圆周运动:F=mv2/r=mrw2v=rwT=2π/w=1/f四、电磁感应法拉第电磁感应定律E=nΔφ/Δt (注意Δφ)楞次定律:阻碍动生电动势:E=Blvcosθ(注意θ是哪个角??注意方向的变化)■右手定则■(反电动势)辅助工具:恒定电流一章闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r)还是受力分析记得分段考虑(自由落体---进入磁场----出磁场)等五、交变电流电压:e=NBSwsin(wt+φ)=E m sin(wt+φ)电流:i=e/(R+r)= (NBSw/(R+r))sin(wt+φ) =I m sin(wt+φ)有效值:I=0.707Im, E=0.707Em变压器:U1:U2=n1:n2=I2:I1(P1=P2+P3+…)■算发热,功,功率,用有效值■算电量等,用平均值■电容:通交阻直■电感:通直阻交。
电磁学的三大基本定律
第一定律,即库仑定律,描述了电荷间相互作用的力。
如果两个电荷分别为Q1和Q2,它们之间的力F可以由下式计算得出:
F=k(Q1Q2)/r^2 。
其中k是库仑常数,r是两个电荷之间的距离。
第二定律,即安培定律,描述了电流周围的磁场。
安培定律表明,电流I通过一条导线时,导线周围会产生一个磁场B,其大小与电流强度成正比。
即B=μ0(I/2πr)。
其中μ0是真空磁导率,r是导线与测量点之间的距离。
第三定律,即法拉第电磁感应定律,描述了磁场和电场之间的相互作用。
当磁场变化时,会在导体中引起电场的变化,从而引起感应电流的产生。
法拉第电磁感应定律表明,感应电动势E的大小与磁场的变化率成正比。
即E=-dΦ/dt。
其中Φ是磁通量,t是时间。
这三大基本定律为电磁学提供了基础理论框架,对于电磁场的产生、传播、相互作用及其在电子学、通讯、能源等领域的应用具有重要意义。
- 1 -。
电磁学主要公式、定理、定律 一. 电场
1.库仑定律:212
q q F K
r =
2.电场强度定义式:F E q
=
3.点电荷电场强度决定式:2
Q E K r = 4.电势定义式:P
E q
ϕ=
5.两点间电势差:AB A B U ϕϕ=-
6.场强与电势差的关系式:AB U Ed = (只适用于匀强电场)
7.电场力移动电荷做功:AB W U q =⋅
8平行板电容器电容定义式:Q
C U =
(U 就是电势差AB U ) 9.平行板电容器电容决定式:4S
C Kd
επ= ( 式中,ε为介质的介电常数,S 为两板正对面积,
K 为静电力恒量,d 为板间距离)
10.带电粒子在匀强电场中被加速:21
2mv qU =
11.带电粒子在匀强电场中偏转:2
2
02qL U
y mv d = (U 为两板间电压) 二.恒定电流
1.电流强度定义式:q
I t
= 2.电流微观表达式:I nqSv = (其中n 为单位
体积内
的自由
电荷数,q 为每个电荷的电量值,S 为导体的横截面积,v 为 自由电荷定向移动速率。
) 3.电动势定义式:W
E q
=
(W 为非静电力移送电荷做的功,q 为被移送的电荷量) 4.导线电阻决定式:L
R S
ρ
= ( 式中ρ为电阻率,由导线材料、温度决定,L 为导线长,S
为导线横截面积。
)
5.欧姆定律:U
I R
=
(只适用于金属导电和电解液导电的纯电阻电路,对含电动机、电解槽 的非纯电阻电路,气体导电和半导体导电不适用) 6.串联电路: (1) 总电阻 12......R R R =++总 (2) 电流关系 123.....I I I I ===
(3) 电压关系 123......U U U U =++总 7.并联电路:
(1)总电阻
123
1111......R R R R =+++总 ①只有两个电阻并联时用 12
12
R R R R R =
+总 更方便快捷;
②若是n 个相同的电阻并联。
可用1
=R R n
总
(2) 电流关系 123=......I I I I +++总 (3) 电压关系 123=......U U U U ===总
8.电功的定义式:W qU UIt == ( 在纯电阻电路中 ,2
2
U W UIt I Rt t R
===) 9.电功率定义式:W P UI t
== ( 在纯电阻电路中 , 22
U P I R R ==)
10.焦耳定律(电热计算式):2Q I Rt = 11.电热与电功的关系 :
(1)在纯电电路中,W Q =
(2)在非纯电阻电路中 W qU UIt == >Q 2I Rt = 12.电功率定义式:W
P t
=
13.电功率通用式:W P t
= 和 P UI = (对纯电阻电路,22
W U P UI I R t R ====)
14.闭合电路欧姆定律:E
I R r
=+ (变形:E U U =+外内 ;E IR Ir =+; E U Ir =+外) 三. 磁场
1. 磁感应强度定义式:F
B IL
= (F 是通电直导线受到磁场的作用力---安培力, I 和 L 分别为通电电流值和导线长。
)
2. 通电导线在磁场中受得到的力---安培力计算式:F BIL = (B I ⊥)
3.磁通量:=BS φ (B S ⊥)
4.运动电荷在磁场中受到的力---洛伦兹力: (1)大小:F Bqv = (B v ⊥)
(2)方向: 由“左手定则”判断
5. 带点粒子在匀强磁场中的运动:
(1)v ∥ B 粒子不受力,保持匀速前进
(2)v ⊥B 粒子受力,但是力不改变粒子速率,粒子做匀速圆周运动: 2
v Bqv m R
=
① 半径 mv R Bq =
② 周期 2m
T Bq
π=
四. 电磁感应
1. 产生感应电流的条件:只要穿过闭合闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就
有感应电流产生,即: (1) 电路要闭合;
(2) 穿过闭合电路的磁通量要发上变化;
(3) 电路不闭合,虽然没有电流,但是有感应电动势E 产生,产生感应电动势的那
部分导体相当于电源。
2. 感应电流方向的判断方法:
(1) 楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
① 此方法最适合于闭合导体磁通量变化的情况,即“感生电动势”
② 对“阻碍”的理解—增反减同,来拒去留,增缩减扩。
(2) 右手定则
① 此方法最适合于有“明显切割”的情况,即“动生电动势” 3. 感应电动势大小的计算——法拉第电磁感应定律
(1) 文字表达:感应电动势的大小,跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比。
(2) 计算公式:
① E n t
φ
∆=∆ (多用于回路磁通量变化时,求E 的平均值也用它)
② E=BLv (B L v 三者要互相垂直。
最适用于导线切割磁力线运动情况。
求
E 的瞬时值也用它)
4. 通过导体截面电荷量的计算式:q n R r
φ
=+ (注意,电荷量与时间无关)
5.特殊的电磁感应现象:
(1) 互感:两个彼此绝缘的电路的电磁感应现象。
(2) 自感:自身电流发生变化而产生的电磁感应现象。
(自感系数L 由线圈的匝数、截面、长短和铁芯决定) (3) 涡流:块状金属在变化的磁场中产生的环状感应电流。
五. 交流电
1. 正弦交流电的产生:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀角速度转动。
(1) 中性面位置,B S ⊥ , φ最大,
0t
φ= ,0E =
(2) 转过900后,B ∥S , 0φ= , E 为最大值:m E nBS ω= 2.交流电的几个值:
(1)最大值(也叫峰值)表达式m E nBS ω= (2)瞬时值表达式:(从中性面开始计时)
sin m e E t ω=
sin m i I t ω= sin m u U t ω=
(3)有效值(交流电表所指,电器所标,平时所说,都指“有效值” ;计算交流电
做功,电功率,电热,也都要用“有效值”。
)
m E E =
m U =
m I I =
注意:这种关系只适用于正弦交流电!
(4)平均值:E N t φ
= ( 绝对不能用 122E E +)
(5)通过导体截面的电荷量: q N
R r
φ
=+
3. 交流电路中的电容和电感
(1) 电容 (在交流电路中有容抗)——隔直通交;阻低通高; (2) 电感 (在交流电路中有感抗)——通直阻交;通低阻高;
4. 理想变压器相关公式:
(1)
11
22U n U n = (2)
12
21
I n I n = ① 该式只适用于只有一个副线圈的情况;
② 若有多个副线圈, 其计算式为:123.....P P P P === 即
112233.......n n I U I U I U I U =+++
(3) =P P 入出
(4) 输电功率损失 2P I r = (r 为输电线总电阻) (5) 输电电压损失 U I =r (r 为输电线总电阻)。