高中物理选修3-1公式61296

高中物理选修 3 1 公式 电磁学常用公式 库仑定律 F kQq r 电场强度 E F q 点电荷电场强度 E kQ r 匀强电场 E U d 电势能 E q 电势差 U 静电力做功 W qU 电容定义式 C Q U 电容 C S 4 kd 带电粒子在匀强电场中的运动 加速匀强电场 1 2 mv qU v 2qU m 偏转匀强电场 运动时间 t x v 垂直加速度 a qU md 垂直位移 y 1 2 at 1 2 qU md x v 偏转角 v v qUx md v 微观电流 I nesv 电源非静电力做功 W q 欧姆定律 I U R 串联电路 电流 I I I 电压 U U U U 并联电路 电压 U U U 电流 I I I I 电阻串联 R R R R 电阻并联 1 R 1 R 1 R 1 R 焦耳定律 Q I Rt P I R P U R 电功率 W UIt 电功 P UI 电阻定律 R l S 全电路欧姆定律 I R r U 外 U 内 安培力 F ILBsin 磁通量 BS 电磁感应 感应电动势 E n t 导线切割磁感线 S lv t E Blv sin 感生电动势 E L I t 高中物理电磁学公式总整理 电子电量为 库仑 Coul 1Coul 电子电量 一 静电学 1 库仑定律 描述空间中两点电荷之间的电力 由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律 2 点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场 导体表面电场方向与表面垂直 电力线的切线方向为电场方向 电力线越密集电场强度越 大 平行板间的电场 3 点电荷或均匀带电球体间之电位能 本式以以无限远为零位面 4 点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位 导体内部为等电位 接地之导体电位恒为零 电位为零之处 电场未必等于零 电场为零之处 电位未必等于零 均匀电场内 相距 d 之两点电位差 故平行板间的电位差 5 电容 为储存电荷的组件 C 越大 则固定电位差下可储存的电荷量就越大 电容本身 为电中性 两极上各储存了 q 与 q 的电荷 电容同时储存电能 a 球状导体的电容 本电容之另一极在无限远 带有电荷 q b 平行板电容 故欲加大电容之值 必须增大极板面积 A 减少板间距离 d 或改变板间 的介电质使 k 变小 二 电路学 1 理想电池两端电位差固定为 实际电池可以简化为一理想电池串连内电阻 r 实际电池 在放电时 电池的输出电压 故输出之最大电流有限制 且输出电压之最大值等于电动势 发生在输出电流 0 时 实际电池在充电时 电池的输入电压 故输入电压必须大于电动势 2 若一长度 d 的均匀导体两端电位差为 则其内部电场 导线上没有电荷堆积 总带电 量为零 故导线外部无电场 理想导线上无电位降 故内部电场等于 0 3 克希荷夫定律 a 节点定理 电路上任一点流入电流等于流出电流 b 环路定理 电路上任意环路上总电位升等于总电位降 三 静磁学 1 必欧 沙伐定律 描述长 的电线在 处所建立的磁场 磁场单位 MKS 制为 Tesla CGS 制为 Gauss 1Tesla 10000Gauss 地表磁场约为 0 5Gauss 从南极指向北极 由必欧 沙伐定律经过演算可推出安培定律 2 重要磁场公式 无限长直导线磁场 长 之螺线管内之磁场 半径 a 的线圈在轴上 x 处产生的磁场 在圆心处 x 0 产生的磁场为 3 长 之载流导线所受的磁力为 当 与 B 垂直时 两平行载流导线单位长度所受之力 电流方向相同时 导线相吸 电流方向相反时 导线 相斥 4 电动机 马达 内的线圈所受到的力矩 其中 A 为面积向量 大小为线圈面积 方向 为线圈面的法向量 以电流方向搭配右手定则来决定 5 带电质点在磁场中所受的磁力为 a 若该质点初速与磁场 B 平行 则作等速度运动 轨迹为直线 b 若该质点初速与磁场 B 垂直 则作等速率圆周运动 轨迹为圆 回转半径 周期 c 若该质点初速与磁场 B 夹角 该质点作螺线运动 与磁场平行的速度分量 大小与方向 皆不改变 而与磁场平行的速度分量 大小不变但方向不停变化 呈等速率圆周运动 其中 回转半径 周期 与 b 相同 螺距 速度选择器 让带电粒子通过磁场与电场垂直的空间 则其受力 当 时该粒子受力为零 作等速度运动 质普仪的基本原理是利用速度选择器固定离子的速度 再将同素的离子打入均匀磁场中 量测其碰撞位置计算回转半径 求得离子质量 6 磁场的高斯定律 即封闭曲面上的磁通量必为零 代表磁力线必封闭 无磁单极的存在 磁铁外的磁力线由 N 极出发 终于 S 极 磁铁内的磁力线由 S 极出发 终于 N 极 四 感应电动势与电磁波 1 法拉地定律 感应电动势 注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量 感应电动势造成的感应电流之方向 会使得线圈受到的磁力与外力方向相反 2 长度 的导线以速度 v 前进切割磁力线时 导线两端两端的感应电动势 若 v B 互 相垂直 则 3 法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法 也就是发电机的基本原理 以频率 f 转动 的发电机输出的电动势 最大感应电动势 变压器 用来改变交流电之电压 通以直流电时输出端无电位差 又理想变压器不会消耗能量 由能量守恒 故 4 十九世纪中马克士威整理电磁学 得到四大公式 分别为 a 电场的高斯定律 b 法拉地定律 c 磁场的高斯定律 d 安培定律 马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念 修正了安