高中物理選修3-1公式
高中物理選修3-1公式
電磁學常用公式庫侖定律:F=kQq/r電場強度:E=F/q點電荷電場強度:E=kQ/r勻強電場:E=U/d電勢能:E=qφ電勢差:U=φ-φ靜電力做功:W=qU電容定義式:C=Q/U電容:C=εS/4πkd
帶電粒子在勻強電場中的運動加速勻強電場:1/2*mv=qUv=2qU/m偏轉(zhuǎn)勻強電場:運動時間: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)偏轉(zhuǎn)角:θ=v⊥/v=qUx/md(v)微觀電流:I=nesv電源非靜電力做功:W=εq歐姆定律:I=U/R串聯(lián)電路
電流:I=I=I=……電壓:U=U+U+U+……并聯(lián)電路
電壓:U=U=U=……電流:I=I+I+I+……電阻串聯(lián):R=R+R+R+……電阻并聯(lián):1/R=1/R+1/R+1/R+……焦耳定律:Q=IRtP=IRP=U/R
電功率:W=UIt電功:P=UI電阻定律:R=ρl/S全電路歐姆定律:ε=I(R+r)ε=U外+U內(nèi)安培力:F=ILBsinθ磁通量:Φ=BS電磁感應
感應電動勢:E=nΔΦ/Δt導線切割磁感線:ΔS=lvΔtE=Blv*sinθ
感生電動勢:E=LΔI/Δt
高中物理電磁學公式總整理
電子電量為庫侖(Coul),1Coul=電子電量。一、靜電學
1.庫侖定律,描述空間中兩點電荷之間的電力,,
由庫侖定律經(jīng)過演算可推出電場的高斯定律。2.點電荷或均勻帶電球體在空間中形成之電場,
導體表面電場方向與表面垂直。電力線的切線方向為電場方向,電力線越密集電場強度越大。平行板間的電場
3.點電荷或均勻帶電球體間之電位能。本式以以無限遠為零位面。4.點電荷或均勻帶電球體在空間中形成之電位。導體內(nèi)部為等電位。接地之導體電位恒為零。
電位為零之處,電場未必等于零。電場為零之處,電位未必等于零。
均勻電場內(nèi),相距d之兩點電位差。故平行板間的電位差。
5.電容,為儲存電荷的組件,C越大,則固定電位差下可儲存的電荷量就越大。電容本身為電中性,兩極上各儲存了+q與-q的電荷。電容同時儲存電能,。a.球狀導體的電容,本電容之另一極在無限遠,帶有電荷-q。
b.平行板電容。故欲加大電容之值,必須增大極板面積A,減少板間距離d,或改變板間的介電質(zhì)使k變小。
二、電路學
1.理想電池兩端電位差固定為。實際電池可以簡化為一理想電池串連內(nèi)電阻r。實際電池在放電時,電池的輸出電壓,故輸出之最大電流有限制,且輸出電壓之最大值等于電動勢,發(fā)生在輸出電流=0時。
實際電池在充電時,電池的輸入電壓,故輸入電壓必須大于電動勢。
2.若一長度d的均勻?qū)w兩端電位差為,則其內(nèi)部電場。導線上沒有電荷堆積,總帶電量為零,故導線外部無電場。理想導線上無電位降,故內(nèi)部電場等于0。3.克希荷夫定律
a.節(jié)點定理:電路上任一點流入電流等于流出電流。b.環(huán)路定理:電路上任意環(huán)路上總電位升等于總電位降。
三、靜磁學
1.必歐-沙伐定律,描述長的電線在處所建立的磁場,,
磁場單位,MKS制為Tesla,CGS制為Gauss,1Tesla=10000Gauss,地表磁場約為0.5Gauss,從南極指向北極。
由必歐-沙伐定律經(jīng)過演算可推出安培定律2.重要磁場公式
無限長直導線磁場長之螺線管內(nèi)之磁場
半徑a的線圈在軸上x處產(chǎn)生的磁場,在圓心處(x=0)產(chǎn)生的磁場為
3.長之載流導線所受的磁力為,當與B垂直時
兩平行載流導線單位長度所受之力。電流方向相同時,導線相吸;電流方向相反時,導線相斥。
4.電動機(馬達)內(nèi)的線圈所受到的力矩,。其中A為面積向量,大小為線圈面積,方向為線圈面的法向量,以電流方向搭配右手定則來決定。
5.帶電質(zhì)點在磁場中所受的磁力為,
a.若該質(zhì)點初速與磁場B平行,則作等速度運動,軌跡為直線。
b.若該質(zhì)點初速與磁場B垂直,則作等速率圓周運動,軌跡為圓。回轉(zhuǎn)半徑,周期。c.若該質(zhì)點初速與磁場B夾角,該質(zhì)點作螺線運動。與磁場平行的速度分量大小與方向皆不改變,而與磁場平行的速度分量大小不變但方向不停變化,呈等速率圓周運動。其中,回轉(zhuǎn)半徑,周期,與b.相同,螺距。
速度選擇器:讓帶電粒子通過磁場與電場垂直的空間,則其受力,當時該粒子受力為零,作等速度運動。
質(zhì)普儀的基本原理是利用速度選擇器固定離子的速度,再將同素的離子打入均勻磁場中,量測其碰撞位置計算回轉(zhuǎn)半徑,求得離子質(zhì)量。
6.磁場的高斯定律,即封閉曲面上的磁通量必為零,代表磁力線必封閉,無磁單極的存在。磁鐵外的磁力線由N極出發(fā),終于S極,磁鐵內(nèi)的磁力線由S極出發(fā),終于N極。
四、感應電動勢與電磁波
1.法拉地定律:感應電動勢。注意此處并非計算封閉曲面上之磁通量。感應電動勢造成的感應電流之方向,會使得線圈受到的磁力與外力方向相反。
2.長度的導線以速度v前進切割磁力線時,導線兩端兩端的感應電動勢。若v、B、互相垂直,則
3.法拉地定律提供將機械能轉(zhuǎn)換成電能的方法,也就是發(fā)電機的基本原理。以頻率f轉(zhuǎn)動的發(fā)電機輸出的電動勢,最大感應電動勢。
變壓器,用來改變交流電之電壓,通以直流電時輸出端無電位差。,又理想變壓器不會消耗能量,由能量守恒,故4.十九世紀中馬克士威整理電磁學,得到四大公式,分別為a.電場的高斯定律
b.法拉地定律
c.磁場的高斯定律
d.安培定律
馬克士威由法拉地定律中變動磁場會產(chǎn)生電場的概念,修正了安培定律,使得變動的電場會產(chǎn)生磁場。
e.馬克士威修正后的安培定律為
a.、b.、c.和修正后的e.稱為馬克士威方程式,為電磁學的基本方程式。由馬克士威方程式,預測了電磁波的存在,且其傳播速度。。十九世紀末,由赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波的存在。勞侖茲力。
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選修3-1公式
第一章、電場
1、電荷先中和后均分:q2、庫侖定律:Fkq1q2q1q2(帶正負號)215、平行板電容器的電容:CS
4kd
第二章、電路
1、電阻定律:Rl(l叫電阻率)
Sr2922
(k=9.0×10N〃m/C,r為點電荷球心間的距
(不帶正負號)
2、串聯(lián)電路電壓的分配:與電阻成正比
U1R1R1離)
3、電場強度定義式:EFq
場強的方向:正檢驗電荷受力的方向.4、點電荷的場強:EAkQr(Q為場源電量)
A25、電場力做功:WABqUAB(帶正負號)6、電場力做功與電勢能變化的關系:W電EP7、電勢差的定義式:UWABABq(帶正負號)8、電勢的定義式:WAAPq(帶正負號)(P代表零勢點或無窮遠處)
9、電勢差與電勢的關系:UABAB
10、勻強電場的電場強度與電勢差的關系:
EUd(d為沿場強方向的距離)
11、初速度為零的帶電粒子在電場中加速:
v2qUm12、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn):
加速度aqUmd
偏轉(zhuǎn)量yqUl22mdv2
0偏轉(zhuǎn)角tanqUlmdv
0213、初速度為零的帶電粒子在電場中加速并偏轉(zhuǎn):qU2l2U2l2y2md2qU4dU
11m14、電容的定義:CQU單位:法拉FU,U2R21RU
1R總23、并聯(lián)電路電流的分配:與電阻成反比I1R2RI,I12I干
2R1R1R24、串聯(lián)電路的總電阻:R串R1R2(nR)5、并聯(lián)電路的總電阻:R1R2并RR(Rn)1R26、I-U伏安特性曲線的斜率:ktan1R
7、部分電路歐姆定律:IUR
8、閉合電路歐姆定律:IERr
9、閉合電路的路端電壓與輸出電流的關系:UEIr
10、電源輸出特性曲線:
電動勢E:等于U軸上的截距
內(nèi)阻r:直線的斜率rtanEI
短11、多用電表:
若將電壓表量程擴大n倍,需R串(n1)Rg若將電流表量程擴大n倍,需R并Rgn19、帶電粒子在磁場中的圓周運動:半徑:rmv
qB周期:T2m(與v無關)
qB10、速度選擇器選出粒子的速度:vE
BE歐姆表:調(diào)零IgE,測量Ix
R內(nèi)R內(nèi)Rx12、電功(電能):WUItPt
對于純電阻WPtUItI2RtUt
R13、電功率:PWUI
t211、磁流體發(fā)電機的電動勢:EBvd
(d為極板間的距離)
對于純電阻PWUII2RU
tR14、電熱:QI2Rt15、熱功率:P熱I2R
16、閉合電路中的電功率:EIU外IU內(nèi)I17、電源輸出的最大電功率:
2當Rr時,輸出功率最大,P出E
4r218、電源的效率:P出UIURP總EIERr
第三章、磁場
1、磁場的方向:小磁針靜止時N極的指向
2、安培定則:判斷直線電流、環(huán)形電流、通電螺
線管的方向。3、磁感應強度:BF單位:特斯拉T
Il4、安培力:FBILsin(θ為B和L的夾角)安培力的方向判斷:左手定則
5、磁通量:BSsin單位:韋伯Wb(θ為B和S的夾角,即線和面的夾角)6、力矩:MFL(L為力F的力臂)7、通電矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的
軸旋轉(zhuǎn)的磁力矩:
MnBISsin(θ為B和S法線的夾角)最大磁力矩:MnBIS8、洛倫茲力:fqvBsin(θ為B和v的夾角)
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