电磁学主要公式、定理、定律

L
d m v 0 q y
v 0
v y v t 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：2Q 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：（右图）
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”。

） 1
2m E E =
1
2m U U =
1
2
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 122
E 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）。