高中物理电磁学知识总结

高中物理电磁学公式、规律汇总

稳恒电流

1、电流：（电荷的定向移动形成电流）

定义式： I = Q t

微观式： I = nesv ，（n 为单位体积内的电荷数，v 为自由电荷定向移动的速率。） （说明：将正电荷定向移动的方向规定为电流方向。

在电源外部，电流从正极流向负极；在电源内部，电流从负极流向正极。）

2、电阻： 定义式：R U I

=（电阻R 的大小与U 和I 无关） 决定式：R = ρ

S L （电阻率ρ只与材料性质和温度有关，与横截面积和长度无关） 电阻串联、并联的等效电阻：

串联：R =R 1+R 2+R 3 +……+R n

并联：121111n

R R R R =++L 4、欧姆定律：

（1）部分电路欧姆定律（只适用于纯电阻电路）：

I U R

= （2）闭合电路欧姆定律：I =

E R r + ①路端电压： U = E －I r = IR

②有关电源的问题：

总功率： P 总= EI

输出功率： P 总= EI －I 2r = I R 2

（当R =r 时，P 出取最大值，为2

4E r ） 损耗功率： P I r r =2

电源效率： η=P P 出

总=U E

= R R+r

5、电功和电功率：

电功：W =UIt 电功率：P =UI

电热：Q=I Rt 2 热功率：P 热=2I R

对于纯电阻电路： W= Q UIt=2I Rt U =IR

对于非纯电阻电路： W >Q UIt >I Rt 2 U >IR （欧姆定律不成立） 电场

1、电场的力的性质：

电场强度：（定义式） E = q

F （q 为试探电荷，场强的大小与q 无关） 点电荷电场的场强： E = 2

r kQ （Q 为场源电荷） 匀强电场的场强：E =

d U （d 为沿场强方向的距离） 2、电场的能的性质：

电势差： U = q

W （或 W = U q ） U AB = φA −φB

电场力做功与电势能变化的关系：W = − ∆E P

（说明：建议应用以上公式进行计算时，只代入绝对值，方向或者正负单独判断。）

3、静电平衡

(1) 处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。

(2) 处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面。

(3) 处于静电平衡状态的导体，表面上任何一点的场强方向都跟该点的表面垂直。

(4) 处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体的外表面上。

4、电容

定义式：C ＝Q U ＝ΔQ ΔU

（Q 是指每个极板所带电荷量的绝对值。） 决定式：C ＝εS 4πkd

注意：①平行板电容器充电后保持两极板与电源相连，U 不变，

②平行板电容器充电后两极板与电源断开， Q 不变

5、带电粒子在电场中的运动：

① 加速： q U

=21mv 2 − 0 ②偏转：（类平抛） x = v o t v x = v o

y =21a t 2 v y = a t a = m Eq tanθ= y x

v v 磁场

1、磁场对通电导线的作用（安培力）：F = BIL

（要求 B ⊥I ，力的方向由左手定则判定；若B ∥I ，则力的大小为零）

2、磁场对运动电荷的作用（洛仑兹力）： f= qvB

(要求v ⊥B, 力的方向也是由左手定则判定，但四指必须指向正电荷的运动方向； 若B ∥v,则力的大小为零)

3、带电粒子在磁场中运动：

当带电粒子垂直射入匀强磁场时，洛仑兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动。

即： qvB = R

v m 2

可得： r = qB

mv , T= qB m π2 (确定圆心和半径是关键) 4、带电粒子在复合场中运动

①回旋加速器

A A /上交变电压的周期为带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期：qB

T ｍπ2= 粒子获得的最大速度与回旋加速器的直径有关，直径越大，粒子的最大速度就越大。

qv m B =m 2m v R m qBR v m

=

②质谱仪(同位素荷质比和质量的测定) 加速电场：122mv qU = 磁场：2

2mv d R Bq

== ③速度选择器（正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器） 洛伦兹力和电场力平衡：qvB=Eq ，B E v =

说明： a ．这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。

b ．若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子 向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大。

若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小。

④磁流体发电机：

两极电势差达到最大值的条件f = F , 即v E B d B

==ε/, 则磁流体发电机的电动势ε=Bdv 。

⑤霍尔效应

当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板两侧会形成稳定的

电压 qvB L U q H =2 I ＝nqsv 整理后，得：nqd IB U H = 令 nq

k 1= ，因为n 为材料单位体积的带电粒子个数，q 为单个带电粒子的电荷量，它们均为常数，所以有：

＋ － － － v

U B C D E F I

d

IB k U H = 电磁感应

1、感应电流的方向判定：①导体切割磁感应线：右手定则；

②磁通量发生变化：楞次定律。

2、感应电动势的大小：

① E = BLv （要求L 垂直于B 、v ，否则要分解到垂直的方向上 ） ②E = t

n ΛΛΦ （①式常用于计算瞬时值，②式常用于计算平均值）

交变电流

1、交变电流的产生：线圈在磁场中匀速转动，

若线圈从中性面(线圈平面与磁场方向垂直)开始转动，

感应电动势瞬时值：e = E m sin ωt ,

E m = nBS ω

2、正弦式交流电的四个值：

（1）峰值：E m =nBωS ∥，出现在B //S 时刻，与线圈的形状及转轴所在的位置无关。

（2）瞬时值：从中性面（B ⊥S ）开始计时：e=E m sin ωt

从垂直中性面（B //S ）开始计时，e=E m cos ωt （t ω：指转过的角度）

（3）平均值：利用t ∆∆Φn

E =-感求解，是求解“通过导体横截面电量”的基础。 （4）“有效值”的理解：

峰值和有效值之间的

”关系仅适用于正弦式交流电。

相同时间内“热效应相等”是求解有效值的根本原则。

电压表、电流表的测量值指“有效值”，凡未作特殊说明时，一般均指“有效值”。

（注意：平均值用来求“通过导体横截面电量”，而有效值用来求“电热”。）

3、电感和电容对交流的影响：

（1）电感：通直流，阻交流；通低频，阻高频

（2）电容：通交流，隔直流；通高频，阻低频

（3）电阻：交、直流都能通过，且都有阻碍

4、变压器原理（理想变压器）：

（1）功率：P 1 = P 2 （2）电压： 1122

U n U n =