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 =

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：（电阻R的大小与U和I无关）

决定式：R = ρ （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=R1+R2+R3 +……+Rn

并联：

4、欧姆定律：

（1）部分电路欧姆定律（只适用于纯电阻电路）：

（2）闭合电路欧姆定律：I =

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－Ir =（当R=r时，P出取最大值，为）

损耗功率：

电源效率： = =

5、电功和电功率：

电功：W=UIt 电功率：P=UI

电热：Q= 热功率：P热=

对于纯电阻电路： W= Q UIt= U =

对于非纯电阻电路： W Q UIt U （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 为试探电荷，场强的大小与q无关）

点电荷电场的场强： E =（Q为场源电荷）

匀强电场的场强：E =（d 为沿场强方向的距离）

2、电场的能的性质：

电势差： U = （或 W = U q ）

UAB = φA−φB

电场力做功与电势能变化的关系：W = − EP

（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是指每个极板所带电荷量的绝对值。）

决定式：C＝

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=mv2 − 0

②偏转：（类平抛） x= vo t vx = vo

y =a t2 vy= a t

a = tanθ=

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 =

可得： r = , T= (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：

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。qvm B=m

②质谱仪(同位素荷质比和质量的测定)

加速电场：

磁场：

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，

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,

则磁流体发电机的电动势。

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

I＝nqsv

整理后，得： 令 ，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：

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 =

（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 = Em sinωt ,

Em = nBSω

2、正弦式交流电的四个值：

（1）峰值：Em=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（BS）开始计时：e=Emsinωt

从垂直中性面（B//S）开始计时，e=Emcosωt（：指转过的角度）

（3）平均值：利用求解，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：P1 = P2 （2）电压：

（3）电流：如果只有一个副线圈 ： 若有多个副线圈：n1I1= n2I2 + n3I3

电磁场和电磁波

1、电磁振荡（LC回路）的周期：T = 2π

2、麦克斯韦的电磁场理论

（1）变化的磁场（电场）能够在周围空间产生电场（磁场）；

（2）均匀变化的磁场（电场）能够在周围空间产生稳定的电场（磁场）；

（3）振荡的磁场（电场）能够在周围空间产生同频率的振荡电场（磁场）；

可以证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。

3、电磁波：

变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。

（1）电磁波是横波。在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。

（2）电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。

在真空中的波速为c=3.0×108m/s。

（3）波速和波长、频率的关系：c＝λf

注意：麦克斯韦预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光速c，

后由赫兹用实验证实了电磁波的存在。

高中物理电磁学知识总结