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1、-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=Qt 微观式：I=nesv，n为单位体积的电荷数，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；在电源部，电流从负极流向正极。2、电阻：定义式：RUI电阻R的大小与U和I无关 决定式：R=SL 电阻率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：121111nRRRR 4、欧姆定律：1局部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=ERr 路端电压：U=E I r=IR 有
2、关电源的问题：-总功率：P总=EI 输出功率：P总=EII2r=I R2当R=r时，P出取最大值，为24Er 损耗功率：PI rr2 电源效率：PP出总=UE=RR+r 5、电功和电功率：电功：W=UIt 电功率：P=UI 电热：Q=I Rt2 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 Rt2 UIR 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=qF q 为试探电荷，场强的大小与q无关 点电荷电场的场强：E=2rkQQ为场源电荷 匀强电场的场强：E=dUd 为沿场强方向的距离 2、电场的能的性质：电势
3、差：U=qW 或 W=Uq UAB=AB-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展计算时，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，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，其外表为一个等势面。(3)处于静电平衡状态的导体，外表上任何一点的场强方向都跟该点的外表垂直。(4)处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体的外外表上。4、电容 定义式：CQUQU Q是指每个极板所带电荷量的绝对值。决定式：CS4kd 注意：平行板电容器充电后保持两极板与电源相连，U不变，平行板电容器充电后两极板与电源断开，Q不变 5、带电粒
4、子在电场中的运动：加速：q U=21mv2 0 偏转：类平抛*=votv*=vo y=21a t2vy=at a=mEqtan=yxvv 磁场-1、磁场对通电导线的作用安培力：F=BIL 要求 BI，力的方向由左手定则判定；假设 BI，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 vB,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；假设 Bv,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=Rvm2 可得：r=qBmv ,T=qBm2 (确定圆心和半径是关键)4、带电粒子在复合
5、场中运动 盘旋加速器 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：qBT2 粒子获得的最大速度与盘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=m2mvRmqBRvm 质谱仪(同位素荷质比和质量的测定)加速电场：122mvqU-磁场：22mvdRBq 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，BEv 说明：a这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。b 假设速度小于这一速度，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。假设大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小
6、。磁流体发电机：两极电势差到达最大值的条件f=F,即vEBdB/,则磁流体发电机的电动势 Bdv。霍尔效应 当静电力与洛仑兹力到达平衡时，导体板两侧会形成稳定的电压 qvBLUqH2 Inqsv 整理后，得：nqdIBUH 令 nqk1 ，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：dIBkUH v U B C D E F I-电磁感应 1、感应电流的方向判定：导体切割磁感应线：右手定则；磁通量发生变化：楞次定律。2、感应电动势的大小：E=BLv 要求L垂直于B、v，否则要分解到垂直的方向上 E=tn 式常用于计算瞬时值，式常用于计算平均值 交变电
7、流 1、交变电流的产生：线圈在磁场中匀速转动，假设线圈从中性面(线圈平面与磁场方向垂直)开场转动，感应电动势瞬时值：e=Emsint,Em=nBS 2、正弦式交流电的四个值：1峰值：Em=nBS，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开场计时：e=Emsint 从垂直中性面B/S开场计时，e=Emcostt：指转过的角度 3平均值：利用tnE感求解，是求解“通过导体横截面电量的根底。4“有效值的理解：峰值和有效值之间的“2关系仅适用于正弦式交流电。c b-一样时间“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
8、“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=P22电压：1122 UnUn 3 电流：如果只有一个副线圈：1221 InIn 假设有多个副线圈：n1I1=n2I2+n3I3 电磁场和电磁波 1、电磁振荡LC 回路的周期：T=2LC 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
9、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=3.0108m/s。3波速和波长、频率的关系：cf 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。a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在的平面平行。
10、a点的电势是 20V，b点的电势是 24V，d点的电势是 4V，如图。由此可知，c点的电势为 A、4V B、8V C、12V D、24V 全国卷如下图，LOOL为一折线，它所形成的两个角LOO和OOL均为450。折 答案.B【解析】发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特.而法拉第是发现了电磁感应现象 卷理科根底5导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，以下表述正确的选项是 A横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C电压一定，电阻与通过导体的电流成正比-D电流一定，电阻与导体两端的电压成反比 答案.A【解析】对于同中材料的物体,电阻率是个定值,
11、根据电阻定律slR可知 A 正确 卷理科根底12关于同一电场的电场线，以下表述正确的选项是 A电场线是客观存在的 B电场线越密，电场强度越小 C沿着电场线方向，电势越来越低 D电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小 答案.C【解析】电场是客观存在的,而电场线是假想的,A 错.电场线越密的地方电场越大 B 错.沿着电场线的方向电势逐渐降低C对.负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功电势能增加 D 错 卷理科根底13带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。以下表述正确的选项是 A洛伦兹力对带电粒子做功 B洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C洛伦兹力的大小与速度无关 D洛伦兹力不改变带电粒子
12、的速度方向 答案.B【解析】根据洛伦兹力的特点,洛伦兹力对带电粒子不做功,A 错.B 对.根据qvBF,可-知大小与速度有关.洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度的大小.卷理科根底15搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为 F 时，物体的加速度为 a1；假设保持力的方向不变，大小变为 2F 时，物体的加速度为 a2，则 Aal=a2 Ba1a22al 答案.D【解析】当为 F时有mfFa1,当为 2F 时有mfamffFmfFa122222,可知122aa,D 对.卷理科根底16如图 6，一带负电粒子以*速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示
13、的运动轨迹。M 和 N 是轨迹上的两点，其中 M 点在轨迹的最右点。不计重力，以下表述正确的选项是 A粒子在 M 点的速率最大 B粒子所受电场力沿电场方向 C粒子在电场中的加速度不变 D粒子在电场中的电势能始终在增加 答案.C【解析】根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹一侧,再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场线方向相反,B 错.从 N 到 M 电场力做负功,减速.电势能在增加.当到达 M 点后电场力做正功加速电势能在减小则在 M 点的速度最小 A错,D 错.在整个过程中只受电场力根据牛顿第二定律加速度不变.-2图 9 是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场
14、加速后，进入速度选择器。速度选择器相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A1A2。平板 S 下方有强度为B0的匀强磁场。以下表述正确的选项是 A质谱仪是分析同位素的重要工具 B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C能通过的狭缝 P 的带电粒子的速率等于E/B D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的荷质比越小【答案】ABC。【解析】由加速电场可见粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，如下图，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外 B 正确；经过速度选择器时满足qvBqE,可知能
15、通过的狭缝 P 的带电粒子的速率等于E/B，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动则有qBmvR，可见当 v 一样时，qmR，所以可以用来区分同位素，且 R 越大，比荷就越大，D 错误。物理18.15 分如图 18a所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线与阻值为 2R的电阻 R1连结成闭合回路。线圈的半径为 r1.在线圈中半径为 r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18b所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计。求 0 至t1时间-1通过电阻 R1上的电流大小和方向；2通过电阻 R1上的电量q及电阻 R1上产生的热量。【解析】由图象分析可知，0 至1t时间 00BBtt 由 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 有 BEnnstt 而22sr 由闭合电路欧姆定律有11EIRR 联立以上各式解得 通过电阻1R上的电流大小为202103nBrIRt 由愣次定律可判断通过电阻1R上的电流方向为从 b 到 a 通过电阻1R上的电量20211 103nBr tqI tRt 通过电阻1R上产生的热量2224202111 12029n Br tQI R tRt