高中物理电磁学公式总整理.docx
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高中物理电磁学公式总整理
三一文库（XX）
〔高中物理电磁学公式总整理〕
*篇一：
高中物理电磁学公式总整理
高中物理電磁學公式總整理
電子電量為1.6?
10?
19庫侖（Coul），1Coul=6.25?
1018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
?
F12?
14?
?
q1q2r
2
?
?
r
kq1q2r
2
?
，F?
r
14?
?
q1q2r
2
?
kq1q2r
2
，k?
9?
109Nt?
m2/Coul2
?
?
q
E?
dA?
?
4?
kq
由庫侖定律經過演算可推出電場的高斯定律?
E?
2.點電荷或均勻帶電球體在空間中形成之電場
?
?
kqFkqF
?
，E?
E1?
?
21r?
21
qrqr
?
0
。
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E?
4?
kq2A
?
2?
kqA
kq1q2
r
3.點電荷或均勻帶電球體間之電位能Ue?
。
本式以以無限遠為零位面。
Ueq?
kq1r
4.點電荷或均勻帶電球體在空間中形成之電位V?
。
導體內部為等電位。
接地之導體電位恆為零。
電位為零之處，電場未必等於零。
電場為零之處，電位未必等於零。
?
?
均勻電場內，相距d之兩點電位差?
V?
E?
d?
Edcos?
。
故平行板間的電位差
?
V?
Ed?
2?
kqA
d
。
5.電容C?
q?
V
q?
C?
V
，為儲存電荷的元件，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，UE?
CV2
2
?
qV
q
2
2C?
。
q
?
r
rk
a.球狀導體的電容C?
kq
，本電容之另一極在無限遠，帶有電荷-q。
b.平行板電容C?
qV
?
q2?
kqd
A
?
A2?
kd
。
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電阻r。
實際電池在放電時，電池的輸出電壓?
V?
?
?
Ir，故輸出之最大電流有限制，且輸出電壓之最大值等於電動勢，發生在輸出電流=0時。
實際電池在充電時，電池的輸入電壓?
V?
?
?
Ir，故輸入電壓必須大於電動勢。
2.若一長度d的均勻導體兩端電位差為?
V，則其內部電場E?
?
V
d
。
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，故內部電場等於0。
3.克希荷夫定律
a.節點定理：
電路上任一點流入電流等於流出電流。
b.環路定理：
電路上任意環路上總電位升等於總電位降。
三、靜磁學
1.必歐-沙伐定律，描述長d?
的電線在r處所建立的磁場
dB?
?
?
0Id?
sin?
4?
r
2
?
?
?
?
0Id?
?
r?
7
?
?
4?
?
10T?
m/A，dB?
，02
4?
r
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
B?
?
?
B?
d?
?
?
0NI
長?
之螺線管內之磁場
B?
?
0NI
2?
r
?
0NI
?
半徑a的線圈在軸上x處產生的磁場
B?
?
02
NIa
2
2
3
，在圓心處（x=0）產生的磁場為B?
?
0NI
2
r
（a?
x）2
2
?
?
?
3.長?
之載流導線所受的磁力為FB?
I?
?
B
，當?
與B垂直時F?
I?
B
?
0I2
2?
r
兩平行載流導線單位長度所受之力電流方向相反時，導線相斥。
F?
?
I1
。
電流方向相同時，導線相吸；
?
?
4.電動機（馬達）內的線圈所受到的力矩?
?
IA?
B，?
?
IABsin?
。
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.帶電質點在磁場中所受的磁力為FB?
qv?
B
，FB?
qvBsin?
a.若該質點初速與磁場B平行，則作等速度運動，軌跡為直線。
b.若該質點初速與磁場B垂直，則作等速率圓週運動，軌跡為圓。
迴轉半徑
R?
mvqB
?
pqB
，週期T?
2?
mqB
。
c.若該質點初速與磁場B夾角?
，該質點作螺線運動。
與磁場平行的速度分量v?
大小與方向皆不改變，而與磁場平行的速度分量v||大小不變但方向不停變化，呈等速率圓週運動。
其中v?
?
vsin?
，v||?
vcos?
，迴轉半徑
R?
mv?
qB
?
mvsin?
qB
，週期T?
2?
mqB
，與b.相同，螺距d?
v||T?
?
2?
mqB
?
vcos?
。
?
?
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F?
qE?
qv?
B，當v?
E/B時該粒子受力為零，作等速度運動。
質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迴轉半徑，求得離子質量。
6.磁場的高斯定律?
B?
?
?
B?
dA?
0，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，終於S極，磁鐵內的磁力線由S極出發，終於N極。
四、感應電動勢與電磁波
1.法拉地定律：
感應電動勢?
?
?
d?
Bdt
?
?
?
?
d（B?
A）dt
?
?
ddt
?
?
?
?
B?
dA。
注意此處並非計
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
?
?
（v?
B）?
?
。
若v、B、?
互相垂直，則?
?
vB?
?
?
?
3.法拉地定律提供將機械能轉換成電能的方法，也就是發電機的基本原理。
以頻率f（?
?
2?
）轉動的發電機輸出的電動勢?
?
?
?
?
d（B?
A）dt
?
?
d（BAcos?
t）
dt
?
BA?
sin?
t
，最大感應電動勢?
?
BA?
。
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。
?
V1?
V2
?
N1N2
，又理想變壓器不會消耗能量，由能量守恆I1V1?
I2V2，故
I1I2
?
N2N1
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
?
E?
?
?
qE?
dA?
?
4?
kq
?
0
b.法拉地定律
?
?
d?
Bd
?
?
E?
d?
?
?
?
?
dtdt
?
?
?
?
B?
dA
c.磁場的高斯定律
?
B?
?
?
B?
dA?
0
d.安培定律
?
?
B?
d?
?
?
0NI
馬克士威由法拉地定律中變動磁場會產生電場的概念，修正了安培定律，使得變動的電場會產生磁場。
e.馬克士威修正後的安培定律為
?
?
d?
EdB?
d?
?
?
NI?
?
?
?
?
NI?
?
?
000000dtdt
?
?
E?
dA
?
?
a.、b.、c.和修正後的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?
1
?
0?
0
?
3?
10
8
ms
。
?
?
?
c?
E?
B。
十九世紀末，由赫茲發現了電磁波的存在。
?
?
?
?
勞侖茲力F?
qE?
qv?
B
。
*篇二：
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1081次高中物理电磁学知识点公式总结大全
一、静电学
1.库仑定律，描述空间中两点电荷之间的电力
，，
由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律。
2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场
，
导体表面电场方向与表面垂直。
电力线的切线方向为电场方向，电力线越密集电场强度越大。
平行板间的电场
3.点电荷或均匀带电球体间之电位能。
本式以以无限远为零位面。
4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位。
导体内部为等电位。
接地之导体电位恒为零。
电位为零之处，电场未必等于零。
电场为零之处，电位未必等于零。
均匀电场内，相距d之两点电位差。
故平行板间的电位差。
5.电容，为储存电荷的组件，C越大，则固定电位差下可储存的电荷量就越大。
电容本身为电中性，两极上各储存了+q与-q的电荷。
电容同时储存电能，。
a.球状导体的电容，本电容之另一极在无限远，带有电荷-q。
b.平行板电容。
故欲加大电容之值，必须增大极板面积A，减少板间距离d，或改变板间的介电质使k变小。
二、感应电动势与电磁波
1.法拉地定律：
感应电动势。
注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量。
感应电动势造成的感应电流之方向，会使得线圈受到的磁力与外力方向相反。
2.长度的导线以速度v前进切割磁力线时，导线两端两端的感应电动势。
若v、B、互相垂直，则
3.法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法，也就是发电机的基本原理。
以频率f转动的发电机输出的电动势，最大感应电动势。
变压器，用来改变交流电之电压，通以直流电时输出端无电位差。
，又理想变压器不会消耗能量，由能量守恒，故
4.十九世纪中马克士威整理电磁学，得到四大公式，分别为
a.电场的高斯定律
b.法拉地定律
c.磁场的高斯定律
d.安培定律
马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念，修正了安培定律，使得变动的电场会产生磁场。
e.马克士威修正后的安培定律为
a.、b.、c.和修正后的e.称为马克士威方程式，为电磁学的基本方程式。
由马克士威方程式，预测了电磁波的存在，且其传播速度。
。
十九世纪末，由赫兹发现了电磁波的存在。
劳仑兹力。
右手定则：
右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。
把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。
左手定则：
左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。
把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N极，手背对准S极，
四指指向电流方向（既正电荷运动的方向）
则拇指的方向就是导体受力方向。
三、电路学
1.理想电池两端电位差固定为。
实际电池可以简化为一理想电池串连内电阻r。
实际电池在放电时，电池的输出电压，故输出之最大电流有限制，且输出电压之最大值等于电动势，发生在输出电流=0时。
实际电池在充电时，电池的输入电压，故输入电压必须大于电动势。
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