大学物理电磁学公式总结汇总.docx
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大学物理电磁学公式总结汇总
大学物理电磁学公式总结汇总
普通物理学教程大学物理电磁学公式总结,下面给大家整理了关于大学物理电磁学公式总结,方便大家学习
大学物理电磁学公式总结1
定律和定理
1.矢量叠加原理:
任意一矢量可看成其独立的分量的和。
即:
=∑(把式中换成、、、、、就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理)。
2.牛顿定律:
=m(或=);牛顿第三定律:
′=;万有引力定律:
3.动量定理:
→动量守恒:
条件
4.角动量定理:
→角动量守恒:
条件
5.动能原理:
(比较势能定义式:
)
6.功能原理:
A外+A非保内=ΔE→机械能守恒:
ΔE=0条件A外+A非保内=0
7.理想气体状态方程:
或P=nkT(n=N/V,k=R/N0)
8.能量均分原理:
在平衡态下,物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能,其大小都为kT/2。
克劳修斯表述:
不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。
开尔文表述:
不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用的功而不产生其它影响。
实质:
在孤立系统内部发生的过程,总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的状态进行。
亦即在孤立系统内部所发生的过程总是沿着无序性增大的方向进行。
9.热力学第一定律:
ΔE=Q+A
10.热力学第二定律:
孤立系统:
ΔS0
(熵增加原理)
11.库仑定律:
(k=1/4πε0)
12.高斯定理:
(静电场是有源场)→无穷大平板:
E=σ/2ε0
13.环路定理:
(静电场无旋,因此是保守场)
θ2
I
rPoR
θ1
I
14.毕奥—沙伐尔定律:
直长载流导线:
无限长载流导线:
载流圆圈:
,圆弧:
电磁学
1.定义:
=/q0单位:
N/C=V/m
B=Fmax/qv;方向,小磁针指向(S→N);单位:
特斯拉(T)=104高斯(G)
①和:
=q(+×)洛仑兹公式
②电势:
电势差:
电动势:
()
③电通量:
磁通量:
磁通链:
ΦB=NφB单位:
韦伯(Wb)
Θ⊕
-q+q
S
④电偶极矩:
=q磁矩:
=I=IS
⑤电容:
C=q/U单位:
法拉(F)
乘自感:
L=Ψ/I单位:
亨利(H)
乘互感:
M=Ψ21/I1=Ψ12/I2单位:
亨利(H)
⑥电流:
I=;乘位移电流:
ID=ε0单位:
安培(A)
⑦乘能流密度:
2.实验定律
①库仑定律:
②毕奥—沙伐尔定律:
③安培定律:
d=I×
④电磁感应定律:
ε感=–动生电动势:
感生电动势:
(i为感生电场)
乘⑤欧姆定律:
U=IR(=ρ)其中ρ为电导率
3.乘定理(麦克斯韦方程组)
电场的高斯定理:
(静是有源场)
(感是无源场)
磁场的高斯定理:
(稳是无源场)
(感是无源场)
电场的环路定理:
(静电场无旋)
(感生电场有旋;变化的磁场产生感生电场)
安培环路定理:
(稳恒磁场有旋)
(变化的电场产生感生磁场)
4.常用公式
①无限长载流导线:
螺线管:
B=nμ0I
②带电粒子在匀强磁场中:
半径周期
磁矩在匀强磁场中:
受力F=0;受力矩
③电容器储能:
Wc=CU2乘电场能量密度:
ωe=ε0E2电磁场能量密度:
ω=ε0E2+B2
乘电感储能:
WL=LI2乘磁场能量密度:
ωB=B2电磁场能流密度:
S=ωV
④乘电磁波:
C==3.0×108m/s在介质中V=C/n,频率f=ν=
波动学
大学物理电磁学公式总结2
概念(2113定义和相关公式)
1.位置矢量:
,其5261在直角坐标系中:
;角位置:
4102θ1653
2.速度:
平均速度:
速率:
()角速度:
角速度与速度的关系:
V=rω
3.加速度:
或平均加速度:
角加速度:
在自然坐标系中其中(=rβ),(=r2ω)
4.力:
=m(或=)力矩:
(大小:
M=rFcosθ方向:
右手螺旋法则)
5.动量:
,角动量:
(大小:
L=rmvcosθ方向:
右手螺旋法则)
6.冲量:
(=Δt);功:
(气体对外做功:
A=∫PdV)
mg(重力)→mgh
-kx(弹性力)→kx2/2
F=(万有引力)→=Ep
(静电力)→
7.动能:
mV2/2
8.势能:
A保=–ΔEp不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同,在默认势能零点的情况下:
机械能:
E=EK+EP
9.热量:
其中:
摩尔热容量C与过程有关,等容热容量Cv与等压热容量Cp之间的关系为:
Cp=Cv+R
10.压强:
11.分子平均平动能:
;理想气体内能:
12.麦克斯韦速率分布函数:
(意义:
在V附近单位速度间隔内的分子数所占比率)
13.平均速率:
方均根速率:
;最可几速率:
14.熵:
S=KlnΩ(Ω为热力学几率,即:
一种宏观态包含的微观态数)
15.电场强度:
=/q0(对点电荷:
)
16.电势:
(对点电荷);电势能:
Wa=qUa(A=–ΔW)
17.电容:
C=Q/U;电容器储能:
W=CU2/2;电场能量密度ωe=ε0E2/2
18.磁感应强度:
大小,B=Fmax/qv(T);方向,小磁针指向(S→N)。
大学物理电磁学公式总结3
第一章(静止电荷的电场)
1.电荷的基本性质:
两种电荷,量子性,电荷守恒,相对论不变性。
2.库仑定律:
两个静止的点电荷之间的作用力
F=
3.电力叠加原理:
F=ΣFi
kq1q2r2=
q1q2
4πε0r2
4.电场强度:
E=,q0为静止电荷
q0
5.场强叠加原理:
E=ΣEi
用叠加法求电荷系的静电场:
E=iE=
6.电通量:
Φe=
4πε0r2idq
qi
(离散型)(连续型)
4πε0r27.高斯定律:
=Σqints
ε0
1
8.典型静电场:
1)均匀带电球面:
E=0(球面内)
E=
2)均匀带电球体:
E=
qqq
4πε0r2(球面外)
ρε0
4πε0R
=3(球体内)
E=
4πε0r2λ
(球体外),方向垂直于带电直线
3)均匀带电无限长直线:
E=
2πε0r
4)均匀带电无限大平面:
E=
ε0
,方向垂直于带电平面
9.电偶极子在电场中受到的力矩:
M=p×E
第三章(电势)
1.静电场是保守场:
=0L
2.电势差:
φ1φ2=(p1)
电势:
φp=(P0是电势零点)(p)电势叠加原理:
φ=Σφi3.点电荷的电势:
φ=
q4πε0r
(p0)
(p2)
dq
电荷连续分布的带电体的电势:
φ=4πεr
0
4.电场强度E与电势φ的关系的微分形式:
E=-gradφ=-φ=-(i+j+k)
xyz
φφφ
电场线处处与等势面垂直,并指向电势降低的方向;电场线密处等势面间距小。
5.电荷在外电场中的电势能:
W=qφ
移动电荷时电场力做的功:
A12=q(φ1φ2)=W1-W2
电偶极子在外电场中的电势能:
W=-pE
第四章(静电场中的导体)
1.导体的静电平衡条件:
Eint=0,表面外紧邻处Es⊥表面或导体是个等势
体。
2.静电平衡的导体上电荷的分布:
Qint=0,=ε0E
3.计算有导体存在时的静电场分布问题的基本依据:
高斯定律,电势概念,电荷守恒,导体经典平衡条件。
4.静电屏蔽:
金属空壳的外表面上及壳外的电荷在壳内的合场强总为零,
因而对壳内无影响。
第五章(静电场中的电介质)
1.电介质分子的电距:
极性分子有固有电距,非极性分子在外电场中产生
感生电距。
2.电介质的极化:
在外电场中固有电距的取向或感生电距的产生使电介质
的表面(或内部)出现束缚电荷。
电极化强度:
对各向同性的电介质,在电场不太强的情况下
P=ε0(εr-1)E=ε0XE
面束缚电荷密度:
’=Pen3.电位移:
D=ε0E+P
对各向同性电介质:
D=ε0εrE=εED的高斯定律:
=q0intS4.电容器的电容:
C=UQ
5.平行板电容器:
C=
ε0εrSd
并联电容器组:
C=ΣCi串联电容器组:
=Σ
CCi11
6.电容器的能量:
W=
1Q22C
=CU2=QU
22
ε0εrE2
211
7.电介质中电场的能量密度:
ωe=
第六章(恒定电流)
1.电流密度:
J=nqv
电流:
I=s
=2DE
电流的连续性方程:
=-s2.恒定电流:
=0s
dqintdt
恒定电场:
稳定电荷分布产生的电场
=0s
3.欧姆定律:
U=IRJ=E(微分形式)
电阻:
R=ρSl
4.电动势:
非静电力反抗静电力移动电荷做功,把其它种形式的能量转换为电势能,产生电势升高。
Ε=
Aneq
=L
大学物理电磁学公式总结4
电磁学常用公式库仑定律:
F=kQq/r?
电场强:
E=F/q
点电荷电场强度:
E=kQ/r?
匀强电场:
E=U/d
电势能:
E?
=qφ
电势差:
U?
?
=φ?
-φ?
静电力做功:
W?
?
=qU?
?
电容定义式:
C=Q/U
电容:
C=εS/4πkd
带电粒子在匀强电场中的运动加速匀强电场:
1/2乘mv?
=qUv?
=2qU/m
偏转匀强电场:
运动时间:
t=x/v?
垂直加速度:
a=qU/md
垂直位移:
y=1/2乘at?
=1/2乘(qU/md)乘(x/v?
)?
转角:
θ=v⊥/v?
=qUx/md(v?
)?
微观电流:
I=nesv
电源非静电力做功:
W=εq
欧姆定律:
I=U/R
串联电路电流:
I?
=I?
=I?
=……
电压:
U=U?
+U?
+U?
+……
并联电路电压:
U?
=U?
=U?
=……
电流:
I=I?
+I?
+I?
+……
电阻串联:
R=R?
+R?
+R?
+……
电阻并联:
1/R=1/R?
+1/R?
+1/R?
+……
焦耳定律:
Q=I?
RtP=I?
RP=U?
/R
电功率:
W=UIt电功:
P=UI
电阻定律:
R=ρl/S
全电路欧姆定律:
ε=I(R+r)ε=U外+U内
安培力:
F=ILBsinθ
磁通量:
Φ=BS电磁感应
感应电动势:
E=nΔΦ/Δt
导线切割磁感线:
ΔS=lvΔtE=Blv乘sinθ
感生电动势:
E=LΔI/Δt
大学物理电磁学公式总结5
一、电容:
1、定义式C=Q/ΔU=Q(U1—U2)
2、几种电容器:
(1)平行板电容器C=εS/d,
(2)圆柱形电容器C=2πεl/ln(R2/R1)
(3)球形电容器C=4лεR2R3/(R2-R3)
3、并联C=C1+C2+……
4、串联1/C=1/C1+1/C2+……
二、库仑定律回:
F=q1q2r/(4лε。
r^3)
三、电答场强度:
E=F/q。
四、电势U:
U=∫°E·dl
p
五、电势差Uab=Ua-Ub
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