三、电磁学 (一)、直流电路 1、电流强度的定义: I =
Qt
(I=nesv)
2、电阻定律:( 只与导体材料性质和温度有关,与导体横截面积和长度无关) 3、电阻串联、并联:
串联:R=R1+R2+R3 +……+Rn
并联:
1R
=
1R1
+
1R2
两个电阻并联: R=
R1R2R1+R2
UI
4、欧姆定律:(1)、部分电路欧姆定律:I=
UR
U=IR R=
(2)、闭合电路欧姆定律:I =
εR+r
ε r
路端电压: U = ε -I r= IR R 输出功率: P出 = Iε-I
2
2
r = IR
2
电源热功率: Pr=Ir
电源效率: η=
P出P总
=
Uε
=
R
R+r
(5).电功和电功率: 电功:W=IUt 电热:Q=IRt
电功率 :P=IU
2
对于纯电阻电路: W=IUt=IRt=
2
U
2
R
t P=IU =( )
对于非纯电阻电路: W=IUt >IRt P=IU>Ir
22
(6) 电池组的串联每节电池电动势为ε
电动势:ε=nε
`内阻为r0,n节电池串联时
内阻:r=nro
(7)、伏安法测电阻: R=
UI
(二)电场和磁场
1、库仑定律:F=k
Q1Q2r
2
,其中,Q1、Q2表示两个点电荷的电量,r表示它们间的距离,k叫做
静电力常量,k=9.0×109Nm2/C2。
(适用条件:真空中两个静止点电荷)
2、电场强度:
(1)定义是:E=
Fq
F为检验电荷在电场中某点所受电场力,q为检验电荷。单位牛/库伦(N/C),方向,与正电荷所受电场力方向相同。描述电场具有力的性质。
注意:E与q和F均无关,只决定于电场本身的性质。
(适用条件:普遍适用)
(2)点电荷场强公式:E=k
Qr
2
k为静电力常量,k=9.0×109Nm2/C2,Q为场源电荷(该电场就是由Q激发的),r为场点到Q距离。 (适用条件:真空中静止点电荷)
(1) 匀强电场中场强和电势差的关系式:E=
Ud
(2) 其中,U为匀强电场中两点间的电势差,d为这两点在平行电场线方向上的距离。
WABq
3、电势差:U
AB
=
WAB为电荷q在电场中从A点移到B点电场力所做的功。单位:伏特(V),标量。数值与电势零点
的选取无关,与q及WAB均无关,描述电场具有能的性质。
4、电场力的功:WAB=qU
AB
5、电势:ϕA=
WAOq
WAO为电荷q在电场中从A点移到参考点电场力所做的功。数值与电势零点的选取有关,但与q及WAO均无关,描述电场具有能的性质。
QU
6、电容:(1)定义式:C=
C与Q、U无关,描述电容器容纳电荷的本领。单位,法拉(F),1F=106μF=1012pF
(2)决定式:C=
εS
4πkdFIL
7、磁感应强度:B=(I⊥L)
描述磁场的强弱和方向,与F、I、L无关。当I // L时,F=0,但B≠0,方向:垂直于I、L所在的平面。
8、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动:qvB=
mvr
2
轨迹半径:r=
mvqB
运动的周期:T=
2πrv
=
2πmqB
(三)电磁感应和交变电流
1、磁通量:Φ=BS(条件,B⊥S)单位:韦伯(Wb)
2、法拉第电磁感应定律:E=n
∆Φ∆t
导线切割磁感线产生的感应电动势:E=BLv (条件,B、L、v两两垂直) 3、正弦交流电:(从中性面开始计时)
(1)电动势瞬时值:e=Emsinωt,其中,最大值Em=nBSω
(2)电流瞬时值:i=Imsinωt,其中,最大值Im=
EmR
(条件,纯电阻电路)
(3)电压瞬时值:u=U
m
sinωt,其中,最大值Um=ImR',R'是该段电路的电阻。
(4)有效值和最大值的关系:I=
Im2
U=
Um
2
(只适用于正弦交流电)
4、理想变压器:
U1U2
=
n1n2
(注意:U1、U2为线圈两端电压)
I1I2
=
n2n1
(条件,原、副线圈各一个)
5、电磁振荡:周期 T=2πLC,f=
12π
LC