高中物理电磁学基础知识高考前必看总结

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 =

Q

t

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：R U

I

=

（电阻R 的大小与U 和I 无关） 决定式：R = ρ

S

L

（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 =R 1+R 2+R 3 +……+R n

并联：

121111n

R R R R =++L 4、欧姆定律：

（1）部分电路欧姆定律（只适用于纯电阻电路）：

I U

R

=

（2）闭合电路欧姆定律：I =

E

R r

+ 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 －I 2

r = I R 2

（当R =r 时，P 出取最大值，为2

4E r

）

损耗功率： P I r r =2

电源效率： η=

P P 出总

=

U E

= R

R+r

5、电功和电功率：

电功：W =UIt 电功率：P =UI 电热：Q=I Rt 2 热功率：P 热=2

I R

对于纯电阻电路： W= Q UIt=2

I Rt U =IR

对于非纯电阻电路： W >Q UIt >I Rt 2 U >IR （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

F

（q 为试探电荷，场强的大小与q 无关） 点电荷电场的场强： E =

2

r kQ

（Q 为场源电荷） 匀强电场的场强：E = d

U

（d 为沿场强方向的距离） 2、电场的能的性质：

电势差： U =

q

W

（或 W = U q ） U AB = φA ?φB

电场力做功与电势能变化的关系：W = ? ?E P

（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 U ＝ΔQ

ΔU

（Q 是指每个极板所带电荷量的绝对值。）

决定式：C ＝εS

4πkd

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

=

2

1mv 2

? 0 ②偏转：（类平抛） x = v o t v x = v o

y =

2

1

a t 2 v y = a t a =

m Eq

tanθ= y x

v v 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 = R

v m 2

可得： r =

qB

mv

, T= qB m π2 (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：qB

T ｍ

π2=

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。

qv m B =m 2m v R m qBR

v m

=

②质谱仪(同位素荷质比和质量的测定)

加速电场：1

2

2mv qU =

磁场：2

2mv

d R Bq

==

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 ，B E

v =

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v E B d

B

=

=

ε/, 则磁流体发电机的电动势ε=B

d v 。 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

qvB L U q

H

=2

I ＝nqsv 整理后，得：nqd IB U H =

令 nq

k 1

= ，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：

＋ － － －

v

U

B

C

D

E

F

I

d

IB k

U H = 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 = t

n

ΛΛΦ

（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 = E m sin ωt ,

E m = nBS ω

2、正弦式交流电的四个值：

（1）峰值：E m =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（B ⊥S ）开始计时：e=E m sin ωt

从垂直中性面（B //S ）开始计时，e=E m cos ωt （t ω：指转过的角度） （3）平均值：利用t

??Φ

n E =-

感求解，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：P 1 = P 2 （2）电压：

11

22

U n U n =

（3）电流：如果只有一个副线圈 ： 12

21

I n I n 若有多个副线圈：n 1I 1= n 2I 2 + n 3I 3 电磁场和电磁波

1、电磁振荡（LC 回路）的周期：T = 2πLC

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。