大学物理常用公式(电场磁场 热力学)知识分享
磁场电场公式
磁场电场公式
以下是一些磁场和电场的公式：
磁场公式：
1. 磁场力公式：F=Bqvsinθ，其中B是磁感应强度，q是电荷量，v是速度，θ是速度与磁感应强度的夹角。
2. 安培力公式：F=ILBsinθ，其中I是电流，L是导线长度，B是磁感应强度，θ是导线与磁感应强度的夹角。
3. 洛伦兹力公式：F=qvBsinθ，其中q是电荷量，v是速度，B是磁感应强度，θ是速度与磁感应强度的夹角。
电场公式：
1. 电场力公式：F=qE，其中E是电场强度，q是电荷量。
2. 点电荷电场强度公式：E=kQ/r，其中k是常数，Q是点电荷的电量，r
是点到点电荷的距离。
3. 电势能公式：E=qφ，其中φ是电势。
4. 电势差公式：U=φ-φ'，其中φ和φ'分别是两个点的电势。
5. 静电力做功公式：W=qU，其中U是两点之间的电势差。
6. 电容定义式：C=Q/U，其中C是电容，Q是电荷量，U是电压。
7. 欧姆定律：I=U/R，其中I是电流，U是电压，R是电阻。
8. 全电路欧姆定律：ε=I(R+r)，其中ε是电源电动势，I是电流，R是外电阻，r是内电阻。
9. 电磁感应公式：E=nΔΦ/Δt，其中E是感应电动势，n是线圈匝数，
ΔΦ/Δt是磁通量的变化率。
大学物理常用公式(电场磁场 热力学)
第四章 电 场一、常见带电体的场强、电势分布2）均匀带电球面（球面半径 ）的电场：3）无限长均匀带电直线（电荷线密度为）: E = ，方向：垂直于带电直线。
2r( rR ) 4）无限长均匀带电圆柱面（电荷线密度为）:E =2r (rR )5）无限大均匀带电平面（电荷面密度为）的电场: E =/20 ，方向：垂直于平面。
二、静电场定理 1、高斯定理：e = ÑE v dS v = q 静电场是有源场。
Sq 指高斯面内所包含电量的代数和；E 指高斯面上各处的电场强度，由高斯面内外的全 部电荷产生； Ñ E vdS v 指通过高斯面的电通量，由高斯面内的电荷决定。
2、环路定理： Ñ E v dl v =0 静电场是保守场、电场力是保守力，可引入电势能三、求场强两种方法1、利用场强势叠加原理求场强 分离电荷系统： E v = E v i ；连续电荷系统： E v = dE v i =12、利用高斯定理求场强 四、求电势的两种方法n1、利用电势叠加原理求电势 分离电荷系统：U =U i ；连续电荷系统： U = dU i =1电势零点v v 2、利用电势的定义求电势 U =电势零点Edl五、应用vv b点电荷受力： F = qE电势差： U ab =U a -U b = b EdraE =1 qU =q4r 24r1）点电荷：E =0 (rR ) q2 (rR ) 4r 2U =q (r R ) 4r q (r R ) 4Ra 点电势能：W a = qU a由 a 到 b 电场力做功等于电势能增量的负值 A ab = -W = -（W b -W a ）六、导体周围的电场1、静电平衡的充要条件： 1）、导体内的合场强为 0，导体是一个等势体。
2）、导体表面的场强处处垂直于导体表面。
E v ⊥表面。
导体表面是等势面。
2、静电平衡时导体上电荷分布： 1）实心导体： 净电荷都分布在导体外表面上。
大学常用的物理公式
引言概述：物理公式是大学物理课程中不可或缺的一部分，它们是描述自然现象的数学表达式。
本文将介绍一些大学常用的物理公式，包括力学、热力学、电磁学和光学公式等。
这些公式不仅在学习物理理论和解题中起到重要的作用，而且在工程、科学研究和实际应用中也具有广泛的应用价值。
正文内容：一、力学公式1.1运动学公式1.1.1位移公式s=ut+(1/2)at^21.1.2速度公式v=u+at1.1.3加速度公式a=(vu)/t1.2动力学公式1.2.1牛顿第二定律F=ma1.2.2动能公式Ek=(1/2)mv^21.2.3动量公式p=mv1.3静力学公式1.3.1弹性力公式F=kx1.3.2引力公式F=G(m1m2)/r^21.3.3摩擦力公式Ff=μFn二、热力学公式2.1热传导公式2.1.1热传导方程q=kΔT/L2.1.2热导率公式k=(QL)/(AΔT)2.2热膨胀公式2.2.1线膨胀公式ΔL=αL0ΔT2.2.2体膨胀公式ΔV=βV0ΔT2.3热力学循环公式2.3.1热转化效率公式η=(W_net/Q_h)100%2.3.2卡诺循环效率公式η_C=(T_hT_c)/T_h三、电磁学公式3.1电场公式3.1.1电场强度公式E=F/q3.1.2电势差公式V=W/q3.2磁场公式3.2.1磁场强度公式B=F/(qv)3.2.2磁场感应公式ε=BLv3.3法拉第电磁感应公式3.3.1法拉第电磁感应定律ε=dΦ/dt3.3.2洛伦兹力公式F=q(E+vxB)四、光学公式4.1光速公式4.1.1光速定义c=λf4.1.2光速在介质中的速度v=c/n4.2折射公式4.2.1斯涅尔定律n1sin(θ1)=n2sin(θ2)4.2.2光线传播路径差公式Δx=d(n1)(cot(θ2)cot(θ1))4.3球面镜公式4.3.1球面镜公式1/f=(n1)(1/R11/R2)五、总结本文介绍了大学常用的物理公式，涵盖了力学、热力学、电磁学和光学等方面。
物理电场公式大全
物理电场公式大全电场是物理学中一个重要的概念，用于描述电荷产生的力的作用和电荷间的相互作用。
在电场中，电荷会受到力的作用，而电场的强弱和方向则由电荷的分布决定。
下面将介绍一些常见的电场公式。
1.库仑定律：库仑定律用于描述电荷之间的相互作用力。
对于两个点电荷，它们之间的相互作用力可以通过下面的公式计算：F=k*(q1*q2)/r^2其中，F是作用力，k是电介质常数（k=9×10^9N·m²/C²），q1和q2是两个点电荷的电荷量，r是两个点电荷之间的距离。
2.电场强度：电场强度描述单位正电荷在电场中所受到的力的大小和方向。
电场强度可以由库仑定律导出，公式如下：E=F/q其中，E是电场强度，F是作用力，q是测试电荷的电荷量。
3.均匀电场强度：对于均匀电场，电场强度在空间中是均匀分布的。
对于静电场来说，均匀电场强度的大小与每个电荷的电荷量和电场中的距离无关，可以通过下面的公式计算：E=V/d其中，E是电场强度，V是电势差（或称电压），d是两点之间的距离。
4.电势能：电势能用于描述电荷在电场中的能量状态。
当电荷由一个位置移到另一个位置时，电场会对电荷做功，从而改变电荷的电势能。
电势能可以通过下面的公式计算：U=q*V其中，U是电势能，q是电荷量，V是电势差。
5.电通量：电通量用于描述电场穿过一些面积的大小。
电通量可以通过下面的公式计算：Φ = E * A * cos(θ)其中，Φ是电通量，E是电场强度，A是面积，θ是电场强度与法向量之间的夹角。
6.电场线：电场线是用于可视化电场的方法，可以描述电场强度和方向。
电场线的密度表示电场强度的大小，电场线的方向指示了电场强度的方向。
7.电势差：电势差用于描述电场中电势的变化。
V=U/q其中，V是电势差，U是电势能，q是电荷量。
8.电介质中的电场：当电场中存在电介质时，电介质会改变电场的强度和分布。
电介质中的电场可以通过下面的公式计算：E'=E/κ其中，E'是电介质中的电场强度，E是真空（或空气）中的电场强度，κ是电介质的相对电容率。
大学物理电磁学公式
大学物理电磁学公式大学物理电磁学是物理学中的一个重要分支，研究电场和磁场以及它们之间的相互作用。
在学习和研究电磁学的过程中，我们经常会接触到一系列重要的公式。
以下是一些常见的大学物理电磁学公式的详细介绍。
1. 库仑定律（Coulomb's Law）：库仑定律描述了两个点电荷之间相互作用力的大小和方向。
它的数学表达式为：F = k * |q1 * q2| / r²其中，F为两个电荷所受的力，k为库仑常数，q1和q2分别为两个电荷的大小，r为两个电荷之间的距离。
2. 电场强度（Electric Field Intensity）：电场强度描述了电荷在某一点周围的电场的强弱。
对于一个点电荷，其电场强度的数学表达式为：E = k * |q| / r²其中，E为电场强度，k为库仑常数，q为电荷的大小，r为点电荷到被测点之间的距离。
3. 电势能（Electric Potential Energy）：电势能描述了电荷由于存在于电场中而具有的能量。
对于一个点电荷，其电势能的数学表达式为：U = k * |q1 * q2| / r其中，U为电势能，k为库仑常数，q1和q2分别为两个电荷的大小，r为两个电荷之间的距离。
4. 电势差（Electric Potential Difference）：电势差描述了电场中两个点之间的电势能的差异。
对于两个点电荷之间的电势差，其数学表达式为：ΔV = V2 - V1 = -∫(E · dl)其中，ΔV为电势差，V1和V2分别为两个点的电势，E为电场强度，dl为路径元素。
5. 电场线（Electric Field Lines）：电场线用于可视化电场的分布情况。
电场线从正电荷流向负电荷，并且密集的电场线表示电场强度较大，稀疏的电场线表示电场强度较小。
6. 电场的高斯定律（Gauss's Law for Electric Fields）：电场的高斯定律描述了电场通过一个闭合曲面的总通量与该闭合曲面内的电荷量之间的关系。
大学物理常用公式(电场磁场-热力学)
第四章 电 场一、常见带电体的场强、电势分布 1）点电荷：2014q E r πε=04q U rπε=2）均匀带电球面（球面半径R ）的电场：200()()4r R E qr R r πε≤⎧⎪=⎨>⎪⎩00()4()4qr R r U q r R R πεπε⎧>⎪⎪=⎨⎪≤⎪⎩3）无限长均匀带电直线（电荷线密度为λ）:02E rλπε=，方向：垂直于带电直线。
4）无限长均匀带电圆柱面（电荷线密度为λ）: 00()()2r R E r R rλπε≤⎧⎪=⎨>⎪⎩5）无限大均匀带电平面（电荷面密度为σ）的电场:0/2E σε=，方向：垂直于平面。
二、静电场定理 1、高斯定理：0e Sq E dS φε=⋅=∑⎰静电场是有源场。
q ∑指高斯面内所包含电量的代数和；E指高斯面上各处的电场强度，由高斯面内外的全部电荷产生；SE dS ⋅⎰指通过高斯面的电通量，由高斯面内的电荷决定。
2、环路定理：0lE dl⋅=⎰ 静电场是保守场、电场力是保守力，可引入电势能三、求场强两种方法1、利用场强势叠加原理求场强 分离电荷系统：1ni i E E ==∑；连续电荷系统：E dE =⎰2、利用高斯定理求场强 四、求电势的两种方法1、利用电势叠加原理求电势 分离电荷系统：1nii U U==∑；连续电荷系统： U dU =⎰2、利用电势的定义求电势 rU E dl =⋅⎰电势零点五、应用点电荷受力：F qE = 电势差： bab a b aU U U E dr =-=⋅⎰a由a 到b六、导体周围的电场1、静电平衡的充要条件： 1）、导体内的合场强为0，导体是一个等势体。
2）、导体表面的场强处处垂直于导体表面。
E ⊥表表面。
导体表面是等势面。
2、静电平衡时导体上电荷分布： 1）实心导体： 净电荷都分布在导体外表面上。
2）导体腔内无电荷： 电荷都分布在导体外表面，空腔内表面无电荷。
3）导体腔内有电荷+q ，导体电量为Q ：静电平衡时，腔内表面有感应电荷-q ，外表面有电荷Q ＋q 。
大学物理公式总结归纳
大学物理公式总结归纳物理学作为自然科学的一支重要学科，研究物质、能量以及它们之间的相互作用规律。
在学习和应用物理学的过程中，公式是不可或缺的工具。
本文将对大学物理中一些重要的公式进行总结归纳，并介绍它们的应用场景和实际意义。
1. 力学1.1 牛顿第二定律F = ma在这个公式中，F代表物体所受的力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
这个公式描述了力对物体运动状态的影响，它是经典力学的基础。
1.2 弹力公式F = kx这个公式描述了弹簧对物体施加的力。
F代表弹力，k代表弹簧的劲度系数，x代表弹簧伸长或压缩的距离。
它在弹簧振动、弹簧秤等实际应用中起到了重要作用。
1.3 动量定理FΔt = Δp这个公式描述了物体所受力的变化率与物体动量的变化率之间的关系。
F代表物体所受的力，Δt代表时间间隔，Δp代表物体动量的变化量。
动量定理在撞击碰撞等问题中有广泛应用。
2. 电磁学2.1 库仑定律F = k|q1q2|/r^2这个公式描述了两个电荷之间的力的作用关系。
F代表电荷之间的力，q1、q2分别代表两个电荷的电量，r代表它们之间的距离。
库仑定律是静电学的基本定律，对于电场、电势等问题的研究具有重要意义。
2.2 电流强度公式I = Q/Δt这个公式描述了单位时间内通过导线的电荷量与电流强度的关系。
I 代表电流强度，Q代表单位时间内通过导线的电荷量，Δt代表时间间隔。
电流强度是电路中一个基本的物理量，在电路分析和设计中被广泛应用。
2.3 电磁感应定律ε = -dΦ/dt这个公式描述了磁场变化引起的感应电动势。
ε代表感应电动势，dΦ/dt代表磁通量对时间的变化率。
根据电磁感应定律，电磁感应现象得到解释，并应用于发电机、变压器等设备的设计与实际运用。
3. 热学3.1 热传导公式Q = kAΔT/Δx这个公式描述了物质在热传导过程中的热量传递。
Q代表热量，k代表热导率，A代表传热面积，ΔT代表温度差，Δx代表传热距离。
大学物理电磁学公式总结(精选2024)
05
交流电路中的电磁学公式应用
正弦交流电三要素及有效值概念
要点一
正弦交流电的三要素
要点二
有效值概念
最大值（峰值）、角频率（或频率、周期）和初相位。
正弦交流电的有效值等于其最大值的√2/2倍，用于描述交 流电做功能力的大小。
复数表示法及相量图解法在交流电路中应用
复数表示法
用复数表示正弦交流电，实部表示有效值，虚部表示 电导线在磁场中所受的力，公式为F = BIL，其中B为磁感应强度，I为电 流，L为导线长度。
麦克斯韦方程组
高斯定理
表示电场中电通量与电荷量的关系，公式 为∮E·dS = Q/ε0，其中E为电场强度，dS 为面积元，Q为电荷量，ε0为真空介电常
数。
法拉第电磁感应定律
表示磁场变化时产生的感应电动势，公式 为ε = -dΦ/dt，其中ε为感应电动势，Φ为
电磁辐射的相对论效应
高速运动电荷产生的电磁辐射在频率、方向等方面会发生变化。
统一场论思想及其发展
01
爱因斯坦的统一场论思想
试图将引力场和电磁场统一在一个理论框架内，尽管未能实现，但为后
世研究提供了重要启示。
02
弦理论与M理论
现代物理理论试图通过更高维度的空间和时间来实现场论的统一，弦理
论和M理论是其中的代表。
库仑定律
描述两个点电荷之间的相互作用力，公式为$F = kfrac{q_1q_2}{r^2}$，其中$k$为库仑常数，$q_1$和 $q_2$为两个点电荷的电荷量，$r$为它们之间的距离。
电场强度
描述电场中某点的电场力作用效果，公式为$E = frac{F}{q}$，其中$F$为试探电荷所受的电场力，$q$为试 探电荷的电荷量。
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大学物理常用公式(电场磁场热力学)
第四章 电 场
一、常见带电体的场强、电势分布
1）点电荷：201
4q E r πε=
04q
U r
πε=
2）均匀带电球面（球面半径R ）的电场：
2
00
()()4r R E q
r R r πε≤⎧⎪
=⎨>⎪⎩
00()4()4q
r R r U q r R R πεπε⎧>⎪⎪=⎨⎪≤⎪⎩
3）无限长均匀带电直线（电荷线密度为λ）:02E r
λ
πε=
，方向：垂直于带电直线。
4）无限长均匀带电圆柱面（电荷线密度为λ）: 00()()
2r R E r R r
λ
πε≤⎧⎪
=⎨>⎪⎩
5）无限大均匀带电平面（电荷面密度为σ）的电场:0/2E σε=，方向：垂直于平面。
二、静电场定理
1、高斯定理：0
e S
q E dS φε=
⋅=
∑⎰
静电场是有源场。
q ∑指高斯面内所包含电量的代数和；E
指高斯面上各处的电场强度，由高斯面内外的
全部电荷产生；
S
E dS ⋅⎰
指通过高斯面的电通量，由高斯面内的电荷决定。
2、环路定理：0l
E dl ⋅=⎰ 静电场是保守场、电场力是保守力，可引入电势能 三、 求场强两种方法
1、利用场强势叠加原理求场强 分离电荷系统：1n
i i E E ==∑；连续电荷系统：
E dE =⎰
2、利用高斯定理求场强 四、求电势的两种方法
1、利用电势叠加原理求电势 分离电荷系统：1
n
i
i U U
==
∑；连续电荷系统： U dU =⎰
2、利用电势的定义求电势
五、应用
电势差：b
U U E -=⋅⎰
a 由a 到
b 电场力做功等于电势能增量的负值六、导体周围的电场
1、静电平衡的充要条件： 1）、导体内的合场强为0，导体是一个等势体。
2）、导体表面的场强处处垂直于导体表面。
E ⊥表表面。
导体表面是等势面。
2、静电平衡时导体上电荷分布： 1）实心导体： 净电荷都分布在导体外表面上。
2）导体腔内无电荷： 电荷都分布在导体外表面，空腔内表面无电荷。
3）导体腔内有电荷+q ，导体电量为Q ：静电平衡时，腔内表面有感应电荷-q ，外表面有电荷Q ＋q 。
3n ε=
七、电介质与电场
1、在外电场作用下，在外电场作用下，非极性分子电介质分子正、负电荷中心发生相对位
移，产生位移极化； 极性分子电介质分子沿外电场偏转，产生取向极化。
2、—电介质介电常数，r ε—电介质相对介电常数。
3、无介质时的公式将0ε换成ε（或0ε上乘
r ε），即为有电介质时的公式
八、电容
1
3
C
4、电容器的储能
：5、电场的能量密度：21122
e E D E ωε==⋅ 第五章 稳恒磁场
一、常见电流磁场分布
1、载流圆环圆心处磁场：
3（单位长度上匝数1/n d = d ：导线直径）
二、磁场定理
1、磁通量：通过某一面元dS 磁通：dS B S d B d m θφcos =⋅=
m S
B dS φ=⋅⎰⎰
2、磁场的高斯定理：通过任意闭合曲面的磁通量为零： 0=⋅⎰⎰S
S d B
稳恒磁
场是无源场
3稳恒磁场是一非保守场
∑内
I
：闭合回路所包围的电流的代数和。
I 的正负：由所取回路的方向按右手定则确
定。
B 指回路上各处的磁感应强度，由回路内外的全部电流产生；环流⎰⋅l
l d B
只与回路
内的电流有关。
三、利用磁场叠加原理求B ： ,
i i
B B B dB =
=∑⎰
四、应用
1、洛伦兹力：B v q f ⨯= 当B v
⊥时：粒子在均匀磁场中作匀速圆周运
动：2/mv qvB mv R R qB =→= 2m
T qB
π=
2、安培力：电流元受力： B l Id F d
⨯= 一段载流导线受力：⎰⨯=L
B l Id F
若直导线上的B
处处与导线垂直且相等，则安培力：F IBL =
3磁矩m P
N ：线圈匝数；I 为通过线圈的电流强度；S 为线圈的面积；n
为线圈的法向单位矢量
五、磁场中的磁介质
1
2、磁介质安培环路定理： ∑⎰=⋅0I l d H l
H
：磁场强度矢量
μ：介质的磁导率。
r μ：介质的相对磁导率r μμμ0=
3、无介质时的公式将0μ换成μ（或0μ上乘r μ），即为有磁介质时的公式 第六章 变化的电磁场
一、法拉第电磁感应定律： 感应电流：1m
d I R
R dt
ε
Φ=
=-
感应电量：R Idt q m ∆Φ-==
⎰
二、 产生动生电动势的非静电力—洛仑兹力 动生电动势计算：1
三、产生感生电动势的非静电力－感生电场力 四、感生电场的环流：
m l
S d B
E dl dS dt
t Φ∂⋅=-
=-⋅∂⎰
⎰感 感生电场是非保守场。
无势能
感生电场的通量： 0S
E dS ⋅=⎰
感 感生电场是无源场。
感生电场线是闭合曲
线。
五、磁场的能量
1、自感磁能、线圈储存的能量
21W LI = ＊2、磁场的能量密度
六、麦克斯韦方程的积分形式
d
d S
d H dl I I I dt
Φ⋅=+=+
⎰
磁场由传导电流和（位移电流）变化的电
场激发
位移电流的实质是时变电场，无电荷移动，无焦耳热 第十章 气体动理论及热力学
一、理想气体的状态方程 1
玻尔兹曼常数/A k R N =；气体普适常数R ；阿伏加德罗常数A N ；
气体分
子质量
理想气体内能：
平均速率：
方均根速率：p v v >>
四、热力学第一定律：第一类永动机是不可能制成的。
五、非平衡过程：绝热自由膨胀过程（气体体积增加一倍）：熵增加
0Q A ==120E T T ∴∆==
11122122p V p V V V ==
1212p p ∴=
六、理想气体在各种平衡过程：
七、循环过程 1、 循环一次：0=∆E 循环曲线围成图形面积
2、循环效率 1A Q Q Q η==-净放吸
吸
＊3八、一切实际过程都是不可逆过程，只能沿着（无序度增加）熵增加的方向进行。
0ds ≥（仅对可逆过程取等号） 可逆过程：无阻力的单摆，无摩擦的准静态过程
九、平均碰撞频率22Z d nv π= d ：分子有效直径 平均自由程：
21
2v Z
d n
λπ=
= 第十二章 量子物理
一、光电方程 212m h mv A ν=+，c m
eU mv =22
1，00
hc
h A νλ=
=
二 、德布罗意假设
2;h
mc h p mv ενλ====
德布罗意波长：h
mv λ= 电子0A U
λ=
德布罗意波是一种没有能量转移的概率波。
1927年戴维孙和革末用电子衍
射实验证实实物粒子的波动性。
四、不确定关系：x x P h ∆⋅∆=粒子的坐标和动量不能同时精确确定。
五、2
(,,,)x y z t ψ 就表示粒子在t 时刻在(x,y ，z)处单位体积内出现的概率 波函数的标准化条件：单值、有限、连续。
波函数的归一化：2
1dv ψ=⎰
六、玻尔理论：轨道角动量：2h
L mvr n
n π
=== 跃迁假设：n k h E E ν=- 轨道半径：0
20.531,2,3...n r n A n ==，能级：213.6
1,2,3...n E eV n n
=-=
七、氢原子的量子力学处理：
1、主量子数：12 3...(1)n n =-、、、
角量子数：
0123 (1)
p d
l n s =-、、、、、、
磁量子数：012......l m l =±±±、
、、 自旋磁量子数：s m =±1/2
2、核外电子分布遵从：泡利不相容原理；能量最低原理。