高中电磁学小总结

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1、- 1 -高高中中物物理理电电磁磁学学小小总总结结一一、元元电电荷荷带电体的电荷量都等于最小电荷量e 的整倍数。最小电荷量 e 就叫做 元电荷 e=1.6021892*10-19 到现在为止，也许人们都这么认为：分子之间什么都没有。其实大多数 情况分子是由原子组成的。如果我们把它转为 “原子之间有什么 ”的话也 许会让这个问题更科学。 什么是电场？也许很多人都把它忽略了，觉得它只是物理学的一个很 小的领域。但我觉得电场是一个非常了不起的东西。他是世界上一切力量之 源。他是一切物理、工业、化学、能源、电子、信息、生物等学科研究的本 质对象。为什么呢？让我们详细分析一下： 1、摩擦力，弹力主要由电

2、场力贡献的； 2、分子之间的力由电场力组成； 3、生化反应的动力源泉是电场； 4、电流，电压由电场力引起； 5、光、电磁波由电场引起； 6、信息技术也是研究电场的特性。二二、电电荷荷量量通常，正电荷的电荷量用正数表示，负电荷的电荷量用负数表示。 任何带电体所带电量总是等于某一个最小电量的整数倍，这个最小电量叫做 基元电荷，也称元电荷，用 e 表示，1e=1.6021773310-19C ，在计算中 可取 e=1.610-19C。它等于一个电子所带电量的多少，也等于一个质子 所带电量的多少 。 国际单位制中电量的基本单位是 库仑，量纲为 I*T ，1 库仑=1 安培秒 。 库仑是电量的单位，符号

3、为 C。它是为纪念法国 物理学家库仑而命名的。若导线中载有1 安培的稳恒电流，则在 1 秒内通 过导线横截面积的电量为 1 库仑。 库仑不是国际标准单位，而是国际标准 导出单位。一个电子所带负电荷量库仑（元电荷），也就是说1 库仑相当- 2 -于 6.241461018 个电子所带的电荷总量。 电荷量的公式： Q=It（其中 I 是电流，单位 A ；t 是时间，单位 s）三三、电电场场点电荷电场线静止电荷在其周围空间产生的电场，称为 静电场；随时间变化的磁场 在其周围空间激发的电场称为 有有旋旋电电场场（也称感应电场或涡旋电场）。 静静 电电场场是有源无旋场，电荷是场源； 有有旋旋电电场场是无

4、源有旋场。普遍意义的电 场则是静电场和有旋电场两者之和。 电场是一个矢量场，其方向为正电荷所受电场力的方向。电场的力的性 质用电电场场强强度度来描述。1 1、静静电电场场静电场是由静止电荷激发的电场。静电场的电场线起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷。其电场力移动电荷做功具有与路径无关的特点。 用电势差描述电场的能的性质，或用 等势面形象地说明电场的电势的分布。2 2、感感应应电电场场变化磁场激发的电场叫感应电场或 涡涡旋旋电电场场。感涡涡旋旋电电场场 磁场变化时线圈产生的 感生电动势 与导体的种类、形状、性质和构成 均无关，是由磁场本身的变化引起的。因此 麦克斯韦提出了“变化的磁场 会

5、在其周围的空间激发一种电场，正式这种电场使得闭合回路中产生了感 生电动势和感生电流”的理论，并将这种电场称为 涡涡旋旋电电场场。 - 3 -应电场的电场线是闭合的，没有起点、终点。闭合的电场线包围变化的 磁场。3 3、感感应应电电流流产产生生的的条条件件1 ).电路是闭合且通的 2 ).穿过闭合电路的磁通量发生变 化 3 ).电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动（切割磁感线运动就是为了保证闭合电路的磁通量发生改变） 此三个条件中，缺少条件 1，则不会产生感应电流，但是感应电动势仍 然存在（前提是有磁通量的变化）；若缺少条件2，则必定不会产生感应电 动势，也就无感应电流产生；若缺少条件3，则要看

6、清状态，若闭合回路的 磁通量发生变化而无切割磁感线，如：闭合线圈静止在磁感应强度变化的磁 场中，此时仍然有感应电流产生；若闭合回路的磁通量为发生变化而闭合回 路在切割磁感线，则此时回路中无感应电流产生。 电磁感应现象中之所以强调闭合电路的 “一部分导体 ”，是因为当整 个闭合电路切割磁感线时，左右两边产生的感应电流方向分别为逆时针和顺 时针，对于整个电路来讲电流抵消了。 电磁感应中的能量关系 电磁感应是一个 能量转换过程，例如可以将重力势能，动能等转化为电 能，热能等 四四、电电场场力力一,定义：电荷之间的相互作用是通过电场发生的 .只要有电荷存在 ,电 荷的周围就存在着电场 ,电场的基本性质

7、是它对放入其中的 电荷有力的作用 ,这 种力就叫做电电场场力力。 二方向：正电荷沿电场线的切线方向，负电荷沿电场线的切线方向的反 方向。 三计算：电场力的计算公式是 F=qE，其中 q 为点电荷的带电量， E 为 场强。或由 W=Fd，也可以根据电场力做功与在电场力方向上运动的距离来求。 电磁学中另一个重要公式 W=qU（其中 U 为两点间电势差）就是由此公式推 导得出。 五五、电电场场力力的的功功能能：- 4 -由于电场力的作用广泛，它应用到粒子 加速器,航天事业中导航修正 . 对新物质的加工。对物质排列改变 .在未来可能是主要动力之一等等。电电场场力力的的研研究究方方向向：在未来有电场力的

8、存在航空航天事业会得到长足发展，例如利用电场保 护层（可以让飞行器更轻）；以及让飞行器依赖电场飞行（而取代现有的发 动机）；电场在核物质的衰变起作用（让我们能更好的利用能源）。 六六、电电场场强强度度描述某点电场特性的物理量，符号是E，E 是矢量。电场强度简称场强， 定义为放入电场中某点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量 q 的比值，场 强的方向与正 检验电荷的受力方向相同。场强的定义是根据电场对电荷有作 用力的特点得出的。对电荷激发的静电场和变化磁场激发的涡旋电场都适用。 场强的单位是牛库或伏米，两个单位名称不同大小一样。场强数值上等 于单位电荷在该点受的电场力，场强的方向与正电荷受力方向相

9、同。 电场的特性是对电荷有作用力，电场力，正电荷受力方向与方向相同， 负电荷受力方向与方向相反。电场是一种物质，具有能量，场强大处电场的 能量大。 已知电场强度可判定电场对电荷的作用力， 电介质(绝缘体)的电击穿 与场强大小有关。 点电荷的电场强度由点电荷决定 ,与试探电荷无关 . 真空中点电荷场强公式 :E=k*Q/r2 匀强电场场强公式：E=U/d 任何电场中都适用的定义式： E=F/q 介质中点电荷的场强： kQ/(r2) （注：匀强电场。在匀强电场中，场强大小相等，方向相同，匀强电场 的电场线是一组疏密相同的平行线 . ） 在匀强电场中，有 E=U/d（只适用于匀强电场）， U 为电势

10、差，单位： 伏特/米。电荷在此电场中受到的力为恒力，带电粒子在匀强电场中作匀变 速运动。而此电场的等势面与电场线相垂直。电场强度是描述电场的性质的基本物理量，是个矢量。简称场强。规定 其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。按照这个规定，负电荷在该点 受的电场力方向与电场强度方向相反。电场的基本特征是能使其中的电荷 受到电场力。 在电场中某观察点的电场强度E，等于置于该点的静止电荷q所受的- 5 -力F与电量q的比。试验电荷q的数值应足够小，不改变它所在处的电场。 这样，电场强度就等于每单位正电荷所受的力。电场强度的单位应是牛 (顿)每库(伦)在国际单位制中，符号为 N/C。如果 1C 的电荷

11、在电场中的某 点受到的静电力是 1N，这点的电场强度就是 1N/C。电场强度的另一单位是 伏（特）每米，符号是 V/m，它与牛每库相等，即 1V/m=1N/C。 电场强度的定义是放入电场中某点的电荷所受静电力F 跟它的电荷量 比值，定义式 E=F/q ，适用于一切电场；其中 F 为电场对试探电荷的作用 力，q 为试探电荷的电荷量。单位 N/C。 电电场场强强度度的的方方向向： 电场中某点的场强方向规定为放在该点的正电荷受到 的静电力方向。 对于真空中静止点电荷q所建立的电场，可以由 库仑定律得出 。 式中r r是电荷q 至观察点（或q）的距离;r是由q 指向该观察点的 单位矢量,它标明了E的电

12、场。 七七、高高中中物物理理中中的的电电场场强强度度概概念念 定义：放入电场中某点的电荷所受静电力F 跟它的电荷量比值，叫 做该点的电场强度。 定义式：E=F/q ，F 为电场对试探电荷的作用力， q 为放入电场中某 点的受力电荷（试探电荷）的电荷量。 电场强度的方向：规定为放在该点的正电荷受到的静电力方向。与正 电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反。 物理意义：描述电场强弱的物理量，描述电场的力的性质的物理量。 电场强度的大小取决与电场本身，或者说取决于激发电场的电荷，与电场中 的受力电荷无关。 适用条件：适用于一切电场。 电场强度是矢量。 电场的决定式： =kQ/r2(只适用于点电荷）。

13、其中 E 是电场强度， k 是静电力常量， Q 是源电荷的电量， r 是源电荷与试探电荷的距离。 电场力：F=E*q八八、电电场场线线- 6 -为形象地描述场强的分布，在电场中人为地画出一些有方向的曲线，曲 线上一点的切线方向表示该点场强的方向。电场线的疏密程度与该处场强大 小成正比。 电场是一种物质，电场线是我们人为画出的便于形象描述电场分布的辅 助工具，并不是客观存在的。 在没有电荷的空间，电场线具有不相交、不中断的特点。静电场的电场 线还具有下列特性： 1、电场线不闭合，始于正电荷终止于负电荷； 2、电场线垂直于导体表面； 3、电场线与等势面垂直。 感感应应电电场场的的电电场场线线具具有

14、有下下述述特特性性： 1、电场线是闭合的； 2、闭合的电场线包围 磁感线。 知道一个电场的电场线，就可判定场强的方向和大小，就可画出等势面， 能判定电势高低 (沿电场线方向电势降低 )。 应应该该注注意意，电场线不是电荷的运动轨迹。根据电场线方向能确定电荷的 受力方向和加速度方向，不能确定电荷的速度方向、运动的轨迹。电场线是 直线时，电荷运动速度与电场线平行，电荷运动轨迹与电场线重合。九九、右右手手安安培培定定理理伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内， 把右手放入磁场中，让磁感线顺着从手心到指尖，大拇指指向导体运动的方 向，那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向

15、。 1 1. .感应电动势的大小计算公式 ： 1)En/t（普适公式）法拉第电磁感应定律， E：感应电动势 (V)，n：感应线圈匝数， /t:磁通量的变化率 2)EBLVsinA(切割磁感线运动 ) E=BLV 中的 v 和 L 不可以和磁感线平 行，但可以不和磁感线垂直，其中sinA 为 v 或 L 与磁感线的夹角。 L: 有效长度(m) 3)EmnBS（交流发电机 最大的感应电动势） Em:感应电动势峰值4)EB(L2)/2（导体一端固定以 旋转切割） :角速度 (rad/s)，V:速度(m/s)，(L2)指的是 L 的平方 - 7 -2 2. .磁通量 BS :磁通量(Wb),B:匀强磁

16、场的磁感应强度 (T),S:正 对面积(m2) 计算公式=1-2 ，=BS=BLVt 3 3. .感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定电源内部的电流方向： 由负极流向正极 4 4. .自感电动势 E 自n/tLI/tL:自感系数(H)(线圈 L 有 铁芯比无铁芯时要大 )，I:变化电流， ?t:所用时间，I/t:自感电流 变化率(变化的快慢 ) 特特别别注注意意：， ，/t 无必然联系， E 与电阻无关 E=n /t 。 电动势的单位是伏 V ，磁通量的单位是 韦伯 Wb ，时间单位是 秒 s 。十十、库库仑仑定定律律的的发发现现库仑定律可以说是一个实验定律，也可以说是牛顿引力定律在电学和磁 学中的“推论”。假如说它是一个实验定律，库仑扭称实验起到了重要作用， 而