高中電磁學小總結

2021-10-16 17:56:46 字數 4752 閱讀 4670

一、元電荷

帶電體的電荷量都等於最小電荷量e的整倍數。最小電荷量e就叫做元電荷

e=1.6021892*10^-19

到現在為止,也許人們都這麼認為:分子之間什麼都沒有。其實大多數情況分子是由原子組成的。如果我們把它轉為「原子之間有什麼」的話也許會讓這個問題更科學。

什麼是電場?也許很多人都把它忽略了,覺得它只是物理學的乙個很小的領域。但我覺得電場是乙個非常了不起的東西。

他是世界上一切力量之源。他是一切物理、工業、化學、能源、電子、資訊、生物等學科研究的本質物件。為什麼呢?

讓我們詳細分析一下:

1、摩擦力,彈力主要由電場力貢獻的;

2、分子之間的力由電場力組成;

3、生化反應的動力源泉是電場;

4、電流,電壓由電場力引起;

5、光、電磁波由電場引起;

6、資訊科技也是研究電場的特性。

二、電荷量

通常,正電荷的電荷量用正數表示,負電荷的電荷量用負數表示。 任何帶電體所帶電量總是等於某乙個最小電量的整數倍,這個最小電量叫做基元電荷,也稱元電荷,用e表示,1e=1.60217733×10^-19c ,在計算中可取e=1.

6×10^-19c。它等於乙個電子所帶電量的多少,也等於乙個質子所帶電量的多少 。 國際單位制中電量的基本單位是庫侖,量綱為i*t ,1庫侖=1安培·秒 。

庫侖是電量的單位,符號為c。它是為紀念法國物理學家庫侖而命名的。若導線中載有1安培的穩恆電流,則在1秒內通過導線橫截面積的電量為1庫侖。

庫侖不是國際標準單位,而是國際標準匯出單位。乙個電子所帶負電荷量庫侖(元電荷),也就是說1庫侖相當於6.24146×10^18個電子所帶的電荷總量。

電荷量的公式: q=it(其中i是電流,單位a ;t是時間,單位s)

三、電場

點電荷電場線

靜止電荷在其周圍空間產生的電場,稱為靜電場;隨時間變化的磁場在其周圍空間激發的電場稱為有旋電場(也稱感應電場或渦旋電場)。靜電場是有源無旋場,電荷是場源;有旋電場是無源有旋場。普遍意義的電場則是靜電場和有旋電場兩者之和。

電場是乙個向量場,其方向為正電荷所受電場力的方向。電場的力的性質用電場強度來描述。

1、靜電場

靜電場是由靜止電荷激發的電場。靜電場的電場線起始於正電荷或無窮遠,終止於無窮遠或負電荷。其電場力移動電荷做功具有與路徑無關的特點。

用電勢差描述電場的能的性質,或用等勢面形象地說明電場的電勢的分布。

2、感應電場

變化磁場激發的電場叫感應電場或渦旋電場。感渦旋電場

磁場變化時線圈產生的感生電動勢與導體的種類、形狀、性質和構成均無關,是由磁場本身的變化引起的。因此麥克斯韋提出了「變化的磁場會在其周圍的空間激發一種電場,正式這種電場使得閉合迴路中產生了感生電動勢和感生電流」的理論,並將這種電場稱為渦旋電場。

應電場的電場線是閉合的,沒有起點、終點。閉合的電場線包圍變化的磁場。

3、感應電流產生的條件

1 ).電路是閉合且通的

2 ).穿過閉合電路的磁通量發生變化

3 ).電路的一部分在磁場中做切割磁感線運動(切割磁感線運動就是為了保證閉合電路的磁通量發生改變)

此三個條件中,缺少條件1,則不會產生感應電流,但是感應電動勢仍然存在(前提是有磁通量的變化);若缺少條件2,則必定不會產生感應電動勢,也就無感應電流產生;若缺少條件3,則要看清狀態,若閉合迴路的磁通量發生變化而無切割磁感線,如:閉合線圈靜止在磁感應強度變化的磁場中,此時仍然有感應電流產生;若閉合迴路的磁通量為發生變化而閉合迴路在切割磁感線,則此時迴路中無感應電流產生。

電磁感應現象中之所以強調閉合電路的「一部分導體」,是因為當整個閉合電路切割磁感線時,左右兩邊產生的感應電流方向分別為逆時針和順時針,對於整個電路來講電流抵消了。

電磁感應中的能量關係

電磁感應是乙個能量轉換過程,例如可以將重力勢能,動能等轉化為電能,熱能等

四、電場力

一,定義:電荷之間的相互作用是通過電場發生的.只要有電荷存在,電荷的周圍就存在著電場,電場的基本性質是它對放入其中的電荷有力的作用,這種力就叫做電場力。

二方向:正電荷沿電場線的切線方向,負電荷沿電場線的切線方向的反方向。

三計算:電場力的計算公式是f=qe,其中q為點電荷的帶電量,e為場強。或由w=fd,也可以根據電場力做功與在電場力方向上運動的距離來求。

電磁學中另乙個重要公式w=qu(其中u為兩點間電勢差)就是由此公式推導得出。

五、電場力的功能:

由於電場力的作用廣泛,它應用到粒子加速器,航天事業中導航修正.對新物質的加工。對物質排列改變.在未來可能是主要動力之一等等。

電場力的研究方向:

在未來有電場力的存在航空航天事業會得到長足發展,例如利用電場保護層(可以讓飛行器更輕);以及讓飛行器依賴電場飛行(而取代現有的發動機);電場在核物質的衰變起作用(讓我們能更好的利用能源)。

六、電場強度

描述某點電場特性的物理量,符號是e,e是向量。電場強度簡稱場強,定義為放入電場中某點的電荷所受的電場力f跟它的電荷量q的比值,場強的方向與正檢驗電荷的受力方向相同。場強的定義是根據電場對電荷有作用力的特點得出的。

對電荷激發的靜電場和變化磁場激發的渦旋電場都適用。場強的單位是牛/庫或伏/公尺,兩個單位名稱不同大小一樣。場強數值上等於單位電荷在該點受的電場力,場強的方向與正電荷受力方向相同。

電場的特性是對電荷有作用力,電場力,正電荷受力方向與方向相同,負電荷受力方向與方向相反。電場是一種物質,具有能量,場強大處電場的能量大。

已知電場強度可判定電場對電荷的作用力,電介質(絕緣體)的電擊穿與場強大小有關。

點電荷的電場強度由點電荷決定,與試探電荷無關.

真空中點電荷場強公式:e=k*q/r^2

勻強電場場強公式:e=u/d

任何電場中都適用的定義式:e=f/q

介質中點電荷的場強:kq/(r^2)

(注:勻強電場。在勻強電場中,場強大小相等,方向相同,勻強電場的電場線是一組疏密相同的平行線. )

在勻強電場中,有e=u/d(只適用於勻強電場),u為電勢差,單位:伏特/公尺。電荷在此電場中受到的力為恒力,帶電粒子在勻強電場中作勻變速運動。而此電場的等勢面與電場線相垂直。

電場強度是描述電場的性質的基本物理量,是個向量。簡稱場強。規定其方向與正電荷在該點受的電場力方向相同。

按照這個規定,負電荷在該點受的電場力方向與電場強度方向相反。電場的基本特徵是能使其中的電荷受到電場力。

在電場中某觀察點的電場強度e,等於置於該點的靜止電荷q'所受的力f與電量q'的比。試驗電荷q'的數值應足夠小,不改變它所在處的電場。這樣,電場強度就等於每單位正電荷所受的力。

電場強度的單位應是牛(頓)每庫(倫)在國際單位制中,符號為n/c。如果1c的電荷在電場中的某點受到的靜電力是1n,這點的電場強度就是1n/c。電場強度的另一單位是伏(特)每公尺,符號是v/m,它與牛每庫相等,即1v/m=1n/c。

電場強度的定義是放入電場中某點的電荷所受靜電力f跟它的電荷量比值,定義式e=f/q ,適用於一切電場;其中f為電場對試探電荷的作用力,q為試探電荷的電荷量。單位n/c。

電場強度的方向:電場中某點的場強方向規定為放在該點的正電荷受到的靜電力方向。

對於真空中靜止點電荷q所建立的電場,可以由庫侖定律得出 。

式中r是電荷q 至觀察點(或q')的距離;r是由q 指向該觀察點的單位向量,它標明了e的電場。

七、高中物理中的電場強度概念

①定義:放入電場中某點的電荷所受靜電力f跟它的電荷量比值,叫做該點的電場強度。

②定義式:e=f/q ,f為電場對試探電荷的作用力,q為放入電場中某點的受力電荷(試探電荷)的電荷量。

③電場強度的方向:規定為放在該點的正電荷受到的靜電力方向。與正電荷受力方向相同,與負電荷受力方向相反。

④物理意義:描述電場強弱的物理量,描述電場的力的性質的物理量。電場強度的大小取決與電場本身,或者說取決於激發電場的電荷,與電場中的受力電荷無關。

⑤適用條件:適用於一切電場。

⑥電場強度是向量。

⑦電場的決定式:=kq/r^2(只適用於點電荷)。其中e是電場強度,k是靜電力常量,q是源電荷的電量,r是源電荷與試探電荷的距離。

⑧電場力:f=e*q

八、電場線

為形象地描述場強的分布,在電場中人為地畫出一些有方向的曲線,曲線上一點的切線方向表示該點場強的方向。電場線的疏密程度與該處場強大小成正比。

電場是一種物質,電場線是我們人為畫出的便於形象描述電場分布的輔助工具,並不是客觀存在的。

在沒有電荷的空間,電場線具有不相交、不中斷的特點。靜電場的電場線還具有下列特性:

1、電場線不閉合,始於正電荷終止於負電荷;

2、電場線垂直於導體表面;

3、電場線與等勢面垂直。

感應電場的電場線具有下述特性:

1、電場線是閉合的;

2、閉合的電場線包圍磁感線。

知道乙個電場的電場線,就可判定場強的方向和大小,就可畫出等勢面,能判定電勢高低(沿電場線方向電勢降低)。

應該注意,電場線不是電荷的運動軌跡。根據電場線方向能確定電荷的受力方向和加速度方向,不能確定電荷的速度方向、運動的軌跡。電場線是直線時,電荷運動速度與電場線平行,電荷運動軌跡與電場線重合。

九、右手安培定理

伸開右手,使大拇指跟其餘四個手指垂直,並且都跟手掌在乙個平面內,把右手放入磁場中,讓磁感線順著從手心到指尖,大拇指指向導體運動的方向,那麼其餘四個手指所指的方向就是感應電流的方向。

1.[感應電動勢的大小計算公式]:

1)e=nδφ/δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,e:感應電動勢(v),n:感應線圈匝數,δφ/δt:磁通量的變化率}

2)e=blvsina(切割磁感線運動) e=blv中的v和l不可以和磁感線平行,但可以不和磁感線垂直,其中sina為v或l與磁感線的夾角。 {l:有效長度(m)}

3)em=nbsω(交流發電機最大的感應電動勢) {em:感應電動勢峰值}

高中電磁學公式總結

一 直流電路 1 電流的定義 i微觀表示 i nesv,n為單位體積內的電荷數 2 電阻定律 r 電阻率 只與導體材料性質和溫度有關,與導體橫截面積和長度無關 3 電阻串聯 併聯 串聯 r r1 r2 r3 rn 併聯兩個電阻併聯 r 4 歐姆定律 1 部分電路歐姆定律 u ir 2 閉合電路歐姆定...

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4 帶電粒子在電場中的運動 1 加速 uq mv2 偏 運動分解 x vo t vx vo y a t2 vy a t a 三 磁場 1 幾種典型的磁場 通電直導線 通電螺線管 環形電流 地磁場的磁場分布。2 磁場對通電導線的作用 安培力 f bil 要求 b i,力的方向由左手定則判定 若b i,...

電磁學總結

第一章靜止電荷的電場 本章要點 1 庫侖定律 略 2 電場強度 電場中任意點的電場強度等於靜止於該點的單位正電荷所受的電場力,一般是空間座標的函式,為檢驗電荷。該公式適用於任何電場。3 靜止的點電荷的電場分布 具有球對稱性 q為場源電荷。4 電荷連續分布的帶電體的場強分布 應用該公式解題的一般思路 ...