高中物理電磁學(xué)公式、規(guī)律匯總

PAGEPAGE4高中物理電磁學(xué)公式、規(guī)律匯總穩(wěn)恒電流1、電流：（電荷的定向移動(dòng)形成電流）定義式：I=微觀式：I=nesv，（n為單位體積內(nèi)的電荷數(shù)，v為自由電荷定向移動(dòng)的速率。）（說明：將正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流方向。在電源外部，電流從正極流向負(fù)極；在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極。）2、電阻：定義式：（電阻R的大小與U和I無關(guān)）決定式：R=ρ（電阻率ρ只與材料性質(zhì)和溫度有關(guān)，與橫截面積和長度無關(guān)）電阻串聯(lián)、并聯(lián)的等效電阻：串聯(lián)：R=R1+R2+R3+……+Rn并聯(lián)：4、歐姆定律：（1）部分電路歐姆定律（只適用于純電阻電路）：（2）閉合電路歐姆定律：I=①路端電壓：U=E－Ir=IR②有關(guān)電源的問題：總功率：P總=EI輸出功率：P總=EI－Ir=（當(dāng)R=r時(shí)，P出取最大值，為）損耗功率：電源效率：==EQ\F(R,R+r)5、電功和電功率：電功：W=UIt電功率：P=UI電熱：Q=熱功率：P熱=對(duì)于純電阻電路：W=QUIt=U=對(duì)于非純電阻電路：WQUItU（歐姆定律不成立）電場1、電場的力的性質(zhì)：電場強(qiáng)度：（定義式）E=（q為試探電荷，場強(qiáng)的大小與q無關(guān)）點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)：E=（Q為場源電荷）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)：E=（d為沿場強(qiáng)方向的距離）2、電場的能的性質(zhì)：電勢(shì)差：U=（或W=Uq）UAB=φA?φB電場力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：W=?EP（說明：建議應(yīng)用以上公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，只代入絕對(duì)值，方向或者正負(fù)單獨(dú)判斷。）3、靜電平衡(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，其表面為一個(gè)等勢(shì)面。(3)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，表面上任何一點(diǎn)的場強(qiáng)方向都跟該點(diǎn)的表面垂直。(4)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面上。4、電容定義式：C＝EQ\F(Q,U)＝EQ\F(ΔQ,ΔU) （Q是指每個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。）決定式：C＝EQ\F(εS,4πkd)注意：①平行板電容器充電后保持兩極板與電源相連，U不變，②平行板電容器充電后兩極板與電源斷開，Q不變電磁感應(yīng)1、感應(yīng)電流的方向判定：①導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線：右手定則；②磁通量發(fā)生變化：楞次定律。2、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。孩貳=BLv（要求L垂直于B、v，否則要分解到垂直的方向上）②E=（①式常用于計(jì)算瞬時(shí)值，②式常用于計(jì)算平均值）cbcb1、交變電流的產(chǎn)生：線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若線圈從中性面(線圈平面與磁場方向垂直)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值：e=Emsinωt,Em=nBSω2、正弦式交流電的四個(gè)值：（1）峰值：Em=nBωS∥，出現(xiàn)在B//S時(shí)刻，與線圈的形狀及轉(zhuǎn)軸所在的位置無關(guān)。（2）瞬時(shí)值：從中性面（BS）開始計(jì)時(shí)：e=Emsinωt從垂直中性面（B//S）開始計(jì)時(shí)，e=Emcosωt（：指轉(zhuǎn)過的角度）（3）平均值：利用求解，是求解“通過導(dǎo)體橫截面電量”的基礎(chǔ)。（4）“有效值”的理解：峰值和有效值之間的“”關(guān)系僅適用于正弦式交流電。相同時(shí)間內(nèi)“熱效應(yīng)相等”是求解有效值的根本原則。電壓表、電流表的測(cè)量值指“有效值”，凡未作特殊說明時(shí)，一般均指“有效值”。（注意：平均值用來求“通過導(dǎo)體橫截面電量”，而有效值用來求“電熱”。）3、電感和電容對(duì)交流的影響：（1）電感：通直流，阻交流；通低頻，阻高頻（2）電容：通交流，隔直流；通高頻，阻低頻（3）電阻：交、直流都能通過，且都有阻礙4、變壓器原理（理想變壓器）：（1）功率：P1=P2（2）電壓：（3）電流：如果只有一個(gè)副線圈：若有多個(gè)副線圈：n1I1=n2I2+n3I3電磁場和電磁波1、電磁振蕩（LC回路）的周期：T=2π2、麥克斯韋的電磁場理論（1）變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生電場（磁場）；（2）均勻變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場（磁場）；（3）振蕩的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場（磁場）；可以證明：振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場；振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。3、電磁波：變化的電場和磁場從產(chǎn)生的區(qū)域由近及遠(yuǎn)地向周圍空間傳播開去，就形成了電磁波。（1）電磁波是橫波。在電磁波傳播方向上的任一點(diǎn)，場強(qiáng)E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B均與傳播方向垂直且隨時(shí)間變化，因此電磁波是橫波。（2）電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播。在真空中的波速為c=3.0×108m/s。（3）波速和波長、頻率的關(guān)系：c＝λf注意：麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在以及在真空中波速等于光速c，后由赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。a、b、c、d是勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場線與矩形所在的平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)是20V，b點(diǎn)的電勢(shì)是24V，d點(diǎn)的電勢(shì)是4V，如圖。由此可知，c點(diǎn)的電勢(shì)為（）A、4VB、8VC、12VD、24V全國卷Ⅰ如圖所示，LOO’L’為一折線，它所形成的兩個(gè)角∠LOO’和∠OO’L‘均為450。折答案.B【解析】發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的科學(xué)家是丹麥的奧斯特.而法拉第是發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象（廣東卷理科基礎(chǔ)）5．導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確的是A．橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長度成正比B．長度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比C．電壓一定，電阻與通過導(dǎo)體的電流成正比D．電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比答案.A【解析】對(duì)于同中材料的物體,電阻率是個(gè)定值,根據(jù)電阻定律可知A正確（廣東卷理科基礎(chǔ)）12．關(guān)于同一電場的電場線，下列表述正確的是A．電場線是客觀存在的B．電場線越密，電場強(qiáng)度越小C．沿著電場線方向，電勢(shì)越來越低D．電荷在沿電場線方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能減小答案.C【解析】電場是客觀存在的,而電場線是假想的,A錯(cuò).電場線越密的地方電場越大B錯(cuò).沿著電場線的方向電勢(shì)逐漸降低C對(duì).負(fù)電荷沿著電場線方向移動(dòng)時(shí)電場力做負(fù)功電勢(shì)能增加D錯(cuò)（廣東卷理科基礎(chǔ)）13．帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用。下列表述正確的是A．洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功B．洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)能C．洛倫茲力的大小與速度無關(guān)D．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向答案.B【解析】根據(jù)洛倫茲力的特點(diǎn),洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功,A錯(cuò).B對(duì).根據(jù),可知大小與速度有關(guān).洛倫茲力的效果就是改變物體的運(yùn)動(dòng)方向,不改變速度的大小.（廣東卷理科基礎(chǔ)）15．搬運(yùn)工人沿粗糙斜面把一個(gè)物體拉上卡車，當(dāng)力沿斜面向上，大小為F時(shí)，物體的加速度為a1；若保持力的方向不變，大小變?yōu)?F時(shí)，物體的加速度為a2，則A．a(chǎn)l=a2B．a(chǎn)1<a2<2alC．a(chǎn)2=2a1D．a(chǎn)2>2al答案.D【解析】當(dāng)為F時(shí)有,當(dāng)為2F時(shí)有,可知,D對(duì).（廣東卷理科基礎(chǔ)）16．如圖6，一帶負(fù)電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡。M和N是軌跡上的兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn)。不計(jì)重力，下列表述正確的是A．粒子在M點(diǎn)的速率最大B．粒子所受電場力沿電場方向C．粒子在電場中的加速度不變D．粒子在電場中的電勢(shì)能始終在增加答案.C【解析】根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)物體的受力特點(diǎn)合力指向軌跡的凹一側(cè),再結(jié)合電場力的特點(diǎn)可知粒子帶負(fù)電,即受到的電場力方向與電場線方向相反,B錯(cuò).從N到M電場力做負(fù)功,減速.電勢(shì)能在增加.當(dāng)達(dá)到M點(diǎn)后電場力做正功加速電勢(shì)能在減小則在M點(diǎn)的速度最小A錯(cuò),D錯(cuò).在整個(gè)過程中只受電場力根據(jù)牛頓第二定律加速度不變.2．圖9是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場。下列表述正確的是A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C．能通過的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小【答案】ABC?！窘馕觥坑杉铀匐妶隹梢娏Ｗ铀茈妶隽ο蛳?，即粒子帶正電，在速度選擇器中，電場力水平向右，洛倫茲力水平向左，如圖所示，因此速度選擇器中磁場方向垂直紙面向外B正確；經(jīng)過速度選擇器時(shí)滿足,可知能通過的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B，帶電粒子進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)則有，可見當(dāng)v相同時(shí)，，所以可以用來區(qū)分同位素，且R越大，比荷就越大，D錯(cuò)誤。（廣東物理）18.（15分）如圖18（a）所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度