一、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e=1.60×10-19C）
2.库仑定律F=KQ1Q2/r2（在真空中）*F=KQ1Q2/εr2(在介质中） F:点电荷间的作用力(N)
K:静电力常量K=9.0×109N·m2/C2 Q1、Q2:两点荷的电量(C) ε：介电常数 r:两点荷间的距离(m) 方向在它们的连线上，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
3.电场强度E=F/q （定义式、计算式) E :电场强度(N/C) q：检验电荷的电量(C) 是矢量
4.真空点电荷形成的电场E=KQ/r2 r：点电荷到该位置的距离（m） Q：点电荷的电亘
5.电场力F=qE F:电场力(N) q:受到电场力的电荷的电量(C) E:电场强度(N/C)
6.电势与电势差UA=εA/q UAB=UA- UB UAB =WAB/q=- ΔεAB/q
7.电场力做功WAB= qUAB WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J) q:带电量(C)
UAB:电场中A、B两点间的电势差(V) (电场力做功与路径无关)
8.电势能εA=qUA εA:带电体在A点的电势能(J) q:电量(C) UA:A点的电势(V)
9.电势能的变化ΔεAB =εB- εA (带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值)
10.电场力做功与电势能变化ΔεAB= -WAB= -qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
11.电容C=Q/U (定义式,计算式) C:电容(F) Q:电量(C) U:电压(两极板电势差)(V)
12.匀强电场的场强E=UAB/d UAB:AB两点间的电压(V) d:AB两点在场强方向的距离(m)
13.带电粒子在电场中的加速(Vo=0) W=ΔEK qu=mVt2/2 Vt=(2qU/m)1/2
14.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
类似于 垂直电杨方向:匀速直线运动L=Vot (在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d)
平抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动 d=at2/2 a=F/m=qE/m
15.*平行板电容器的电容C=εS/4πKd S:两极板正对面积 d:两极板间的垂直距离
注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分。(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直。（3）常见电场的电场线分布要求熟记，（见图、[教材B7、C178]）。(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关。(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面.导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面。(6)电容单位换算1F=106μF=1012PF (7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J。(8)静电的产生、静电的防止和应用要掌握。
、
二、恒定电流
1.电流强度I=q/t I:电流强度(A） q:在时间t内通过导体横载面的电量(C） t:时间(S）
2.部分电路欧姆定律I=U/R I:导体电流强度(A) U:导体两端电压(V) R:导体阻值(Ω)
3.电阻 电阻定律R=ρL/S ρ:电阻率(Ω·m) L:导体的长度(m) S:导体横截面积(m2)
4.闭合电路欧姆定律I=ε/( r + R) ε= Ir + IR ε=U内+U外
I:电路中的总电流(A) ε:电源电动势(V) R:外电路电阻(Ω) r:电源内阻(Ω)
5.电功与电功率 W=UIt P=UI W:电功(J) U:电压(V) I:电流(A) t:时间(S) P:电功率(W)
6.焦耳定律Q=I2Rt Q:电热(J) I:通过导体的电流(A) R:导体的电阻值(Ω) t:通电时间(S)
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率 P总=Iε P出=IU η=P出/P总
I:电路总电流(A) ε:电源电动势(V) U:端电压(V) η：电源效率
9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3=
功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻
(1)电路组成 (2)测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏得
Ig=ε/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为
Ix=ε/(r+Rg+Ro+Rx)=ε/(R中+Rx)
由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小
(3)使用方法:选择量程、短接调零、测量读数、
注意档位(倍率)。
(4)注意:测量电阻要与原电路脱开,选择量程使指针在中央附近,每次换档要重新短接调零。
11.伏安法测电阻
电流表内接法： 电流表外接法：
电压表示数：U=UR+UA 电流表示数：I=IR+IV
R的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+R>R R的测量值=U/I=UR/(IR+IV)= RVR/(RV+R)
电压调节范围小,电路简单,功耗小 电压调节范围大,电路复杂,功耗较大
便于调节电压的选择条件Rp≈Ro 便于调节电压的选择条件Rp
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大。(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻。(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大。(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为ε2/(2r)。(6)同种电池的串联与并联要求掌握。
三、磁场
1.磁感强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量。 单位:(T), 1T=1N/A·m
2.磁通量Φ=BS Φ:磁通量(Wb) B:匀强磁场的磁感强度(T) S:正对面积(m2)
3.安培力F=BIL (L⊥B) B:磁感强度(T) F:安培力(F) I:电流强度(A) L:导线长度(m)
4.洛仑兹力f=qVB (V⊥B) f:洛仑兹力(N) q:带电粒子电量(C) V:带电粒子速度(m/S)
5.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)
(1) 带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=Vo
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下:(a) F心= f洛 mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R= qVB R=mV/qB T=2πm/qB (b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)。(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径。
注：(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负。(2)常见磁场的磁感线分布要掌握(见图及教材B68、B69、B70)。
十三、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式] [公式中的物理量和单位]
1)ε=nΔΦ/Δt（普适公式） ε：感应电动势(V) n：感应线圈匝数
2)ε=BLV (切割磁感线运动) ΔΦ/Δt:磁通量的变化率 S：面积
3)εm=nBSω （发电机最大的感应电动势） εm:电动势峰值 L:有效长度(m)
4)ε=BL2ω/2 （导体一端固定以ω旋转切割） ω:角速度(rad/S) V:速度(m/S)
2.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)。
3.自感电动势ε自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt L:自感系数(H),(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)
ΔI:变化电流 ?t:所用时间 ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)
注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点见教材C254。(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化(3)单位换算1H=103mH=106μH。
十四、交变电流（正弦式交变电流）
1.电压瞬时值e=εmsinωt 电流瞬时值 ?=Imsinωt (ω=2πf)
2.电动势峰值εm=nBSω 电流峰值(纯电阻电路中)Im=εm/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值 ε=εm/(2)1/2 U=Um/(2)1/2 I=Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2=n1/n2 I1/I2=n2/n2 P入=P出
5.公式1、2、3、4中物理量及单位 ω:角频率(rad/S) t:时间(S) n:线圈匝数
B:磁感强度(T) S:线圈的面积(m2) U:(输出)电压(V) I:电流强度(A) P:功率(W)
注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即: ω电=ω线 f电=f线 (2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值。(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入 。(5)在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P′=(P/U)2R P′:输电线上损失的功率 P:输送电能的总功率 U:输送电压 R:输电线电阻。(6)正弦交流电图象B111
高中物理选修3-1公式
电磁学常用公式
库仑定律：F=kQq/r²
电场强度：E=F/q
点电荷电场强度：E=kQ/r²
匀强电场：E=U/d
电容定义式:C=Q/U
电容:C=εS/4πkd
带电粒子在匀强电场中的运动
垂直加速度:a=qU/md
微观电流：I=nesv
电源非静电力做功：W=εq
欧姆定律：I=U/R
电功率：W=UIt 电功:P=UI
电阻定律：R=ρl/S
全电路欧姆定律：ε=I(R+r) ε=U外+U内
安培力：F=ILBsinθ
磁通量：Φ=BS
电磁感应
感应电动势：E=nΔΦ/Δt
导线切割磁感线：ΔS=lvΔt E=Blv*sinθ
感生电动势：E=LΔI/Δt
电子电量为 库仑(Coul)，1Coul= 电子电量。
一、静电学
库仑定律，描述空间中两点电荷之间的电力由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律 。
2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场，导体表面电场方向与表面垂直。电力线的切线方向为电场方向，电力线越密集电场强度越大。 平行板间的电场
3.点电荷或均匀带电球体间之电位能 。本式以以无限远为零位面。
4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位 。 导体内部为等电位。接地之导体电位恒为零。电位为零之处，电场未必等于零。电场为零之处，电位未必等于零。均匀电场内，相距d之两点电位差 。故平行板间的电位差 。
5.电容，为储存电荷的组件，C越大，则固定电位差下可储存的电荷量就越大。电容本身为电中性，两极上各储存了+q与-q的电荷。电容同时储存电能。
a.球状导体的电容 ，本电容之另一极在无限远，带有电荷-q。
b.平行板电容 。故欲加大电容之值，必须增大极板面积A，减少板间距离d，或改变板间的介电质使k变小。
二、电路学
1.理想电池两端电位差固定为 。实际电池可以简化为一理想电池串连内电阻r。实际电池在放电时，电池的输出电压 ，故输出之最大电流有限制，且输出电压之最大值等于电动势，发生在输出电流=0时。
实际电池在充电时，电池的输入电压 ，故输入电压必须大于电动势。
2.若一长度d的均匀导体两端电位差为 ，则其内部电场 。导线上没有电荷堆积，总带电量为零，故导线外部无电场。理想导线上无电位降，故内部电场等于0。 3.克希荷夫定律
a.节点定理：电路上任一点流入电流等于流出电流。 b.环路定理：电路上任意环路上总电位升等于总电位降。
三、静磁学
必欧-沙伐定律，描述长 的电线在 处所建立的磁场
磁场单位，MKS制为Tesla，CGS制为Gauss，1Tesla=10000Gauss，地表磁场约为0.5Gauss，从南极指向北极。
由必欧-沙伐定律经过演算可推出安培定律 2.重要磁场公式
无限长直导线磁场 长 之螺线管内之磁场
半径a的线圈在轴上x处产生的磁场 ，在圆心处(x=0)产生的磁场为
长 之载流导线所受的磁力为 ，当 与B垂直时
两平行载流导线单位长度所受之力 。电流方向相同时，导线相吸；电流方向相反时，导线相斥。
电动机(马达)内的线圈所受到的力矩 ， 。其中A为面积向量，大小为线圈面积，方向为线圈面的法向量，以电流方向搭配右手定则来决定。
带电质点在磁场中所受的磁力为 ，
a.若该质点初速与磁场B平行，则作等速度运动，轨迹为直线。
b.若该质点初速与磁场B垂直，则作等速率圆周运动，轨迹为圆。回转半径 ，周期 。 c.若该质点初速与磁场B夹角 ，该质点作螺线运动。与磁场平行的速度分量 大小与方向皆不改变，而与磁场平行的速度分量 大小不变但方向不停变化，呈等速率圆周运动。其中 ，回转半径 ，周期 ，与b.相同，螺距 。
速度选择器：让带电粒子通过磁场与电场垂直的空间，则其受力 ，当 时该粒子受力为零，作等速度运动。
质普仪的基本原理是利用速度选择器固定离子的速度，再将同素的离子打入均匀磁场中，量测其碰撞位置计算回转半径，求得离子质量。
磁场的高斯定律 ，即封闭曲面上的磁通量必为零，代表磁力线必封闭，无磁单极的存在。磁铁外的磁力线由N极出发，终于S极，磁铁内的磁力线由S极出发，终于N极。
四、感应电动势与电磁波
1.法拉地定律：感应电动势 。注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量。 感应电动势造成的感应电流之方向，会使得线圈受到的磁力与外力方向相反。
2.长度 的导线以速度v前进切割磁力线时，导线两端两端的感应电动势 。
3.法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法，也就是发电机的基本原理。以频率f 转动的发电机输出的电动势 ，最大感应电动势 。
变压器，用来改变交流电之电压，通以直流电时输出端无电位差。
4.十九世纪中马克士威整理电磁学，得到四大公式，分别为 a.电场的高斯定律
b.法拉地定律
c.磁场的高斯定律
d.安培定律
马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念，修正了安培定律，使得变动的电场会产生磁场。
e.马克士威修正后的安培定律为
a.、b.、c.和修正后的e.称为马克士威方程式，为电磁学的基本方程式。由马克士威方程式，预测了电磁波的存在，且其传播速度。十九世纪末，由赫兹发现了电磁波的存在。 劳仑兹力 。
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