磁場所有公式

磁場所有公式

電磁學常用公式
庫侖定律:F=kQq/r²;
電場強度:E=F/q
點電荷電場強度:E=kQ/r²;
勻强電場:E=U/d
電勢能:E₁;=qφ
電勢差:U₁;₂;=φ₁;-φ₂;
靜電力做功:W₁;₂;=qU₁;₂;
電容定義式:C=Q/U
電容:C=εS/4πkd
帶電粒子在勻强電場中的運動
加速勻强電場:1/2*mv²;=qU
v²;=2qU/m
偏轉勻强電場:
運動時間:t=x/v₀;
垂直加速度:a=qU/md
垂直位移:y=1/2*at₂;=1/2*(qU/md)*(x/v₀;)²;
偏轉角:θ=v⊥/v₀;=qUx/md(v₀;)²;
微觀電流:I=nesv
電源非靜電力做功:W=εq
歐姆定律:I=U/R
串聯電路
電流:I₁;=I₂;=I₃;=……
電壓:U =U₁;+U₂;+U₃;+……
並聯電路
電壓:U₁;=U₂;=U₃;=……
電流:I =I₁;+I₂;+I₃;+……
電阻串聯:R =R₁;+R₂;+R₃;+……
電阻並聯:1/R =1/R₁;+1/R₂;+1/R₃;+……
焦耳定律:Q=I²;Rt
P=I²;R
P=U²;/R
電功率:W=UIt
電功:P=UI
電阻定律:R=ρl/S
全電路歐姆定律:ε=I(R+r)
ε=U外+U內
安培力:F=ILBsinθ
磁通量:Φ=BS
電磁感應
感應電動勢:E=nΔΦ/Δt
導線切割磁感線:ΔS=lvΔt
E=Blv*sinθ
感生電動勢:E=LΔI/Δt
高中物理電磁學公式總整理
電子電量為庫侖(Coul),1Coul=電子電量.
一、靜電學
1.庫侖定律,描述空間中兩點電荷之間的電力

由庫侖定律經過演算可推出電場的高斯定律.
2.點電荷或均勻帶電球體在空間中形成之電場

導體表面電場方向與表面垂直.電力線的切線方向為電場方向,電力線越密集電場強度越大.
平行板間的電場
3.點電荷或均勻帶電球體間之電位能.本式以以無限遠為零位面.
4.點電荷或均勻帶電球體在空間中形成之電位.
導體內部為等電位.接地之導體電位恒為零.
電位為零之處,電場未必等於零.電場為零之處,電位未必等於零.
均勻電場內,相距d之兩點電位差.故平行板間的電位差.
5.電容,為儲存電荷的組件,C越大,則固定電位差下可儲存的電荷量就越大.電容本身為電中性,兩極上各儲存了+q與-q的電荷.電容同時儲存電能,.
a.球狀導體的電容,本電容之另一極在無限遠,帶有電荷-q.
b.平行板電容.故欲加大電容之值,必須增大極板面積A,减少板間距離d,或改變板間的介電質使k變小.
二、電路學
1.理想電池兩端電位差固定為.實際電池可以簡化為一理想電池串連內電阻r.實際電池在放電時,電池的輸出電壓,故輸出之最大電流有限制,且輸出電壓之最大值等於電動勢,發生在輸出電流=0時.
實際電池在充電時,電池的輸入電壓,故輸入電壓必須大於電動勢.
2.若一長度d的均勻導體兩端電位差為,則其內部電場.導線上沒有電荷堆積,總帶電量為零,故導線外部無電場.理想導線上無電位降,故內部電場等於0.
3.克希荷夫定律
a.節點定理:電路上任一點流入電流等於流出電流.
b.環路定理:電路上任意環路上總電位昇等於總電位降.
三、靜磁學
1.必歐-沙伐定律,描述長的電線在處所建立的磁場
,,
磁場組織,MKS制為Tesla,CGS制為Gauss,1Tesla=10000Gauss,地表磁場約為0.5Gauss,從南極指向北極.
由必歐-沙伐定律經過演算可推出安培定律
2.重要磁場公式
無限長直導線磁場長之螺線管內之磁場
半徑a的線圈在軸上x處產生的磁場
,在圓心處(x=0)產生的磁場為
3.長之載流導線所受的磁力為,當與B垂直時
兩平行載流導線組織長度所受之力.電流方向相同時,導線相吸;電流方向相反時,導線相斥.
4.電動機(馬達)內的線圈所受到的力矩,.其中A為面積向量,大小為線圈面積,方向為線圈面的法向量,以電流方向搭配右手定則來决定.
5.帶電質點在磁場中所受的磁力為,
a.若該質點初速與磁場B平行,則作等速度運動,軌跡為直線.
b.若該質點初速與磁場B垂直,則作等速率圓周運動,軌跡為圓.回轉半徑,週期.
c.若該質點初速與磁場B夾角,該質點作螺線運動.與磁場平行的速度分量大小與方向皆不改變,而與磁場平行的速度分量大小不變但方向不停變化,呈等速率圓周運動.其中,回轉半徑,週期,與b.相同,螺距.
速度選擇器:讓帶電粒子通過磁場與電場垂直的空間,則其受力,當時該粒子受力為零,作等速度運動.
質普儀的基本原理是利用速度選擇器固定離子的速度,再將同素的離子打入均勻磁場中,量測其碰撞位置計算回轉半徑,求得離子質量.
6.磁場的高斯定律,即封閉曲面上的磁通量必為零,代表磁力線必封閉,無磁單極的存在.磁鐵外的磁力線由N極出發,終於S極,磁鐵內的磁力線由S極出發,終於N極.
四、感應電動勢與電磁波
1.法拉地定律:感應電動勢.注意此處並非計算封閉曲面上之磁通量.
感應電動勢造成的感應電流之方向,會使得線圈受到的磁力與外力方向相反.
2.長度的導線以速度v前進切割磁力線時,導線兩端兩端的感應電動勢.若v、B、互相垂直,則
3.法拉地定律提供將機械能轉換成電能的方法,也就是發電機的基本原理.以頻率f轉動的發電機輸出的電動勢,最大感應電動勢.
變壓器,用來改變交流電之電壓,通以直流電時輸出端無電位差.
,又理想變壓器不會消耗能量,由能量守恒,故
4.十九世紀中馬克士威整理電磁學,得到四大公式,分別為
a.電場的高斯定律
b.法拉地定律
c.磁場的高斯定律
d.安培定律
馬克士威由法拉地定律中變動磁場會產生電場的概念,修正了安培定律,使得變動的電場會產生磁場.
e.馬克士威修正後的安培定律為
a.、b.、c.和修正後的e.稱為馬克士威方程式,為電磁學的基本方程式.由馬克士威方程式,預測了電磁波的存在,且其傳播速度.
.十九世紀末,由赫茲發現了電磁波的存在.
勞侖茲力.