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大学物理电磁学公式总结精选2024

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2024/3/28

电磁学基本概念与定律

静电场公式汇总

恒定电流与磁场公式梳理

电磁感应现象及相关公式解析

交流电路及其相关公式掌握

电磁波传播、辐射和接收过程公式掌握

目录

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电磁学基本概念与定律

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电场强度

描述电场中某点的电场力作用效果，公式为E=F/q，其中E是电场强度，F是试探电荷所受的电场力，q是试探电荷的电荷量。

库仑定律

描述两个点电荷之间的相互作用力，公式为F=k*(q1*q2)/r^2，其中F是作用力，k是库仑常数，q1和q2是两个点电荷的电荷量，r是它们之间的距离。

电势差

描述电场中两点间的电势之差，公式为U=Ed，其中U是电势差，E是电场强度，d是两点间沿电场线方向的距离。

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描述电流元在空间某点产生的磁场，公式为dB=(μ0/4π)*(Idl×r)/r^3，其中dB是电流元产生的磁感应强度，μ0是真空磁导率，Idl是电流元，r是电流元到空间点的矢径。

毕奥-萨伐尔定律

描述磁场中某点的磁感应强度与环绕该点的闭合路径上的电流之间的关系，公式为∮B·dl=μ0*I，其中B是磁感应强度，dl是闭合路径上的微小线元，I是穿过闭合路径的电流。

安培环路定律

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法拉第电磁感应定律

描述变化的磁场产生感应电动势的现象，公式为ε=-N*(ΔΦ/Δt)，其中ε是感应电动势，N是线圈匝数，ΔΦ/Δt是磁通量的变化率。

楞次定律

描述感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

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麦克斯韦方程组

描述电磁场的基本规律，包括高斯定理、高斯磁定理、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。

电磁波的速度

在真空中电磁波的速度等于光速c=(1/√μ0ε0)m/s，其中μ0是真空磁导率，ε0是真空介电常数。

电磁波的频率、波长和波速之间的关系

c=λ*ν，其中c是波速，λ是波长，ν是频率。

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静电场公式汇总

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库仑定律

描述两个点电荷之间的相互作用力，公式为F=k*(q1*q2)/r^2，其中F是作用力，k是库仑常数，q1和q2是两个点电荷的电荷量，r是它们之间的距离。

电场强度

描述电场中某点的电场力作用效果，公式为E=F/q，其中E是电场强度，F是试探电荷所受的电场力，q是试探电荷的电荷量。

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电势能

描述电荷在电场中某点所具有的势能，公式为Ep=q*φ，其中Ep是电势能，q是电荷的电荷量，φ是该点的电势。

电势差

描述电场中两点间的电势之差，公式为Uab=φa-φb，其中Uab是a、b两点间的电势差，φa和φb分别是a、b两点的电势。

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VS

导体内部电场强度为零，导体表面附近电场强度与表面垂直。导体能够自由移动电荷，因此可以将多余电荷分布在表面，使得内部电场为零。

绝缘体的特性

绝缘体内部几乎没有自由电荷，因此不能形成电流。在静电场中，绝缘体表现为极化现象，即正负电荷中心不重合，产生偶极矩。

导体的特性

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静电场在生活中有许多应用，如静电除尘、静电喷涂、静电复印等。这些应用都是利用静电场对带电粒子的作用力来实现特定功能。

应用

在使用静电场时需要注意防止静电危害，如避免产生过高的静电电压和静电放电现象。此外，在特定环境下（如易燃易爆场所），需要采取相应措施来防止静电引发事故。

注意事项

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恒定电流与磁场公式梳理

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$I=frac{U}{R}$，其中$I$为电流，$U$为电压，$R$为电阻。该定律表明在电路中，电流与电压成正比，与电阻成反比。

电阻的计算公式为$R=frac{rhoL}{S}$，其中$rho$为电阻率，$L$为导体长度，$S$为导体横截面积。该公式用于计算导体的电阻。

电阻计算方法

欧姆定律

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根据毕奥-萨伐尔定律，电流元$Idvec{l}$在空间某点$P$产生的磁感应强度$dB$的大小与电流元的大小成正比，与电流元和点$P$之间的位矢$vec{r}$的夹角的正弦成正比，而与电流元和点$P$之间的距离的平方成反比，即$dB=frac{mu_0}{4pi}frac{Idvec{l}timesvec{r}}{r^3}$。

安培环路定律表明磁场是无源场，磁感线是封闭的曲线。对于