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大学物理电场磁场电磁感应公式总结
目录
contents
电场
磁场
电磁感应现象与规律
交流电路中的电场、磁场和电磁感应
总结与展望
电场
01
电势公式
φ=Ep/q，其中φ为电势，Ep为电势能，q为电荷量。电势是描述电场中某点电势能的物理量，与零电势点的选择有关。
电场强度公式
E=F/q，其中E为电场强度，F为试探电荷所受的力，q为试探电荷的电荷量。电场强度是描述电场强弱的物理量，其方向与正电荷受力方向相同。
电场线与等势面
电场线垂直于等势面，且由高电势指向低电势。等势面上各点电势相等，电场力不做功。
导体的静电平衡条件
导体内部电场强度为零，即E_内=0。导体表面为等势面，表面电场强度与表面垂直。
电介质极化
电介质在电场作用下会产生极化现象，即正负电荷中心发生相对位移，形成电偶极子。极化强度与电场强度成正比，即P=χε0E，其中P为极化强度，χ为电极化率，ε0为真空介电常数，E为电场强度。
电容与电容器
电容表示电容器容纳电荷的本领大小，公式为C=Q/U，其中C为电容，Q为电荷量，U为电压。平行板电容器的电容与正对面积、介电常数成正比，与板间距成反比。
电场力做功
电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。公式为W=qU，其中W为电场力做的功，q为电荷量，U为初末位置的电势差。
静电场能量
静电场的能量储存在电场中，公式为W_e=1/2CU^2，其中W_e为静电场能量，C为电容，U为电压。对于连续分布的电荷，静电场能量密度为w_e=1/2εE^2，其中w_e为能量密度，ε为介电常数，E为电场强度。
磁场
02
磁体周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的磁体产生力的作用。
磁场
磁感线
磁感线的特点
形象地描述磁场分布和方向的假想曲线，磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。
闭合曲线，不相交，疏密表示磁场的强弱。
03
02
01
毕奥-萨伐尔定律
电流元在空间某点产生的磁感应强度的大小与电流元的大小成正比，与电流元和该点的距离的平方成反比，再乘以电流元与该点连线和电流元方向之间夹角的正弦值。
公式表示
dB=k(Idl×r)/r^3，其中dB为电流元在空间某点产生的磁感应强度，k为比例系数，I为电流元中的电流，dl为电流元的长度，r为电流元到该点的距离，×表示矢量叉乘。
通电导线在磁场中所受的力，方向与磁场和电流方向都垂直。
安培力
F=BILsinθ，其中F为安培力，B为磁感应强度，I为导线中的电流，L为导线在磁场中的有效长度，θ为电流方向与磁场方向的夹角。当导线与磁场垂直时，sinθ=1，此时安培力最大；当导线与磁场平行时，sinθ=0，此时安培力为零。
安培力公式
电磁感应现象与规律
03
E=-n(dΦ)/(dt)。其中E为感应电动势，n为线圈匝数，Φ为磁通量，t为时间。
法拉第电磁感应定律表达式
感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。这是法拉第电磁感应定律的补充。
楞次定律
动生电动势
由于导体在磁场中有效切割磁感线而产生的电动势。计算公式为E=BLv，其中B为磁感应强度，L为导体长度，v为导体运动速度。
感生电动势
由于磁场本身的变化而产生的电动势。计算公式同样为E=-n(dΦ)/(dt)，其中Φ为磁通量，t为时间。但这里的磁通量变化是由磁场本身的变化引起的。
在电磁感应过程中，其他形式的能量转化为电能。例如，在发电机中，机械能转化为电能；在电磁铁中，电能转化为磁能。
电磁感应中的能量转化
根据能量守恒定律，电磁感应过程中产生的电能等于其他形式能量的减少。因此，在计算电磁感应问题时，需要注意能量守恒的关系。
电磁感应中的能量守恒
在电磁感应过程中，功率表示单位时间内转化的能量，效率表示有用能量与总能量之比。这两个参数对于评估电磁感应设备的性能非常重要。
电磁感应中的功率和效率
交流电路中的电场、磁场和电磁感应
04
大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
表示方法
一般用正弦波或余弦波表示，如$i(t)=I_msin(omegat+varphi)$，其中$I_m$为电流峰值，$omega$为角频率，$varphi$为初相。
有效值
交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，对于正弦交流电，有效值$I=frac{I_m}{sqrt{2}}$。
交流电（AC）定义
电场与磁场相互垂直
在交流电路中，电场和磁场是相互垂直的，且都垂直于电流的传播方向。
电磁感应定律
变化的磁场会产生电场，从而产生感应电动势，感应电动势的大小与磁通量变化的快慢成正比，即$e=-nfrac{dPhi}{dt}$。
电感和电容
在交流电路中，电感对电流的变化有阻碍作用，电容对电压的变化有阻碍作用。电感和电容都是储能元件，它们在交流电路中的特性与
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