【物理】物理电学基础公式模型

2024-01-28·8页·1.4 M

q q 9 2 2

1、库伦定律: F k 1 2 ;k9.010 Nm /C ;

r 2

元电荷:e1.601019 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.质子和电子的带电量都是 e。

F

2、电场强度: E ; q 为放入电场中的电荷。电场力: F qE

q

Q

3、点电荷的电场强度: E k ; Q 为产生电场的电荷。

r 2

4、电场线的特点:(1)电场线从正电荷出发,终止于负电荷:(2)电场线越密的地方场强越大.

5、方向:正电荷的受力方向,电场线方向,电场强度方向,三者一致。

6、

比较 等量异种点电荷 等量同种点电荷

电场线分布

中垂线上的

O 点最大,向外逐渐减小 O 点为零,向外先变大后变小

电场强度

水平连线上的

沿连线先变小后变大,中点 O 处的电场强度最小 沿连线先变小后变大,中点 O 处的电场强度为零

电场强度

7、电场中的物理量关系

d E p初 - E p末

F W E

匀强 p

q q q

Q Q

K K

2 r

r d 初 -末

Q E U Q

匀强

相互垂直

电场线 等势面

A B

A B

q EPA E pB

q EPA E pB

U AB A B

8、电场中能量关系:电场力做正功,电势能减少。

9、匀强电场中公式 UEd 的两个推论

在匀强电场中,沿任意一个方向,电势降落都是均匀的,两点间电势差与两点距离成正比,得出两个常用结论:

AB 未来脑考试在线

(1)如图甲,C 点为线段 AB 的中点,则有C .

2

(2)如图乙,ABCD,且 ABCD,则 UABUCD.

10、x 图象,斜率表示电场强度; 图像,面积表示电势差; 图像,斜率表示电场力;

E x E p x

Q S U

11、电容: C ; C r ; E ;

U 4kd d

始终与电源相连:U 不变;如果 d E ;C ;Q ;

充电后与电源断开: Q 不变;如果 d C ;U ; E不变;

12、带电粒子在电场中运动时重力的处理

(1)基本粒子:如电子、质子、粒子、离子等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).

(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.

1 1

13、电场中的动能定理: qU mv2 mv2 ;

2 2 0

qU

14、带电粒子在电场中的偏转,相当于类平抛运动,加速度为: a ;其他与平抛运动公式一致。

md

15、电场力和重力的合成可以叫做等效重力;在圆周运动中等效重力的最高点叫物理最高点,重力方向的最高点叫

几何最高点。圆周运动通过最高点指的是物理最高点。

九、电路

q

1、电流: I ;电流微观表达式: I nqsv ;n 为导体单位体积内自由电荷数;q 为每个自由电荷的电荷量;S

t

U

为导体横截面积;v 为电荷定向移动速率。 I ;

R

U l

2、电阻:R ;R ;:材料的电阻率,l:沿电流方向导体的长度,S:垂直电流方向导体的横截面积。

I S

3、纯电阻:全部用来发热的用电器;如:电炉,灯泡;非纯电阻:部分发热,部分输出机械功率,如:电动机。

非纯电电路不能使用欧姆定律。

电源总功率: 电动机输入功率:

; ;

P总 EI Pr PR PM P电入 U M I P电出 Pr0

电动机内阻消耗功率:

电源输出功率: ;

P出 PR PM

2

Pr0 I r0

电源内阻消耗功率: 2 ;

Pr I r

电动机输出功率: P电出 P机械

U 2

电阻 R 消耗功率:P I 2 R ;

R R

4、电流表和电压表的改装

改装为大量程电压表 改装为大量程电流表

原理 串联电阻分压 并联电阻分流

改装原理图

未来脑考试在线

U IgRg

分压电阻或分流电阻 UIgRIgRg,所以 R Rg IgRg(IIg)R,所以 R

Ig IIg

RRg

改装后的电表内阻 RVRRg>Rg RA

RRg

5、闭合电路欧姆定律: ; 图像,纵轴截距为电动势 ,横轴截距为短路电流 ;斜率为内阻 。

U E Ir U I E I0 r

6、动态电路一般分析方法:窜反并同;再难一点的,找关系式。

2 2

2 E R E

7、电源输出功率与外电阻的关系: P出 I R ;所以当 R r ,电源输出功率最大。

R r2 R r2

4r

R

8、当 时,电阻 消耗的功率最大;

R2 0 R1

当 时,电阻 消耗的功率最大;

R2 R1 r R2

当 时,电源的输出功率最大。

R2 R1 r

9、电源和电阻U I 图像的交点表示该电阻接到了该电源上。

10、电容器在电路稳定后相当于电压表,二极管具有单项导通能力。

磁场

1、磁感线:磁体外部从 N 级出发回到 S 级,内部从 S 级出发回到 N 级,闭合曲线。

2、磁感线垂直直面向里为 ,垂直直面向外为 。

3、磁感应强度 B,单位:T(特斯拉);矢量,合成遵循平行四边形定则。

4、安培定则(右手螺旋定则):

通电直导线 通电螺线管 环形电流

安培定则

5、安培力:F安 BILsin , 为磁场和电流方向的夹角;磁场与电流方向平行时 F 0 ;

6、安培力的方向:左手定则

伸出左手,让拇指与其余四指垂直,并且都在同一个平面内.

让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流方向.

拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.

7、小磁针 N 级所指的方向,磁感应强度方向和磁感线方向三者一致。

8、结论:同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;

9、洛伦兹力:F洛 qvB sin , 为磁场和运动方向的夹角;磁场与运动方向平行时 F 0

10、洛伦兹力的方向:左手定则:磁感线垂直穿入掌心;四指指向电荷运动的方向;正电荷的受力方向与拇指方向

相同,负电荷受力与拇指方向相反.

11、重点:洛伦滋力永远不做功!只改变速度的方向。

12、带电粒子垂直射入匀强磁场中,带电粒子做圆周运动。

v2 mv 2R 2m

13、基本公式:洛伦兹力提供向心力: qvB m R ;T ; 周期与速度无关。

R qB v qB

14、圆心的确定

基本思路 图例 说明

与速度方向垂直的

圆心的确 直线过圆心

P、M 点速度垂线交点

定 弦的垂直平分线过 未来脑考试在线

圆心

P 点速度垂线与弦的

垂直平分线交点

15、常见边界磁场模型:

弦切角 :弦和速度方向的夹角;速度偏转角 :进入磁场的速度与出去磁场的速度夹角;圆心角 ;

三个角的关系: 2 ;

16、电场力、洛伦兹力、重力并存

若三力平衡,一定做匀速直线运动.若重力与电场力平衡,一定做匀速圆周运动.

若合力不为零且与速度方向不垂直,将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用能量守恒定律或动能定

理求解问题.

电磁感应

1、 磁通量: BS ;可理解为穿过某一面积的磁感线条数。

2、 感应电流产生条件:电路闭合,磁通量发生变化;

感应电动势产生条件:磁通量发生变化。

3、 如右图:如果磁体在线圈的内部,线圈面积越大磁通量越小。

4、 楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

5、 对阻碍的进一步理解:

内容 例证

阻碍原磁通量

变化——“增

反减同” 未来脑考试在线

阻碍相对运动

——“来拒去

留”

阻碍回路面积

的变化——

“增缩减扩”

(磁体在线圈

的内部时刚好

相反)

6、 右手定则

如图,伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内:

让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,

这时四指所指的方向就是感应电流的方向.

7、 定则规律比较

应用的定则或

名称 基本现象 因果关系

定律

电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 因电生磁 安培定则

洛伦兹力、安培力 磁场对运动电荷、电流有作用力 因电受力 左手定则

部分导体做切割磁感线运动 因磁生电 右手定则

电磁感应

闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律

8、 法拉第电磁感应电动势:

B S B S

平均感应电动势: E n n n ; n 为线圈匝数;

t t t

BS B v t l

瞬时感应电动势: E Blv ;如果 B与v 平行, E 为零;

t t t

Bl 2

导体棒转动切割磁感线电动势: E ;

2

E BLv B2 L2v

9、 电磁感应中的安培力: F安 BIL B L B L ;

R r R r R r

10、 电磁感应中通过导体棒的电荷量:

n

E

11、 Q It t t t n ;

R r R r R r

12、 动量定理在电磁感应中的应用: ;

BILt mv2 mv1 BQL

13、 动量守恒定律在电磁感应中的应用: ;

m1v0 m1 m2 v

14、 自感中灯泡“闪亮”与“不闪亮”的原因

与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡

未来脑考试在线

电路图

通电时 电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮 电流突然增大,然后逐渐减小达到稳定

电路中稳态电流为 I1、I2:

电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗,电流方向 若 I I ,灯泡逐渐变暗;若 I >I ,

断电时 2 1 2 1

不变 灯泡闪亮后逐渐变暗.两种情况灯泡中电

流方向均改变

交变电流

1、交变电流的特点:

两个特殊

示意图 特点

位置

最大, 0,e0,i0,交变电流方向发生改变;

t

一 个 周 期 内 方 向 改 变 两 次 ; 正 弦 交 流 电 表 达 式 :

(从中性面开始计时);周期 T:交变

中性面 e nBS sint

电流完成 1 次周期性变化所需要的时间,表达式为 T

2 1

(n 为转速).

n

0, 最大,e 最大为: E nBS ,i 最大,交

t m

与中性面 变电流方向不改变;最大值也叫峰值;频率 f:交变电

垂直的位 1 1

流在 1 s 内完成周期性变化的次数,T 或 f .;交

置 f T

流电的频率一般为 50Hz;

2、有效值:让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值

叫作这一交流的有效值.

3、有效值和平均值对比

对正(余)弦交流电有: (1)电功、电功率、电热等

(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值

有效值 E U I

E m ;U m ; I m ; (3)保险丝的熔断电流为有效值

2 2 2 (4)电表的读数为有效值

E

平均值 E BLv; E n ; I ;Q It; 计算通过电路截面的电荷量

t R r

4、远距离输电:

未来脑考试在线

E,r

U R线I线;

2 ;

P I 线 R线

U n I

U n I U 2 U U3; 3 3 4

E U1 I1r; 1 1 2 ; ;

U 4 n4 I3

2 U 2 n2 I1 P2 P P3;

P总 EI P I r;

1 1 1 U I P P U I ;

U1I1 P1 P2 U 2 I2 ; 3 3 3 4 4 4

5、双副线圈变压器

I2

U1

I1

U1 :U 2 :U 3 n1 : n2 : n3

U 2

U1I1 U 2 I2 U 3I3;

n I n I n I ;

I3 1 1 2 2 3 3

U 3

6、自耦变压器、电压电流互感器

7、变压器动态问题分析思路程序

未来脑考试在线

获取更多高中资料请添加老师微信

未来脑考试在线

VIP会员专享最低仅需0.2元/天

VIP会员免费下载,付费最高可省50%

开通VIP

导出为Word

图片预览模式

文字预览模式
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报
预览说明:图片预览排版和原文档一致,但图片尺寸过小时会导致预览不清晰,文字预览已重新排版并隐藏图片
相关精选
查看更多
更多推荐