高中物理电学知识总结

一、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19c）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：f＝kq1q2/r2（在真空中）｛f:点电荷间的作用力(n)，k:静电力常量k＝9.0×109n?m2/c2，q1、q2:两点电荷的电量(c)，
r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，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)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(c)｝
4.真空点（源）电荷形成的电场e＝kq/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），q：源电荷的电量｝
5.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)｝
6.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)｝
7.电势与电势差：uab＝φa-φb，uab＝wab/q＝-δeab/q
8.电场力做功：wab＝quab＝eqd｛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),e:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝
9.电势能：ea＝qφa ｛ea:带电体在a点的电势能(j)，q:电量(c)，φa:a点的电势(v)｝
10.电势能的变化δeab＝eb-ea ｛带电体在电场中从a位置到b位置时电势能的差值｝
11.电场力做功与电势能变化δeab＝-wab＝-quab (电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.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)｝
13.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，ω：介电常数）
常见电容器
14.带电粒子在电场中的加速(vo＝0)：w＝δek或qu＝mvt2/2，vt＝(2qu/m)1/2
15.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)
类平 垂直电场方向: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)
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
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,切线方向为场强方向,电场线**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；
(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)其它相关内容：静电屏蔽/示波管、示波器及其应用等势面。

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.欧姆定律：i＝** ｛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＝e/(r+r)或e＝ir+ir也可以是e＝u内+u外
｛i:电路中的总电流(a)，e: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＝**,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＝ie，p出＝iu，η＝p出/p总
｛i:电路总电流(a)，e:电源电动势(v)，u:路端电压(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(串同并反) 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＝e/(r+rg+ro)
接入被测电阻rx后通过电表的电流为
ix＝e/(r+rg+ro+rx)＝e/(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:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数｛注意挡位(倍率)｝、拨off挡。
(4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。
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
rx的测量值＝u/i＝(ua+ur)/ir＝ra+rx>r真 rx的测量值＝u/i＝ur/(ir+iv)＝rvrx/(rv+r)<r真
选用电路条件rx>>ra [或rx>(rarv)1/2] 选用电路条件rx<<rv [或rx<(rarv)1/2]
12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法
限流接法

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>rx 便于调节电压的选择条件rp<rx
注1)单位换算：1a＝103ma＝106μa；1kv＝103v＝106ma；1mω＝103kω＝106ω
(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**电阻大于任何一个分电阻,并**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e2/(2r)；
(6)其它相关内容：电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用〔见第二册p127〕。

三、磁场
1.磁感应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.安培力f＝bil；(注：l⊥b) {b:磁感应强度(t),f:安培力(f),i:电流强度(a),l:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f＝qvb(注v⊥b);质谱仪｛f:洛仑兹力(n)，q:带电粒子电量(c)，v:带电粒子速度(m/s)｝
4.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**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＝v0
(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向＝f洛＝mv2/r＝mω2r＝mr(2π/t)2＝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)；
©解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角（＝二倍弦切角）。
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)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握；
(3)其它相关内容：地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料

四、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)e＝nδφ/δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，e：感应电动势(v)，n：感应线圈匝数，δφ/δt:磁通量的变化率｝
2)e＝blv垂(切割磁感线运动) ｛l:有效长度(m)｝
3)em＝nbsω（交流发电机最大的感应电动势） ｛em:感应电动势峰值｝
4)e＝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.磁通量φ＝bs {φ:磁通量(wb),b:匀强磁场的磁感应强度(t),s:正对面积(m2)}
3.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｝
*4.自感电动势e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；
(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。
(4)其它相关内容：自感/日光灯。

五、交变电流（正弦式交变电流）
1.电压瞬时值e＝emsinωt 电流瞬时值i＝imsinωt；(ω＝2πf)
2.电动势峰值em＝nbsω＝2blv 电流峰值(纯电阻电路中)im＝em/r总
3.正(余)弦式交变电流有效值：e＝em/(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.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损′＝(p/u)2r；
（p损′: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.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**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)其它相关内容：正弦交流电图象/电阻、电感和电容对交变电流的作用。