高中物理电磁学考点全梳理，核心知识与解题技巧深度

电场

电场的基本概念：电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用，电场具有客观性、矢量性和叠加性，描述电场的物理量有电场强度和电势等。
库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，公式为$F = k\frac{Q_1Q_2}{r^2}$，k$为静电力常量。
电场强度：定义为放入电场中某点的电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值，即$E = \frac{F}{q}$，其单位是牛/库（N/C），电场强度的方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向，匀强电场中电场强度处处相等，其大小$E = \frac{U}{d}$，U$为电势差，$d$为沿电场方向两点间的距离。
电势能和电势：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，因此可引入电势能概念，电势能是电荷在电场中具有的势能，其大小与参考点的选取有关，电势是电势能与电荷量的比值，即$\varphi = \frac{E_p}{q}$，电势是标量，有正负之分，其正负表示大小，电场中电势相等的点构成的面叫等势面，在同一等势面上移动电荷电场力不做功。
电势差：电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压，公式为$U = \varphi_A - \varphi_B$，电势差与电场力做功的关系为$W = qU$，与电场强度的关系为$E = \frac{U}{d}$（匀强电场）。

电路

电流：电荷的定向移动形成电流，其定义式为$I = \frac{Q}{t}$，单位是安培（A），电流的微观表达式为$I = nqSv$，n$为导体单位体积内的自由电荷数，$q$为自由电荷的电荷量，$S$为导体的横截面积，$v$为电荷的定向移动速率。
电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻，其定义式为$R = \frac{U}{I}$，单位是欧姆（Ω），电阻的大小由导体的材料、长度、横截面积以及温度等因素决定，与电压和电流无关，对于金属导体和一般的电解质溶液，电阻随温度的升高而增大；对于某些半导体材料，电阻随温度的升高而减小。
欧姆定律：通过导体的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，即$I = \frac{U}{R}$，欧姆定律适用于纯电阻电路，对于非线性元件（如二极管等）不适用。
电功和电功率：电功是电流所做的功，公式为$W = UIt$，单位是焦耳（J），电功率是电流在单位时间内所做的功，公式为$P = UI$，单位是瓦特（W），对于纯电阻电路，电功还可表示为$W = I^2Rt = \frac{U^2}{R}t$，电功率也可表示为$P = I^2R = \frac{U^2}{R}$。
串联电路和并联电路：串联电路中，电流处处相等，总电压等于各用电器两端电压之和，总电阻等于各电阻之和，即$I = I_1 = I_2 = \cdots$, $U = U_1 + U_2 + \cdots$, $R = R_1 + R_2 + \cdots$，并联电路中，各支路两端电压相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，即$U = U_1 = U_2 = \cdots$, $I = I_1 + I_2 + \cdots$, $\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \cdots$。

磁场

磁场的基本概念：磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的磁极、电流有磁力的作用，磁场具有客观性、矢量性和叠加性，描述磁场的物理量有磁感应强度等。
磁感应强度：定义为当通电导线与磁场方向垂直时，导线所受的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值，即$B = \frac{F}{IL}$，其单位是特斯拉（T），磁感应强度是矢量，其方向为该点磁场的方向，即放在该点的小磁针静止时北极所指的方向。
安培力：磁场对通电导线的作用力叫安培力，其大小为$F = BIL\sin\theta$，\theta$为电流方向与磁场方向的夹角，当电流方向与磁场方向平行时，安培力为零；当电流方向与磁场方向垂直时，安培力最大。
洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力，其大小为$f = qvB\sin\theta$，\theta$为电荷的运动方向与磁场方向的夹角，洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向和磁场方向垂直，所以洛伦兹力不做功。

电磁感应

电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，即$\Delta\Phi eq 0$。
法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即$E = n\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$，n$为线圈匝数。
楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，楞次定律可理解为“增反减同”“来拒去留”“增缩减扩”等。
动生电动势和感生电动势：由于导体切割磁感线而产生的感应电动势叫动生电动势，其大小为$E = BLv\sin\theta$，\theta$为导体运动方向与磁场方向的夹角，由于磁场变化而产生的感应电动势叫感生电动势，其本质是变化的磁场在其周围空间激发感生电场，感生电场的电场力对自由电荷做功产生感生电动势。

交流电

交流电的概念：大小和方向随时间作周期性变化的电流叫交流电，正弦交流电的表达式为$e = E_m\sin(\omega t + \varphi_0)$，E_m$为峰值，$\omega$为角频率，$\varphi_0$为初相位。
描述交流电的物理量：周期$T$和频率$f$：周期是交流电完成一次周期性变化所需的时间，频率是单位时间内完成周期性变化的次数，它们的关系为$T = \frac{1}{f}$，有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相等，则该直流电的数值就是交流电的有效值，对于正弦交流电，有$E_有 = \frac{E_m}{\sqrt{2}}$，$U_有 = \frac{U_m}{\sqrt{2}}$，$I_有 = \frac{I_m}{\sqrt{2}}$。
变压器：变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的设备，理想变压器的输入功率等于输出功率，即$P_1 = P_2$，电压与匝数的关系为$\frac{U_1}{U_2} = \frac{n_1}{n_2}$，电流与匝数的关系为$\frac{I_1}{I_2} = \frac{n_2}{n_1}$。

电磁波

麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的场，这就是电磁场，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。
电磁波的特点：电磁波是横波，其传播方向与电场和磁场方向都垂直，电磁波可以在真空中传播，速度为光速$c = 3\times10^8m/s$。