,涵盖电场、电路、磁场、电磁感应等多个板块,以下是对电磁学考点的详细梳理:
电场
- 库仑定律:真空中两个静止点电荷间的相互作用力与电荷量乘积成正比,与距离平方成反比,方向沿连线,表达式为(F = k\frac{Q_1Q_2}{r^2}),(k)约为(9.0×10^9 N·m²/C²),适用条件为点电荷且静止于真空。
- 电场强度:描述电场强弱和方向,定义为(E = \frac{F}{q}),是矢量,方向与正电荷受力方向相同,点电荷电场强度(E = k\frac{Q}{r^2}),匀强电场(E = \frac{U}{d})。
- 电场线:假想曲线,疏密表场强大小,切线方向为场强方向,始于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远),不相交,沿电场线方向电势降低。
- 电势差与电势能:电势差(U{AB}=\frac{W{AB}}{q}),电势能(Ep = qφ),电场力做功与路径无关,(W{AB}=qU_{AB}),电场力做功等于电势能减少量。
- 等势面:电势相等的点构成,与电场线垂直,电荷在等势面上移动电场力不做功。
- 电容:电容器电容(C = \frac{Q}{U}),平行板电容器电容(C = \frac{εS}{4πkd}),电容由电容器本身结构决定。
电路
- 电流与电阻:电流(I = \frac{q}{t}),微观表达式(I = nESv),电阻定律(R = ρ\frac{l}{S}),串联(R_总 = R_1 + R_2 +…+ R_n),并联(\frac{1}{R_总} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} +…+ \frac{1}{R_n})。
- 欧姆定律:部分电路(I = \frac{U}{R}),闭合电路(I = \frac{E}{R + r}),路端电压(U = E - Ir)。
- 电功与电功率:电功(W = UIt),电功率(P = UI),纯电阻电路中(W = I²Rt),(P = I²R)。
- 电源:电动势(E)表征电源特性,内阻(r)影响路端电压,电源总功率(P_总 = EI),输出功率(P_出 = UI),内耗功率(P_内 = I²r)。
磁场
- 磁感应强度:描述磁场强弱,(B = \frac{F}{IL})(通电导线垂直磁场),是矢量,方向为该点磁场方向。
- 安培力:通电导线在磁场受力(F = BIL\sinθ),(θ)为电流与磁场夹角,平行通电直导线间,同向相吸,异向相斥。
- 洛伦兹力:带电粒子在磁场受力(f = qvB\sinθ),方向由左手定则判断,洛伦兹力不做功。
- 带电粒子在磁场中的运动:垂直磁场进入时,做匀速圆周运动,(qvB = \frac{mv²}{r}),(r = \frac{mv}{qB}),周期(T = \frac{2πm}{qB})。
电磁感应
- 磁通量:(\varPhi = BS\cosθ),(θ)为磁场与平面夹角。
- 法拉第电磁感应定律:感应电动势(E = n\frac{Δ\varPhi}{Δt}),方向由楞次定律判断,“增反减同”“来拒去留”。
- 自感与互感:线圈自身电流变化产生自感电动势,阻碍电流变化;互感是两线圈间相互感应现象。
交变电流
- 正弦式交变电流:函数表达式(e = E_m\sinωt),最大值(E_m = NBSω),有效值(E = \frac{E_m}{\sqrt{2}}),频率(f = \frac{1}{T}),周期(T)与转速(n)关系(T = \frac{1}{n})。
- 变压器:理想变压器原副线圈电压比(\frac{U_1}{U_2} = \frac{n_1}{n_2}),电流比(\frac{I_1}{I_2} = \frac{n_2}{n_1}),功率相等。
- 远距离输电:高压输电减少电能损耗,(P{损}=I²R),(P{损}=UI),U)为输电线电压降