【电学基础】

静电力

库仑定律 :真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。
k是比例系数,叫作静电力常量
r是它们的距离


电场


电场强度 E:反映了电场在各点的性质


电场线

电场线 :电场越大的地方电场线越密,电场强度越小的地方电场线越疏
特点:
(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷;
(2)电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。

匀强电场 : 电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同。


电势能

电势能 Ep :电荷在电场中做功


电势

电势 *φ :*电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比
沿着电场线方向电势逐渐降低。


电势差

电势差 : 两点之间电势的差值,电势差也叫作电压


等势面

电场线跟等势面垂直, 并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。


电势差与电场强度的关系

电场线是描述电场强度的,等势线是描述电势,
电场线和等势线的疏密存在对应关系,
表明电场强度和电势之间存在一定的联系。


串联电路和并联电路

串联电路中的电流处处相等。
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联电路的总电流等于各支路电流之和。
并联电路的总电压与
各支路电压相等。

串、并联电路中的电阻



电功率

这段时间内通过这段电路任一截面的电荷量为q=It
这段电路两端的电势差是U ,静电力做的功就是W=Uq=UIt

电流在一段电路中做的功和通电时间之比------功率P。

功率P,等于这段电路两端的电压U与电流I的乘积。


磁感应



F = BIL

磁通量

磁通量 Φ:磁通量
Φ= BS



增反减同:磁通量增加,线圈产生向上的磁感应来抵抗。
磁通量减少,线圈产生向下的磁感应来挽回。

右手螺旋定则

( 电生磁 )判断线圈缠绕方向后,拇指指向磁场方向。

磁场方向、运动方向和判断电流方向,已知其二,可得余一。

左手定则(磁场对导体 / 运动电荷的作用)

左手手掌垂直磁感线,四指指向电流方向,拇指指向受安培力的方向。

电动势

(动生电)动生电动势 :通过铁棒运动------切割磁感线,产生电能。
金属棒内部有大量的自由电子。当金属棒向右运动时,棒内的电子也随之向右运动。
根据左手定则(或洛伦兹力),运动电荷在磁场中会受到洛伦兹力:F=qvB。
q 是电荷量
在这个力的作用下,棒内的自由电荷会向棒的一端移动,另一端则会留下等量的异种电荷。这些堆积的电荷会在棒内部产生一个由正端指向负端的电场 E'。
约去 q,得到棒内部的电场强度:E′ = vB

此时,棒两端积累的电荷形成的稳定电势差,就等于动生电动势。根据电场强度与电势差的关系:

E = U = E′ ⋅ l = vB ⋅ l

整理即得:E = Blv​

(感生电)感应电动势 :金属棒在两根平行导轨上滑动,形成一个闭合回路。
磁通量 ΔΦ=B⋅ΔS=BlvΔt
法拉第电磁感应定律指出,感应电动势等于磁通量的变化率 E = ΔΦ/Δt = Blv​
E=Blv

计算转轴产生的电动势

  • 棒转过的 角度 为 Δθ=ω⋅Δt

  • 角速度 ω =2 π / T

  • 扇形面积公式:

  • 法拉第电磁感应定律 E = ΔΦ/Δt

    磁通量公式Φ=BS

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