物理电磁学

Question

常见公式的用法及注意事项

Answer 1

磁场 基本特性,来源,
方向(小磁针静止时极的指向,磁感线的切线方向,外部(N S)内部(S N)组成闭合曲线
要熟悉五种典型磁场的磁感线空间分布（正确分析解答问题的关健）
脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念；会从不同的角度看、画、识 各种磁感线分布图
能够将磁感线分布的立体、空间图转化成不同方向的平面图（正视、符视、侧视、剖视图）
安培右手定则：电产生磁 安培分子电流假说，磁产生的实质(磁现象电本质)奥斯特和罗兰实验
安培左手定则(与力有关) 磁通量概念一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”且是双向标量
F安=B I L f洛=q B v 建立电流的微观图景(物理模型)
从安培力F=ILBsinθ和I=neSv推出f=qvBsinθ。

典型的比值定义
(E= E=k ) (B= B=k ) (u= ) ( R= R= ) (C= C= )
磁感强度B：由这些公式写出B单位，单位 公式
B= ; B= ; E=BLv B= ； B=k （直导体） ；B= NI（螺线管）
qBv = m R = B = ;
电学中的三个力：F电=q E =q F安=B I L f洛= q B v
注意：①、B⊥L时，f洛最大，f洛= q B v
（f 、B 、v三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直） 导致粒子做匀速圆周运动。
②、B || v时，f洛=0 做匀速直线运动。
③、B与v成夹角时，（带电粒子沿一般方向射入磁场），
可把v分解为（垂直B分量v⊥，此方向匀速圆周运动；平行B分量v|| ，此方向匀速直线运动。）
合运动为等距螺旋线运动。
带电粒子在磁场中圆周运动（关健是画出运动轨迹图,画图应规范）。
规律： (不能直接用)
1、 找圆心：①(圆心的确定)因f洛一定指向圆心，f洛⊥v任意两个f洛方向的指向交点为圆心；
②任意一弦的中垂线一定过圆心； ③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。
2、 求半径(两个方面)：①物理规律
②由轨迹图得出几何关系方程 ( 解题时应突出这两条方程 )
几何关系：速度的偏向角 =偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角) =2倍的弦切角
相对的弦切角相等，相邻弦切角互补 由轨迹画及几何关系式列出：关于半径的几何关系式去求。
3、求粒子的运动时间：偏向角（圆心角、回旋角） =2倍的弦切角 ，即 =2
×T
4、圆周运动有关的对称规律：特别注意在文字中隐含着的临界条件
a、从同一边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。
b、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出。
注意：均匀辐射状的匀强磁场，圆形磁场，及周期性变化的磁场。

电磁感应：.
1.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。
内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
2.[感应电动势的大小计算公式]
1) E＝BLV (垂直平动切割)
2) …=?(普适公式) ε∝ (法拉第电磁感应定律)
3) E= nBSωsin（ωt+Φ）；Em＝nBSω (线圈转动切割)
4)E＝BL2ω/2 (直导体绕一端转动切割)
5)*自感E自＝nΔΦ/Δt＝＝L ( 自感 )
3.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变化,这就是楞次定律。
内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
B感和I感的方向判定：楞次定律(右手) 深刻理解“阻碍”两字的含义(I感的B是阻碍产生I感的原因)
B原方向?；B原?变化(原方向是增还是减)；I感方向?才能阻碍变化；再由I感方向确定B感方向。
楞次定律的多种表述
①从磁通量变化的角度：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
②从导体和磁场的相对运动：导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。
③从感应电流的磁场和原磁场：感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。(增反、减同)
④楞次定律的特例──右手定则
在应用中常见两种情况：一是磁场不变，导体回路相对磁场运动；二是导体回路不动，磁场发生变化。
磁通量的变化与相对运动具有等效性：磁通量增加相当于导体回路与磁场接近，磁通量减少相当于导体回路与磁场远离。因此，
从导体回路和磁场相对运动的角度来看，感应电流的磁场总要阻碍相对运动；
从穿过导体回路的磁通量变化的角度来看，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化。
能量守恒表述：I感效果总要反抗产生感应电流的原因
电磁感应现象中的动态分析，就是分析导体的受力和运动情况之间的动态关系。
一般可归纳为：
导体组成的闭合电路中磁通量发生变化 导体中产生感应电流 导体受安培力作用
导体所受合力随之变化 导体的加速度变化 其速度随之变化 感应电流也随之变化
周而复始地循环，最后加速度小致零(速度将达到最大)导体将以此最大速度做匀速直线运动
“阻碍”和“变化”的含义
感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场。因此，不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反。
磁通量变化 感应电流

感应电流的磁场
发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源，在电源的内部，电流的方向是从低电势流向高电势。
4.电磁感应与力学综合
方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律
(1)基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二列方程求解．
(2)注意安培力的特点：

(3)纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要注意上述联系．
5.电磁感应与动量、能量的综合
方法：(1)从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律
①应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量，如在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题．
②在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，合外力为零，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒．解决此类问题往往要应用动量守恒定律．
(2)从能量转化和守恒着手，运用动能定律或能量守恒定律
①基本思路：受力分析→弄清哪些力做功，正功还是负功→明确有哪些形式的能量参与转化，哪增哪减→由动能定理或能量守恒定律列方程求解．
②能量转化特点：其它能（如：机械能） 电能 内能（焦耳热）
6.电磁感应与电路综合
方法：在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源．解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是：
（1）明确哪部分相当于电源，由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向．
（2）画出等效电路图．
（3）运用闭合电路欧姆定律．串并联电路的性质求解未知物理量．
功能关系：电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程。因此从功和能的观点入手，
分析清楚电磁感应过程中能量转化关系，往往是解决电磁感应问题的关健，也是处理此类题目的捷径之一。

交变电流 电磁场
交变电流(1)中性面线圈平面与磁感线垂直的位置，或瞬时感应电动势为零的位置。
中性面的特点：a．线圈处于中性面位置时，穿过线圈的磁通量Φ最大，但 ＝0；
产生：矩形线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。
变化规律e＝NBSωsinωt=Emsinωt；i＝Imsinωt；(中性面位置开始计时)，最大值Em＝NBSω
四值：①瞬时值②最大值③有效值电流的热效应规定的；对于正弦式交流U＝ ＝0.707Um ④平均值
不对称方波： 不对称的正弦波
求某段时间内通过导线横截面的电荷量Q＝IΔt=εΔt/R＝ΔΦ/R
我国用的交变电流，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向每秒改变100次。
表达式：e＝e=220 sin100πt=311sin100πt=311sin314t
线圈作用是“通直流，阻交流；通低频，阻高频”．
电容的作用是“通交流、隔直流；通高频、阻低频”．
变压器两个基本公式：① ②P入=P出，输入功率由输出功率决定，
远距离输电：一定要画出远距离输电的示意图来，
包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1/ n2、n2/，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。

功率之间的关系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2。
电压之间的关系是： 。
电流之间的关系是： .求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。
输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。
分析和计算时都必须用 ，而不能用 。
特别重要的是要会分析输电线上的功率损失 ，
解决变压器问题的常用方法(解题思路）
①电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
②功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……
③电流思路.由I=P/U知,对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……
④（变压器动态问题）制约思路.
(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.
（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”.
（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P负1+P负2+…；
②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；
③总功率P总=P线+P2.
动态分析问题的思路程序可表示为：
U1 P1
⑤原理思路.变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中ΔΦ/Δt相等；当遇到“ ”型变压器时有
ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt,适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不适用于恒定电流

Answer 2

我这里有电磁学的课件，你给我邮箱，我给你发过去，挺全的

Answer 3