電磁學(xué)內(nèi)容包括靜電場、穩(wěn)恒電流、磁場、電磁感應(yīng)、交流電、電磁振蕩和電磁波。

　　一、重要概念和規(guī)律

　　(一)重要概念

　　1．兩種電荷、電量(q)

　　自然界只存在兩種電荷。用絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷叫做正電荷，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒上帶的電荷叫做負(fù)電荷。注意：兩種物質(zhì)摩擦后所帶的電荷種類是相對的。電荷的多少叫電量。在SI制中，電量的單位是C(庫)。

　　2．元電荷、點(diǎn)電荷、檢驗(yàn)電荷

　　元電荷是指一個(gè)電子所帶的電量e=1.6×10-19C。點(diǎn)電荷是指不考慮形狀和大小的帶電體。檢驗(yàn)電荷是指電量很小的點(diǎn)電荷，當(dāng)它放入電場后不會(huì)影響該電場的性質(zhì)。

　　3．電場、電場強(qiáng)度(E)、電場力(F)

　　電場是物質(zhì)的一種特殊形態(tài)，它存在于電荷的周圍空間，電荷間的相互作用通過電場發(fā)生。電場的基本特性是它對放入其中的電荷有電場力的作用。電場強(qiáng)度是反映電場的力的性質(zhì)的物理量。

　　描述電場強(qiáng)度有幾種方法。

　　其一，用公式法定量描述；定義式為E=F/q，適用于任何電場。真空中的點(diǎn)電荷的場強(qiáng)為E=kq/r2。勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E=U/d。要注意理解：①場強(qiáng)是電場的一種特性，與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān)。②E是矢量。它的方向即電場的方向，規(guī)定場強(qiáng)的方向是正電荷在該點(diǎn)受力的方向。③注意區(qū)別三個(gè)公式的物理意義和適用范圍。④幾個(gè)電場疊加計(jì)算合場強(qiáng)時(shí)，要按平行四邊形法則求其矢量和。

　　其二，用電場線形象描述：電場線的密(疏)程度表示場強(qiáng)的強(qiáng)(弱)。電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向。勻強(qiáng)電場中的電場線是方向相同、距離相等的互相平行的直線。要注意：a.電場線是使電場形象化而假想的線．b.電場線起始于正電行而終止于負(fù)電荷。c.電場中任何兩條電場線都不相交。電場力是電荷間通過電場相互作用的力。正(負(fù))電荷受力方向與E的方向相同(反)。

　　4．電勢能(B)、電勢(U)、電勢差(UAB)

　　電勢能是電荷在電場中具有的勢能。要注意理解：①物理意義；電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢能為零處電場力所做的功。②電勢能是相對的，通常取電荷在無限遠(yuǎn)處的電勢能為零，這樣，電勢能就有正負(fù)。③電場力對電荷所做的正(負(fù))功總等于電荷電勢能的減少(增加)，即WAB=εA-εB。(A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn))。④電場力移動(dòng)電荷做功，只跟電荷的始、末位置有關(guān)，跟具體路徑無關(guān)。

　　電勢是反映電場的能的性質(zhì)的物理量．描述電勢有幾種方法。其一，用公式法定量描述：電場中某點(diǎn)的電勢定義為U=ε/q。要注意理解：①電勢是電場的一種特性，與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān)。②電勢是標(biāo)量。③在SI制中的單位：1V=1J／C。④電勢是相對的，通常取無限遠(yuǎn)處(或大地)的電勢為零，這樣，電勢就有正負(fù)。⑤幾個(gè)電場疊加計(jì)算合電勢時(shí)，只需求各個(gè)電場在該點(diǎn)產(chǎn)生的電勢的代數(shù)和。其二，用等勢面形象描述：任意兩個(gè)等勢面不能相交。等勢面與電力線垂直。不同等勢面的電勢沿電力線方向逐漸降低。任何相鄰兩等勢面間的電勢差相等，場強(qiáng)大(小)的地方等勢面間的距離小(大)。在同一等勢面上的任何兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電場力不做功。在勻強(qiáng)電場中的等勢面是一族限電力線垂直的平面。

　　電勢差指電場中兩點(diǎn)間的電勢的差值，有時(shí)又叫做電壓。表示為UAB=UA-UB。注意：①電場中兩點(diǎn)間的電勢差值是絕對的。電場中某點(diǎn)的電勢實(shí)際上是指該點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)處間的電勢差。②電勢差有正負(fù)，UAB=-UBA。

　　5．電客(C)

　　電容器的電容定義為C=Q/U。注意理解：①電容是表征電容器特性的物理量。對于給定的電容器，C一定。②電容器所帶電量指每個(gè)導(dǎo)體(或極板)所帶電量的絕對值。③電容器的電容只眼它的結(jié)構(gòu)(兩個(gè)導(dǎo)體的大小、形狀、相對位置)、介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，而與它所帶的電量q和電勢差U無關(guān)。④平行板電容器的電容C=εS/4πkd，表示C與介電常數(shù)ε成正比，跟正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。⑤電容器的額定電壓應(yīng)低于擊穿電壓。

　　6．電流強(qiáng)度(I)

　　電流強(qiáng)度是表示電流強(qiáng)弱的物理量。定義為I=q/t，要注意理解：①電流的形成：電荷的定向移動(dòng)。②導(dǎo)體中存在持續(xù)電流的條件：一是要有可移動(dòng)的電荷；二是保持導(dǎo)體兩端的電勢差(如電源)。③電流的方向：規(guī)定正電荷的移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较�。在�?內(nèi))電路電流從電源的正(負(fù))極流向負(fù)(正)極。④導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)速率并不快，電流的傳導(dǎo)速率即電場的傳播速率等于光速。

　　7．電阻(R)、電阻率(ρ)、超導(dǎo)體

　　電阻是表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用的物理量，定義為R=U/I，其單位根據(jù)歐姆定律規(guī)定是歐姆，即1歐=1伏／安。電阻是導(dǎo)體的一種特性。電阻率是反映材料導(dǎo)電性好壞的物理量，根據(jù)電阻定律定義為ρ=RS/l，單位是歐姆“Ω?m”，各種材料的電阻率都隨溫度而變化，金屬的電阻率隨溫度的升高(降低)而增大(減小)。當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí)某些金屬、合金和化合物的電阻率會(huì)突然減小為零，此謂超導(dǎo)現(xiàn)象。處于這種狀態(tài)的導(dǎo)體叫做超導(dǎo)體。超導(dǎo)體的電阻為零。

　　8．電功(W)電熱(Q)、電功率(P)

　　電功是描述電路中電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的物理量�？杀硎緸閃=UIt。在純電阻電路中，W=UIt=I2Rt=U2t/R。電功的實(shí)用單位 1干瓦小時(shí)(度)=3.6×106焦。電熱指電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。在純電阻電路里，W=Q，即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在非純電阻(如含電動(dòng)機(jī)、電解槽等用電器)電路里，w＞Q；電功率是描述電流做功快慢的物理量，可表示為P=W/t=UI。在純電阻電路中，P＝UI=I2R=U2/R。

　　9．電源、電動(dòng)勢(ε)、路端電壓(U)

　　電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。對于給定的電源，電動(dòng)勢、內(nèi)電阻和允許通過的最大電流一定。電動(dòng)勢是表征電源特性的物g量之一。要注意理解：①S是由電源本身所決定的，跟外電路的情況無關(guān)。②ε的物理意義；電動(dòng)勢在數(shù)值上等于路中通過1庫侖電量時(shí)電源所提供的電能。③注意區(qū)別電動(dòng)勢和電壓的概念。電動(dòng)勢是描述其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的物理量，是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的物理量，是反映電場力做功的特性。路端電壓是外電路兩端的電壓�？杀硎緸椋篣=ε-U'(U'= Ir)。要明確：①U隨I的變化規(guī)律。當(dāng)I增大時(shí)，U減��；當(dāng)I=0時(shí)，U=ε。②U隨R的變化規(guī)律：當(dāng)R增大(減小)時(shí)，U隨著增大(減小)當(dāng)R→∞(斷路)時(shí)，U=ε(據(jù)此原理可用伏特計(jì)直接測ε)。當(dāng)R→0(短路)時(shí)，U→0，此時(shí)有I＝ε/r，電流很大。

　　10．磁性、磁體、磁極、磁化

　　磁性指物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。具有磁性的物體叫磁體。磁體上最強(qiáng)的部分叫磁極，指南(北)的磁極叫南(北)極，用S(N)表示。磁化指使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程。

　　11．磁場、磁感強(qiáng)度(B)

　　磁場是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，它存在于磁體周圍的空間，磁體間的相互作用通過磁場發(fā)生。磁場的基本特性是它對放入其中的電流(或磁極)有磁場力的作用。磁感強(qiáng)度是反映磁場的力的性質(zhì)的物理量。描述磁感強(qiáng)度有幾種方法。其一，用公式定量描述。定義式為B=F/Il。要注意理解：①B是磁場的一種特性，與磁場力F、電流強(qiáng)度I、導(dǎo)線長度l無關(guān)。B不是電流I所產(chǎn)生的磁場。②B是矢量。它的方向即圍場的方向，規(guī)定B的方向是磁針N極在該點(diǎn)受力的方向。③在SI制中，B的單位為(T)特斯拉。其二，用磁感線描述：磁感線的密(疏)程度表示磁場的強(qiáng)弱。磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向．勻強(qiáng)磁場中的磁感線是方向相同的距離相等的互相平行的直線；直線電流磁場的磁力線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的在限導(dǎo)線垂直的平面上的同心圓，通電螺線管磁場的磁力線與條形磁鐵相似。要注意：a.磁感線是使磁場形象化而假想的線。b.磁感線是閉合曲線，在磁體外(內(nèi))部，從N(S)極到S(N)極。③磁場中任何兩條磁力線都不相交。

　　12．磁通量(Φ)

　　為了研究穿過某一個(gè)面上的磁場，定義磁通量Φ=BScosθ要理解：①適用于勻強(qiáng)磁場。②物理意義：穿過磁場中某個(gè)面的磁感線條線。③θ為所研究的平面的法線與B的夾角。④磁通量有正負(fù)。⑤在SI制中的單位為韋伯(Wb)，⑤由B=Φ/S，常稱磁通密度。

　　13．電磁感應(yīng)、感應(yīng)電動(dòng)勢(ε)、感應(yīng)電流(I)

　　電磁感應(yīng)是指利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫感應(yīng)電動(dòng)勢。所產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。要注意理解；①產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。②產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢與電路是否閉合無關(guān)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流必需閉合電路。③產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩種敘述是等效的，即閉合電路的一部分導(dǎo)體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)與穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化等效。

　　14．自感現(xiàn)象、自感電動(dòng)勢、自感系數(shù)(L)

　　自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。飾產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢。自感系數(shù)簡稱自感或電感，它是反映線圈特性的物理量。線圖越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，它的自感系數(shù)越大。另外，有鐵心的線圇的自感系數(shù)比沒有鐵心時(shí)要大得多。

　　15．交流電、表征交流電的物理量

　　交流電是指電流強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。交流電有單相和三相之分。中學(xué)所研究的是正弦交流電.  最大值 交流電的最大值是交流電在一周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值．有效值交流電的有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)規(guī)定的，即如果在相同時(shí)間內(nèi)交流電和直流電通過相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相等，則把這直流電的數(shù)值叫做這交流電的有效值。有效值=最大值/ 。注意：①該關(guān)系式適用于按正弦現(xiàn)律變化的交流電。②電氣設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定充流以及電表測量的數(shù)值一般指有效值。③我國的交流電，照明電路電壓為220伏，動(dòng)力電路電壓為380伏。周期(T)和頻率(f)都是表征交流電變化快慢的物理量.其關(guān)系為:T=1/f。我國的交流電的周期為0.02S，頻率是50Hz，電流方向每秒改變100次。

　　16．振蕩電流、電磁振蕩

　　振蕩電流指大小和方向都作周期性變化的電流。通常由自感線圈和電容器組成的振蕩電路(稱LC回路)產(chǎn)生。電磁振蕩是一種物理現(xiàn)象；在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩的過程中，電容器極板上的電荷、回路中的電流以及與它們相聯(lián)系的磁場和電場都在作周期性變化。電磁有無阻尼振蕩(等幅振蕩)和阻尼振蕩(減幅振蕩)之分。電磁振蕩的過程可與簡諧振動(dòng)相類比。

　　17．電磁場、電磁波

　　電磁場是指由變化的電場和磁場組成的不可分離的統(tǒng)一的場。電磁場由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波。要注意理解：①?zèng)]有靜止的電磁場。②電磁波是橫波，它的傳播方向、電場方民＿磁場方向互相會(huì)直。③傳播電磁波不需要介質(zhì)。

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