電磁學內容包括靜電場、穩(wěn)恒電流、磁場、電磁感應、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電荷。注意：兩種物質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、點電荷、檢驗電荷

　　元電荷是指一個電子所帶的電量e=1.6×10-19C。點電荷是指不考慮形狀和大小的帶電體。檢驗電荷是指電量很小的點電荷，當它放入電場后不會影響該電場的性質。

　　3．電場、電場強度(E)、電場力(F)

　　電場是物質的一種特殊形態(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。電場強度是反映電場的力的性質的物理量。

　　描述電場強度有幾種方法。

　　其一，用公式法定量描述；定義式為E=F/q，適用于任何電場。真空中的點電荷的場強為E=kq/r2。勻強電場的場強為E=U/d。要注意理解：①場強是電場的一種特性，與檢驗電荷存在與否無關。②E是矢量。它的方向即電場的方向，規(guī)定場強的方向是正電荷在該點受力的方向。③注意區(qū)別三個公式的物理意義和適用范圍。④幾個電場疊加計算合場強時，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)程度表示場強的強(弱)。電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向。勻強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)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；電荷在電場中某點的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點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處的電勢能為零，這樣，電勢能就有正負。③電場力對電荷所做的正(負)功總等于電荷電勢能的減少(增加)，即WAB=εA-εB。(A點電勢高于B點)。④電場力移動電荷做功，只跟電荷的始、末位置有關，跟具體路徑無關。

　　電勢是反映電場的能的性質的物理量．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，與檢驗電荷存在與否無關。②電勢是標量。③在SI制中的單位：1V=1J／C。④電勢是相對的，通常取無限遠處(或大地)的電勢為零，這樣，電勢就有正負。⑤幾個電場疊加計算合電勢時，只需求各個電場在該點產(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間移動電荷時，電場力不做功。在勻強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間的電勢的差值，有時又叫做電壓。表示為UAB=UA-UB。注意：①電場中兩點間的電勢差值是絕對的。電場中某點的電勢實際上是指該點與無窮遠處間的電勢差。②電勢差有正負，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導體(或極板)所帶電量的絕對值。③電容器的電容只眼它的結構(兩個導體的大小、形狀、相對位置)、介質性質有關，而與它所帶的電量q和電勢差U無關。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低于擊穿電壓。

　　6．電流強度(I)

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

　　7．電阻(R)、電阻率(ρ)、超導體

　　電阻是表示導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。電阻是導體的一種特性。電阻率是反映材料導電性好壞的物理量，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)。當溫度降低到絕對零度附近時某些金屬、合金和化合物的電阻率會突然減小為零，此謂超導現(xiàn)象。處于這種狀態(tài)的導體叫做超導體。超導體的電阻為零。

　　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。電功的實用單位 1干瓦小時(度)=3.6×106焦。電熱指電流通過導體產(chǎn)生的熱量。在純電阻電路里，W=Q，即電能全部轉化為內能。在非純電阻(如含電動機、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、電動勢(ε)、路端電壓(U)

　　電源是把其他形式的能轉化為電能的裝置。對于給定的電源，電動勢、內電阻和允許通過的最大電流一定。電動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。②ε的物理意義；電動勢在數(shù)值上等于路中通過1庫侖電量時電源所提供的電能。③注意區(qū)別電動勢和電壓的概念。電動勢是描述其他形式的能轉化成電能的物理量，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I增大時，U減小；當I=0時，U=ε。②U隨R的變化規(guī)律：當R增大(減小)時，U隨著增大(減小)當R→∞(斷路)時，U=ε(據(jù)此原理可用伏特計直接測ε)。當R→0(短路)時，U→0，此時有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、鎳等物質的性質。具有磁性的物體叫磁體。磁體上最強的部分叫磁極，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、磁感強度(B)

　　磁場是一種特殊形態(tài)的物質，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。磁感強度是反映磁場的力的性質的物理量。描述磁感強度有幾種方法。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、電流強度I、導線長度l無關。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)程度表示磁場的強弱。磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向．勻強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線上各點為圓心的在限導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)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面上的磁場，定義磁通量Φ=BScosθ要理解：①適用于勻強磁場。②物理意義：穿過磁場中某個面的磁感線條線。③θ為所研究的平面的法線與B的夾角。④磁通量有正負。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、感應電動勢(ε)、感應電流(I)

　　電磁感應是指利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢。所產(chǎn)生的電流叫感應電流。要注意理解；①產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電源。②產(chǎn)生感應電動勢與電路是否閉合無關，而產(chǎn)生感應電流必需閉合電路。③產(chǎn)生感應電流的兩種敘述是等效的，即閉合電路的一部分導體作切割磁力線運動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、自感電動勢、自感系數(shù)(L)

　　自感現(xiàn)象是指由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象。飾產(chǎn)生的感應電動勢叫自感電動勢。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

　　交流電是指電流強度和方向都隨時間作周期性變化的電流。交流電有單相和三相之分。中學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所能達到的最大值．有效值交流電的有效值是根據(jù)電流熱效應規(guī)定的，即如果在相同時間內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該關系式適用于按正弦現(xiàn)律變化的交流電。②電氣設備上所標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。電磁場由近及遠地傳播形成電磁波。要注意理解：①沒有靜止的電磁場。②電磁波是橫波，它的傳播方向、電場方民＿磁場方向互相會直。③傳播電磁波不需要介質。

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