高中物理电磁学公式包括以下几个部分:
1. **库仑定律**:真空中两个点电荷之间的作用力与它们的电荷乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比。公式表示为:$F = k\frac{Q1 \cdot Q2}{r^{2}}$。
2. **电场强度的定义式**:$E = \frac{F}{q}$,其中E表示电场强度,F是放入电场中的电荷受到的电场力,q是该电荷的电量。
3. **电势的定义式**:$U = \frac{W}{q}$,其中U表示电势,W是电场力做的功,q是试探电荷的电量。
此外,高中物理电磁学还包括以下公式:
1. **法拉第电磁感应定律**:感应电动势的大小取决于磁通量变化的速度和回路电阻的大小。公式表示为:$E = n\frac{\Delta\phi}{\Delta t}$。
2. **楞次定律**:感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化。
3. **电阻定律**:电阻等于导体两端电压与通过导体的电流之比。公式表示为:$R = \frac{U}{I}$。
4. **欧姆定律**:在电阻性电路中,电流与电压成正比。公式表示为:$I = \frac{U}{R}$。
以上就是高中物理电磁学的主要公式,这些公式在解决电磁学相关问题时非常重要。
题目:一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,线圈的匝数为n=100,电阻为R=10欧姆。已知线圈从中性面开始转动,转动的角速度为2π rad/s。求:
(1)在t=0.5s时刻,线圈中的感应电动势的大小;
(2)在t=0.5s时刻,线圈中的感应电流的大小和方向。
解:
(1)根据法拉第电磁感应定律,线圈在中性面开始转动时的感应电动势为:
E = nBSω
其中,B为磁感应强度,S为线圈面积,ω为角速度。
代入已知量可得:E = 100 × 1 × 2π × π × 0.5 = 5πV
即线圈在t=0.5s时刻的感应电动势大小为5πV。
(2)根据楞次定律,线圈中的感应电流方向为逆时针方向。根据欧姆定律,可得线圈中的感应电流大小为:
I = E/R = 5π/10 = 0.5πA
即线圈在t=0.5s时刻的感应电流大小为0.5πA。
综上所述,该题目中应用了法拉第电磁感应定律和楞次定律,通过求解感应电动势和感应电流的大小和方向,解决了问题。