大学物理(第五版)常用公式总集

大学物理(上)公式集

概念（定义和相关公式）

222

1．位置矢量：r，其在直角坐标系中：r xi yj zk；r x y z角位置：θ

2．速度：V

平均速度：V

速率：V

（ V ）角速度：

角速度与速度的关系：V=ｒω

3．加速度：a

或a

2dt 平均加速度：

t

角加速度：

2

在自然坐标系中a

a ann其中a

dp（=ｒβ），an （=r2 ω）

4．力：F=ｍa （或F=

法则）

） 力矩：M r F（大小：M=rFcosθ方向：右手螺旋

5．动量：p mV，角动量：L r mV（大小：L=rmvcosθ方向：右手螺旋法则）

6．冲量：I

Fdt（=FΔｔ）；功：A

F dr（气体对外做功：A=∫PdV）

7．动能：mV2/2

mg(重力) → mgh

8．势能：A保= – ΔEp不同相互作用力势

-kx（弹性力） → kx2/2

能形式不同且零点选择不同其形式

F= GMmr (万有引力) → GMm =Ep 不同，在默认势能零点的情况下：

rr2

机械能：E=EK+EP

Qq Qqr (静电力) →M29．热量：Q 4 0r 0rCRT其中：摩尔热容

量C与过程有关，等容热容量Cv与等压热容量Cp之间的关系为：Cp= Cv+R 10． 压强：P F

S

I

tS

3

n

11． 分子平均平动能： 3kT；理想气体内能：E M(t r 2s)RT

2 2

12． 麦克斯韦速率分布函数：f(V) dN（意义：在V附近单位速度间隔内的分子数所

NdV

占比率）

13． 平均速率： V 方均根速率：

N2

Vf(V)dV

；最可几速率：Vp

14． 熵：S=KlnΩ（Ω为热力学几率，即：一种宏观态包含的微观态数）

15． 电场强度：E=F/q0 （对点电荷：E

16． 电势：Ua

q4 0rq4 0r

2

） r

a

E dr（对点电荷U

）；电势能：Wa=qUa(A= –ΔW)

17． 电容：C=Q/U ；电容器储能：W=CU2/2；电场能量密度ωe=ε0E2/2

18． 磁感应强度：大小，B=Fmax/qv(T)；方向，小磁针指向（S→N）。

定律和定理

1．矢量叠加原理：任意一矢量A可看成其独立的分量Ai的和。即：A=ΣAi（把式中A换

a成r、V、、F、E、B就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应

强度的叠加原理）。

2．牛顿定律：F=ｍa （或F=

Mm

F G2rr

dp）；牛顿第三定律：F′=F；万有引力定律：

3．动量定理：I p→动量守恒： p 0条件 F外 0

4．角动量定理：M

→角动量守恒： L 0条件 M外 0

5．转动惯量： J= mR2 6．动能原理：

A Ek（比较势能定义式：A保 Ep）

7．功能原理：A外+A非保内=ΔE→机械能守恒：ΔE=0条件A外+A非保内=0 8．理想气体状态方程：PV MRT或P=nkT（n=N/V，ｋ=Ｒ/N0）

9．能量均分原理：在平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其大小都为kT/2。 10． 热力学第一定

律：ΔE=Q+A

10．热力学第二定律：

孤立系统：ΔS>0 （熵增加原理）

11． 库仑定律：

F kQqr （k=1/4πε0） 2

r

12． 高斯定理：

q（静电场是有源场）→无穷大平板：E=ζ/2ε0

E dS 0

13． 环路定理：E dl 0 （静电场无旋，因此是保守场）

Idl r14． 毕奥—沙伐尔定律：dB 0

4 r2

I 直长载流导线：B 0(cos 1 cos 2)

4 r I 无限长载流导线：B 0

2 r

I I 载流圆圈：B 0，圆弧：B 0

2R2R2

大学物理(下)公式集

电磁学

1．定义：

①E和B：

B=Fmax/qv；方向，小磁针指向（S→N）；单位：特斯拉（T）=104高斯（G）

E=F/q0 单位：N/C =V/ｍ

F=q(E+V×B)洛仑兹公式

②电势：U

r

E dr

F

电势差：U E dl 电动势： K dl（K 非静电）

q

③电通量： e

磁通量：E dS B

磁通链：ΦB=NφB单位：韦伯（Wb） B dS

④电偶极矩：p=ql

-q l m磁矩：=IS=ISn

⑤电容：C=q/U 单位：法拉（F）

*自感：L=Ψ/I

单位：亨利（H） *互感：M=Ψ21/I1=Ψ12/I2 单位：亨利（H） ⑥电流：I =

dq； *位移电流：ID =ε

d e0 单位：安培（A）

⑦*能流密度： S

2．实验定律

①库仑定律：F

E B

③安培定律： 0Idl rQq ②毕奥—沙伐尔定律： dF=IdldB r220

4 r4 0r

×B

d B

④电磁感应定律：ε感= – 动生电动势：

dt

感生电动势： *⑤欧姆定律：U=IR（E=ρj）其中ρ为电导率 3．*定理（麦克斯韦方程组）

q 电场的高斯定理：E dS

(V B) dl

E（Ei dli为感生电场）

0

q（E静是有源场）

E dS 静

0

E感 dS 0 （E感是无源场）

磁场的高斯定理：B dS 0

B dS 0（B稳是无源场）

B（感是无源场） B dS 0

E dl 0 （静电场无旋） 静

d B电场的环路定理：E dl dt

生电场）

d BE dl感 dt（感生电场有旋；变化的磁场产生感

B dl 0I （稳恒磁场有旋） 稳

安培环路定理：B dl 0I 0Id 场）

4．常用公式

d e （变化的电场产生感生磁B dl 0 0感

dt

①无限长载流导线：B 0I 螺线管：B=ｎμ0I

2 r②带电粒子在匀强磁场中：半径R mV周期T 2 m

qB

qB

磁矩在匀强磁场中：受力F=0；受力矩M m B

③电容器储能：Wc=CU2 *电场能量密度：ωe=2

0E2

2

ε0E2 电磁场能量密度：ω=

2

ε

+2B2 0

2 *电感储能：WL=1LI2 *磁场能量密度：ωB=22B 电磁场能流密度：S=ωV

④ *电磁波：C=

1

=3.0×108m/s 在介质中V=C/ｎ，频率ｆ=ν=

2

1

0000

波动学

1．定义和概念

简谐波方程： x处t时刻相位 振幅

简谐振动方程：ξ=Acos(ωt+φ) 波形方程：ξ=Acos(2πx/λ+φ′)

相位Φ——决 …… 此处隐藏：2980字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……