大学物理公式集

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1、大学物理公式集概念（定义和相关公式）1．位置矢量：，其在直角坐标系中：；角位置：θ2．速度：平均速度：速率：（）角速度：角速度与速度的关系：V=ｒω3．加速度：或平均加速度：角加速度：在自然坐标系中其中（=ｒβ），（=r2ω）4．力：=ｍ（或=）力矩：（大小：M=rFcosθ方向：右手螺旋法则）5．动量：，角动量：（大小：L=rmvcosθ方向：右手螺旋法则）6．冲量：（=Δｔ）；功：（气体对外做功：A=∫PdV）mg(重力)→mgh-kx（弹性力）→kx2/2F=(万有引力)→=Ep(静电力)→7．动能：mV2/28．势能：A保=–

2、ΔEp不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同，在默认势能零点的情况下：机械能：E=EK+EP9．热量：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+R10．压强：11．分子平均平动能：；理想气体内能：12．麦克斯韦速率分布函数：（意义：在V附近单位速度间隔内的分子数所占比率）13．平均速率：方均根速率：；最可几速率：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：=/q0（对点电荷：）16．电势：（对点电荷）；电势能：Wa=qUa(A=–ΔW)1

3、7．电容：C=Q/U；电容器储能：W=CU2/2；电场能量密度ωe=ε0E2/218．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：任意一矢量可看成其独立的分量的和。即：=Σ（把式中换成、、、、、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：=ｍ（或=）；牛顿第三定律：′=；万有引力定律：3．动量定理：→动量守恒：条件4．角动量定理：→角动量守恒：条件5．动能原理：（比较势能定义式：）6．功能原理：A外+A非保内=ΔE→机械能守恒：ΔE=0条件A

4、外+A非保内=07．理想气体状态方程：或P=nkT（n=N/V，ｋ=Ｒ/N0）8．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。克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响。实质：在孤立系统内部发生的过程，总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的状态进行。亦即在孤立系统内部所发生的过程总是沿着无序性增大的方向进行。9．热力学第一定律：ΔE=Q+A10．热力学第二定律：孤立系统：ΔS>0（熵增加原

5、理）11．库仑定律：（k=1/4πε0）12．高斯定理：（静电场是有源场）→无穷大平板：E=σ/2ε013．环路定理：（静电场无旋，因此是保守场）θ2IrPoRθ1I14．毕奥—沙伐尔定律：直长载流导线：无限长载流导线：载流圆圈：，圆弧：电磁学1．定义：=/q0单位：N/C=V/ｍB=Fmax/qv；方向，小磁针指向（S→N）；单位：特斯拉（T）=104高斯（G）①和：=q(+×)洛仑兹公式②电势：电势差：电动势：（）③电通量：磁通量：磁通链：ΦB=NφB单位：韦伯（Wb）Θ⊕-q+qS④电偶极矩：=q磁矩：=I=IS⑤电容：C=q/

6、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=；*位移电流：ID=ε0单位：安培（A）⑦*能流密度：1．实验定律①库仑定律：②毕奥—沙伐尔定律：③安培定律：d=I×④电磁感应定律：ε感=–动生电动势：感生电动势：（i为感生电场）*⑤欧姆定律：U=IR（=ρ）其中ρ为电导率2．*定理（麦克斯韦方程组）电场的高斯定理：（静是有源场）（感是无源场）磁场的高斯定理：（稳是无源场）（感是无源场）电场的环路定理：（静电场无旋）（感生电场有旋；变化的磁场产生感生电场）安培环路定

7、理：（稳恒磁场有旋）（变化的电场产生感生磁场）3．常用公式①无限长载流导线：螺线管：B=ｎμ0I②带电粒子在匀强磁场中：半径周期磁矩在匀强磁场中：受力F=0；受力矩③电容器储能：Wc=CU2*电场能量密度：ωe=ε0E2电磁场能量密度：ω=ε0E2+B2*电感储能：WL=LI2*磁场能量密度：ωB=B2电磁场能流密度：S=ωV④*电磁波：C==3.0×108m/s在介质中V=C/ｎ，频率ｆ=ν=波动学1．定义和概念简谐波方程：x处t时刻相位振幅ξ=Acos(ωt+φ-2πx/λ)简谐振动方程：ξ=Acos(ωt+φ)ｘ处落后0点的相位

8、0点处初相0点处相位振动量（位移）波形方程：ξ=Acos(2πx/λ+φ′)相位Φ——决定振动状态的量振幅A——振动量最大值决定于初态ｘ0=Acosφ初相φ——ｘ=0处ｔ=0时相位（x0,V0）V0=–Aωsinφ频率ν