物理电学是研究电荷、电场、电流及其相互作用的核心学科,关键公式包括 欧姆定律($V=IR$)、库仑定律($F=k\frac{q_1q_2}{r^2}$) 和 电功率公式($P=IV$),这些公式揭示了电压、电流、电荷与能量之间的定量关系,是理解电路、电磁现象的基础。
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欧姆定律
描述导体两端电压($V$)与电流($I$)的关系:$V=IR$,其中$R$为电阻。适用于线性元件,是分析串联、并联电路的核心工具。 -
库仑定律
定量计算两点电荷间的静电力:$F=k\frac{q_1q_2}{r^2}$,$k$为静电力常数,$r$为电荷间距。该定律是静电学的基础,解释了电荷相互吸引或排斥的原理。 -
电功率与能量
电功率公式$P=IV$(或$P=I^2R$)表示单位时间电能转化为其他形式能量的速率。结合焦耳定律$Q=I^2Rt$,可计算电流的热效应。 -
基尔霍夫定律
包括电流定律(节点电流代数和为零)和电压定律(闭合回路电压代数和为零),用于复杂电路分析,确保能量与电荷守恒。
掌握这些公式不仅能解决电路问题,还能理解家用电器、电力系统甚至半导体器件的工作原理。建议通过实验结合理论深化理解,例如用万用表验证欧姆定律或模拟电场分布。