【电磁学的物理公式】电磁学是物理学中研究电荷、电场、磁场及其相互作用的一门重要学科。它不仅在基础物理中占据核心地位，也在工程技术、通信、能源等多个领域有着广泛的应用。为了更好地理解和应用电磁学的基本原理，掌握其主要物理公式至关重要。
以下是对电磁学中一些关键物理公式的总结，并以表格形式进行整理，便于查阅和记忆。
一、静电场相关公式
| 公式名称 | 公式表达 | 说明 |
| 库仑定律 | $ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} $ | 真空中两个点电荷之间的力 |
| 电场强度 | $ E = \frac{F}{q} $ | 电场中单位正电荷所受的力 |
| 电势 | $ V = \frac{U}{q} $ | 电势能与电荷的比值 |
| 电势差 | $ V_{AB} = V_A - V_B $ | A点与B点之间的电势差 |
| 高斯定理 | $ \oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{S} = \frac{Q_{\text{enc}}}{\varepsilon_0} $ | 电场通量与闭合面内电荷的关系 |
二、电场与电容器相关公式
| 公式名称 | 公式表达 | 说明 |
| 电容 | $ C = \frac{Q}{V} $ | 电容器储存电荷的能力 |
| 平行板电容器 | $ C = \varepsilon_0 \frac{A}{d} $ | 电容与极板面积和间距的关系 |
| 电容器能量 | $ U = \frac{1}{2} C V^2 $ | 电容器储存的能量 |
| 电容器串联 | $ \frac{1}{C_{\text{eq}}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \cdots $ | 串联电容的等效电容 |
| 电容器并联 | $ C_{\text{eq}} = C_1 + C_2 + \cdots $ | 并联电容的等效电容 |
三、电流与电路相关公式
| 公式名称 | 公式表达 | 说明 |
| 电流强度 | $ I = \frac{dq}{dt} $ | 单位时间内通过导体横截面的电荷量 |
| 欧姆定律 | $ V = IR $ | 电压、电流与电阻的关系 |
| 电功率 | $ P = IV $ | 电功率的计算方式 |
| 电阻率 | $ R = \rho \frac{L}{A} $ | 电阻与材料、长度和截面积的关系 |
| 焦耳定律 | $ Q = I^2 R t $ | 电流通过导体产生的热量 |
四、磁场与电磁感应相关公式
| 公式名称 | 公式表达 | 说明 |
| 洛伦兹力 | $ \mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}) $ | 运动电荷在电场和磁场中受到的合力 |
| 安培环路定理 | $ \oint \mathbf{B} \cdot d\mathbf{l} = \mu_0 I_{\text{enc}} $ | 磁场与电流的关系 |
| 法拉第电磁感应定律 | $ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt} $ | 感应电动势与磁通量变化的关系 |
| 自感系数 | $ L = \frac{N \Phi_B}{I} $ | 线圈自身产生感应电动势的能力 |
| 互感系数 | $ M = \frac{N_2 \Phi_{12}}{I_1} $ | 两个线圈之间相互影响的系数 |
五、麦克斯韦方程组（简要）
麦克斯韦方程组是电磁学的理论基础，由四个微分方程组成：
1. 高斯电场定律：$ \nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_0} $
2. 高斯磁场定律：$ \nabla \cdot \mathbf{B} = 0 $
3. 法拉第电磁感应定律：$ \nabla \times \mathbf{E} = -\frac{\partial \mathbf{B}}{\partial t} $
4. 安培-麦克斯韦定律：$ \nabla \times \mathbf{B} = \mu_0 \left( \mathbf{J} + \varepsilon_0 \frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t} \right) $
这些公式共同描述了电场与磁场之间的动态关系，并为电磁波的传播提供了理论依据。
总结
电磁学的物理公式涵盖了从静电场到磁场、从电容器到电磁感应的多个方面。掌握这些公式不仅有助于理解电磁现象的本质，也为实际工程应用提供了理论支持。通过表格的形式对这些公式进行归纳，可以更清晰地掌握其应用场景和物理意义。
