CIE A2-Level 物理公式一览

这是烤羚羊 Colin 老师精心整理的 CIE 考试局 A2-Level 物理的常用公式。

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\omega = \frac{2\pi}{T} 角速度/角频率、周期关系
v=\omega r 线速度与角速度关系
F_c = \frac{mv^2}{r} = m\omega^2r 圆周运动的向心力
F=\frac{GMm}{r^2} 牛顿万有引力定律
g=\frac{F}{m} 引力场强定义式
g=\frac{GM}{r^2} 质点M 产生的引力场强
E_p=-\frac{GMm}{r} 质点间的引力势能
\phi = -\frac{GM}{r} 质点 M 的引力势
\frac{GMm}{r^2}=\frac{mv^2}{r} 行星运动,引力提供向心力
E = \frac{1}{2}mv^2 - \frac{GMm}{r} 引力场中质点机械能
a=-\omega^2 x 简谐运动定义式
x=x_0\sin(\omega t + \phi) 简谐振子的位移时间关系
\omega = 2\pi f 角频率与频率
v_\text{max} = \omega x_0 简谐振子速度最大值
a_\text{max} = \omega^2 x_0 简谐振子加速度最大值
v=\pm\omega\sqrt{x_0^2-x^2} 简谐振子速度位移关系
E=\frac{1}{2}m\omega^2x_0^2 简谐振子的能量
\omega=\sqrt{\frac{k}{m}} 弹簧振子角频率
U = E_k + E_p 物质内能定义式
\Delta U = Q + W 热力学第一定律
Q= cm\Delta T 温度变化的吸热/放热
Q=Lm 物态变化的吸热/放热
W=p\Delta V (等压变化)气体做功
pV=nRT = NkT 理想气体方程
N=nN_A 分子数与物质的量换算
n=\frac{m}{M} 物质质量与分子摩尔质量
p=\frac{Nm\left<v^2\right>}{3V} 理想气体分子模型的压强公式
p=\frac{1}{3}\rho \left<v^2\right> 理想气体的压强
\left< E_k \right> = \frac{1}{2} m \left<v^2\right> = \frac{3}{2}kT 理想气体分子平均动能
F=\frac{Qq}{4\pi\epsilon_0r^2} 点电荷间作用力,库仑定律
E=\frac{F}{q} 电场强度定义式
E=\frac{Q}{4\pi\epsilon_0r^2} 点电荷Q产生的电场强度
E_p=\frac{Qq}{4\pi\epsilon_0r} 点电荷间的电势能
V=\frac{Q}{4\pi\epsilon_0r} 点电荷Q 产生的电势
E=-\frac{\mathrm{d}V}{\mathrm{d}r} 场强与势的关系式
C=\frac{Q}{V} 电容定义式
I = nAqv 电流微观模型
C=C_1+C_2+\cdots 并联电路总电容
\frac{1}{C} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \cdots 串联电路总电容
C=4\pi\epsilon_0r 真空中导体球的电容
W=\frac{1}{2}CV^2 = \frac{Q^2}{2C} 电容中储存的能量
F=BIL(\sin\theta) 通电导体在磁场中的受力
F=Bqv(\sin\theta) 磁场中运动的带电粒子的受力
Bqv=\frac{mv^2}{r} 带电粒子受到的磁场力提供向心力
qV=\frac{1}{2}mv^2 带电粒子在电场中的加速
qE=Bqv 电场力和磁场力的平衡
I = nAqv 电流微观模型
V_H = Bvd 通电导体在磁场中的霍尔电压
V_H = \frac{BI}{ntq} 通电导体在磁场中的霍尔电压
\phi = BA(\cos\theta) 磁通量定义式
\Phi = N\phi = NBA(\cos\theta) 通过线圈的总磁通量
\mathcal{E}=\frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t} 法拉第电磁感应定律
\mathcal{E} = Blv 导体切割磁感线产生的感应电动势
V=V_0\sin\omega t, I=I_0\sin\omega t (正弦)交流电的电压、电流
V_\text{rms}=\frac{V_0}{\sqrt{2}}, I_\text{rms}=\frac{I_0}{\sqrt{2}} (正弦)交流电的方均根电压、电流
\left<P\right> = \frac{V_\text{rms}^2}{R} = I_\text{rms}^2 R 交流电平均输出功率
\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p} 变压器输入输出电压关系
I_pV_p = I_sV_s 理想变压器的输入输出
E=hf 光子能量,爱因斯坦关系
\lambda = \frac{c}{f} 电磁波波长、频率关系
hf = \phi + E_{k,\text{max}} 光电效应方程
\Delta E = hf 电子跃迁的发射/吸收光谱
\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv} 物质粒子的波长,德布罗意关系
E=mc^2 爱因斯坦质能关系
E_B = \Delta mc^2 原子核结合能与质量亏损
A= \frac{\mathrm{d}N}{\mathrm{d}t} 原子核放射性活度定义式
A=\lambda N 放射性活度与衰变常数
N=N_0\mathrm{e}^{-\lambda t} 原子核数量的衰变规律
A=A_0\mathrm{e}^{-\lambda t} 放射性活度的衰变规律
t_\tfrac{1}{2}=\frac{\ln 2}{\lambda} 半衰期与衰变常数
V_\text{out} = G_0 (V_+ - V_-) 运算放大器的输入输出关系
G = \frac{V_\text{out}}{V_\text{in}} 放大电路的放大倍数定义式
G=-\frac{R_\text{f}}{R_\text{in}} 反相放大器的放大倍数
G=1+\frac{R_\text{f}}{R_0} 正相放大器的放大倍数
I=I_0\mathrm{e}^{-\mu x} X光/声波强度在介质中的衰减
Z=\rho c 介质声阻抗
\frac{I_r}{I_0} = \left( \frac{Z_1-Z_2}{Z_1+Z_2}\right)^2 声波在介质交界面的反射系数
\omega_0 = \gamma B_0 原子核拉莫进动频率
L_\text{dB}=10\log\left(\frac{P_\text{in}}{P_\text{out}}\right) 信号衰减公式
\text{SNR}_\text{dB} = 10\log\left(\frac{P_\text{signal}}{P_\text{noise}}\right) 信噪比公式

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