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电磁学是物理学的重要分支，研究电荷、电场和磁场以及它们之间的相互作用。电荷是物质的基本属性，分为正电荷和负电荷。同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引，这遵循库仑定律。电荷周围存在电场，用电场线表示。磁场则存在于磁体或载流导体周围，用磁感线描述其分布规律。
库仑定律是电磁学的基本定律，由法国物理学家库仑在1785年发现。该定律表明，两个点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。当电荷量相同时，电荷相互排斥；当电荷量相反时，电荷相互吸引。随着距离增加，作用力迅速减小。这个定律为理解电场和电势奠定了基础。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，定义为单位正电荷在该点受到的电场力。电场强度是矢量，方向与正电荷受力方向相同。电势是描述电场能量特性的标量，表示单位正电荷在该点的电势能。电场线密集的地方电场强度大，电势的高低差形成电势差，驱动电荷在电场中运动。通过试探电荷可以探测电场的分布规律。
磁场是由电流或磁体产生的特殊物质形态。安培定律是描述稳恒电流磁场的基本定律，表明磁感应强度沿闭合路径的环流等于真空磁导率乘以穿过该路径的电流。直导线产生同心圆磁场，圆形线圈产生类似磁偶极子的磁场，螺线管内部磁场均匀。磁感线总是闭合的，体现了磁场的无源性。右手定则帮助我们确定磁场方向。
法拉第电磁感应定律是电磁学的核心定律之一，由英国物理学家法拉第在1831年发现。该定律表明，当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势，其大小等于磁通量变化率的负值。楞次定律进一步指出，感应电流的方向总是阻碍引起感应的磁通量变化。这个定律是发电机、变压器等电气设备的工作原理基础。