備考 | AP電磁學(xué)重點(diǎn)知識梳理

 

對于目標(biāo)工科的留學(xué)黨來講

AP物理C幾乎是必學(xué)科目

當(dāng)然還有純粹對AP物理C是愛好的小伙伴們

這篇文章整理梳理了AP物理C電磁學(xué)的考點(diǎn)

內(nèi)容很全，尤其適合考前梳理

 

一則小聲明

 

最近有很多走錯(cuò)門的小伙伴，拿著高仿號的活動(dòng)截圖問資料，在此小幫手聲明下，AP考試小幫手只此一家~高仿號請自重。

 

熟悉我們的小伙伴也知道，我們的各種AP、SAT、SAT2、托福資料等等，只要在我們的微信公眾后臺(tái)留言所需要的科目，小幫手就會(huì)發(fā)送噢！

不過有的時(shí)候留言過多，可能會(huì)有延遲或遺漏，在此說聲抱歉，請大家多次留言就好哈~

 

 

AP物理C電磁學(xué)

1

Electricity and Magnetism

電磁學(xué)，要占?100%

A.Electrostatics

（靜電學(xué)占 30% ）

 

1.Charge and Coulomb’s law

富蘭克林是如何冒著生命的危險(xiǎn)連接閃電的電荷，得到了正負(fù)的概念。庫倫定律F = kq1q2/r2，貌似牛頓的萬有引力（仍然是平方反比定律，但是把質(zhì)量換成了電荷數(shù)），到目前為止，自然界發(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)距相互作用，都是和距離的平方成反比的，費(fèi)曼曾經(jīng)想討論這里面有什么必然聯(lián)系？但沒有結(jié)果）

2.Electric field and electric potential (including point charges)

（電場的概念E?=?F/q，單位正電荷受到的電場力，即為電場強(qiáng)度E的定義，要牢記。電場因?yàn)楹鸵鲆粯樱瑯幼袷鼐嚯x的平方反比律，同樣也是保守力場，可以有勢能的概念U= kq1q2/r（點(diǎn)電荷q2在點(diǎn)電荷q1場中的勢能）

電壓的概念，就是單位正電荷在兩點(diǎn)之間的電勢差，注意單位正電荷從1到2的電勢差一般寫為V=V1-V2，沒有在V之前寫Δ是因?yàn)棣ひ话阍谖锢砩媳硎灸B(tài)減初態(tài)，而電勢差不是）

 

3.高斯定律

(電場強(qiáng)度延一個(gè)封閉球面積分，等于這個(gè)球面包括的電荷總數(shù)除以真空介電常數(shù))

 

4.幾種電荷分布的電場和電勢

AP物理C愛考的是幾種對稱分布，比如：球形、柱形、平板型，在求積分的時(shí)候不僅會(huì)用到直角坐標(biāo)系，也會(huì)用到球坐標(biāo)系和柱坐標(biāo)系更方便。

B.Conductors, capacitors, dielectrics

（導(dǎo)體，電容和絕緣體的概念占14%）

 

1.Electrostatics with conductors
靜電中的導(dǎo)體，表面一定是電場等勢面，否則就會(huì)造成自由電子的流動(dòng)，直到靜電平衡為止

2.Capacitors（電容器）
a.Capacitance?電容的概念，儲(chǔ)存靜電能量Uc = 1/2 *QV =1/ 2 *CV2
b.Parallel plate?平板電容器：兩塊平行導(dǎo)體版，面積為A，各帶等量電荷Q，正負(fù)相反，中間是絕緣體（dielectrics）距離是d，兩板之間電勢差為V，其電容為C=Q/V=ε0A/d,ε0為真空介電常數(shù)
c.Spherical and cylindrical?球形和柱形的電容器

3.dielectrics

絕緣體的概念，其中的電場和電荷分布特點(diǎn)

 

C.Electric circuits

（電路占20% ）

 

1.Current, resistance, power
電流強(qiáng)度的概念：I =ΔQ/Δt
電阻的概念：R=ρL/ A;ρ為電阻率，L為導(dǎo)線長度，A為導(dǎo)線橫截面積
歐姆定律：I=V/R,電功率 P=IV=I2 R

 

2.Steady-state direct current circuits with batteries and resistors only

帶電池和電阻的直流電路分析，并聯(lián)和串聯(lián)

3. Capacitors in circuits

電路中的電容器
a. Steady state?（在直流電路中的電容器，并聯(lián)與串聯(lián)，算出等效電容）

b.Transients in RC circuits?(RC電路的瞬間狀態(tài)，求解其微分方程)

 

D.Magnetic Fields

（磁場占20%）

 

1.?Forces on moving charges in magnetic fields
以V運(yùn)動(dòng)電荷q在磁場B中的受力，洛倫茨力：F=qV×B
（注意在本日志中公式中加重寫的字母一般都代表矢量）

2. Forces on current-carrying wires in magnetic fields
電流線在磁場中的受力：F=IL×B,L為導(dǎo)線長度，其矢量方向取I的方向

3.?Fields of long current-carrying wires
無限長直流導(dǎo)線I的磁場：B =μ0I/2πr;μ0為真空磁導(dǎo)率，r為距離導(dǎo)線的垂直距離

4、?Biot–Savart law and Ampere’s law

畢奧-薩法爾定律和安培定律，求解螺線管或其它對稱的電流情況的磁場

 

 

E. Electromagnetism

（電磁場占16%）

 

 

1.?Electromagnetic induction (including Faraday’s law and Lenz’s law)
法拉第電磁感應(yīng)定律：線圈中的感生電動(dòng)勢，與穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率成正比：ε=-ΔΦ/Δt,負(fù)號的物理意義由楞次定律解釋，既：感生電動(dòng)勢產(chǎn)生的磁通變化率，和原來產(chǎn)生感生電動(dòng)勢的磁通變化率要相反，這是能量守恒的要求，和牛頓第三定律的要求是同源的

2. Inductance (including LR and LC circuits)
LC和LR電路的感生電磁場

3. Maxwell’s equations
麥克斯韋方程組，包絡(luò)面積分，電場和磁場的區(qū)別是有電荷沒有磁單極，環(huán)路積分，電場和磁場的區(qū)別是有電流沒有磁荷流，但是變化的電場和磁場都會(huì)產(chǎn)生磁通量和電通量的變化，這也就是所謂電磁互感，由麥克斯韋方程組直接能推倒出電磁波的存在，速度和光速相同。

下面總結(jié)一下：

麥克斯韋方程組不外乎“泡泡”和“圈圈”（延包絡(luò)面積分和延閉合圈積分）：

電場沿泡泡積分：∮E·dS=∑Qi/ε0；（正比于于泡泡包圍的電荷）

磁場沿泡泡積分：∮B·dS=0；（沒有磁單極）

電場沿圈圈積分：∮E·dl=-dφ/dt;(其中磁通量φ=B·ΔS,重寫符號一律表示矢量）

磁場沿圈圈積分：∮B·dL=∑μ0I+μ0ε0dΦ/dt;(第二項(xiàng)為位移電流，正比于電通量的變化率)

 

版權(quán)說明：此篇文章屬尚學(xué)明德原創(chuàng)