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电场部分
基本概念与性质
- 电荷与库仑定律：点电荷间的相互作用力由公式 ( F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} ) 计算，适用于真空中的静止点电荷,需注意电荷的正负对作用力方向的影响。
- 电场强度：定义式 ( E = \frac{F}{q} )（普适），点电荷场强 ( E = k \frac{Q}{r^2} )，匀强电场 ( E = \frac{U}{d} )，电场是矢量,叠加时遵循平行四边形法则。
- 电场线与等势面：电场线疏密表示场强大小，切线方向为场强方向；等势面与电场线垂直,沿等势面移动电荷电场力不做功。
电势与电势能
- 电势差：( U = \frac{W}{q} )，电场力做功 ( W = qU )，电势是标量，但有正负,与零电势点的选择有关。
- 电势能：电荷在电场中的电势能 ( E_p = q\phi )，其变化与电场力做功相关，电场力做正功,电势能减少。
电容器与电容
- 平行板电容器：电容公式 ( C = \frac{\epsilon S}{4\pi k d} )，决定式为 ( C \propto \frac{S}{\delta} )，动态分析时需结合 ( Q = CU )、( E = \frac{U}{d} ) 等公式。
- 带电粒子的加速与偏转：加速时 ( qU = \frac{1}{2}mv^2 )；偏转时竖直位移 ( y = \frac{1}{2} \frac{qE}{m} t^2 ),结合平抛运动规律分析。
磁场部分
磁场的基本特性
- 磁感线与安培力：磁感线是闭合曲线，外部从N极到S极，内部反之，安培力公式 ( F = IL B \sin\theta ),方向用左手定则判断。
- 洛伦兹力：带电粒子在磁场中受 ( f = qvB \sin\theta )，方向由左手定则确定，注意洛伦兹力不做功,仅改变速度方向。
带电粒子在磁场中的运动
- 圆周运动半径与周期：半径 ( r = \frac{mv}{qB} )，周期 ( T = \frac{2\pi m}{qB} ),需结合几何关系求解轨迹问题。
- 复合场问题：若电场与磁场共存，粒子可能做匀速直线运动（当 ( qE = qvB ) 时）或复杂曲线运动,需分解力的作用。
电磁感应
感应电流的产生条件
- 法拉第电磁感应定律：感应电动势 ( E = n \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} )，方向由楞次定律判断（“增反减同”）。
- 切割磁感线：公式 ( E = BLv \sin\theta ),适用于导体棒平动或转动切割磁感线的情况。
应用实例
- 动生电动势与感生电动势：动生电动势由导体运动引起，感生电动势由磁场变化产生,均匀变化的磁场产生恒定感应电场。
- 能量转化：电磁感应过程中机械能、电能、热能相互转化,需结合能量守恒分析。
电磁综合应用
电路与电磁结合
- 含电容、电感的电路：电容器充放电时电流变化，电感器对电流变化的阻碍作用（“通低频阻高频”）。
- 多用电表原理：欧姆表通过闭合电路欧姆定律测量电阻,黑箱问题需结合串并联特征分析。
现代技术应用
- 质谱仪与回旋加速器：质谱仪利用电场加速和磁场偏转分离带电粒子,回旋加速器通过交变电场多次加速粒子。
- 霍尔效应：载流子在磁场中受洛伦兹力偏转，形成横向电压,用于材料特性分析。
实验与计算技巧
核心实验
- 电场线描绘：使用导电纸或芒粉模拟电场线分布。
- 测电源电动势与内阻：通过伏安法或安阻法绘制 ( U-I ) 图线,斜率和截距对应参数。
- 感应电流探究：改变磁通量（如移动磁铁、改变面积）观察电流方向。
解题策略
- 动态分析：电容器问题中，先判断电压是否变化,再分析场强和电荷量。
- 矢量合成：磁场与电场叠加时,需分解力的作用并合成矢量。
- 能量守恒：电磁感应问题常结合动能、电能、热能转化,列方程求解。
常见误区与易错点
- 电场线与电荷运动轨迹混淆：电场线不是轨迹，仅表示场强方向；带电粒子轨迹需结合初速度分析。
- 安培力与洛伦兹力的混淆：安培力作用于通电导线,洛伦兹力作用于单个带电粒子。
- 楞次定律的方向判断：关注原磁场方向与磁通量变化，而非仅凭“阻碍”二字。
备考建议
- 知识整合：将电场、磁场、电磁感应的知识串联，理解“电生磁→磁生电”的循环逻辑。
- 模型归纳：掌握“杆+导轨”“线圈+磁场”等经典模型,总结运动规律和能量转化。
- 真题演练：针对高频考点（如带电粒子运动、电磁感应计算）进行限时训练,提升综合能力。
