ap物理知识点解析，物理C电磁学都学什么？

 

　　未来打算朝物理工程类相关专业发展的同学们在AP选课时一般都会选修AP物理C电磁学这门课。今天A加未来小编就带大家一起来详细解析一下AP物理C电磁学的主要内容，来看看这门学科都会涉及哪些重要的AP物理知识点吧！

 

 

　　Electrostatics

 

　　(静电学占30%)

 

　　1.Charge and Coulomb’s law

 

　　富兰克林是如何冒着生命的危险连接闪电的电荷，得到了正负的概念。库伦定律F=kq1q2/r2，貌似牛顿的万有引力(仍然是平方反比定律，但是把质量换成了电荷数)，到目前为止，自然界发现的远距相互作用，都是和距离的平方成反比的，费曼曾经想讨论这里面有什么必然联系?但没有结果)

 

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

 

　　(电场的概念E=F/q，单位正电荷受到的电场力，即为电场强度E的定义，要牢记。电场因为和引力场一样，同样遵守距离的平方反比律，同样也是保守力场，可以有势能的概念U=kq1q2/r(点电荷q2在点电荷q1场中的势能)

 

　　电压的概念，就是单位正电荷在两点之间的电势差，注意单位正电荷从1到2的电势差一般写为V=V1-V2，没有在V之前写Δ是因为Δ一般在物理上表示末态减初态，而电势差不是)

 

　　3.高斯定律

 

　　(电场强度延一个封闭球面积分，等于这个球面包括的电荷总数除以真空介电常数)

 

　　4.几种电荷分布的电场和电势

 

　　AP物理C爱考的是几种对称分布，比如：球形、柱形、平板型，在求积分的时候不仅会用到直角坐标系，也会用到球坐标系和柱坐标系更方便。

 

　　Conductors,capacitors,dielectrics

 

　　(导体，电容和绝缘体的概念占14%)

 

　　1.Electrostatics with conductors

 

　　静电中的导体，表面一定是电场等势面，否则就会造成自由电子的流动，直到静电平衡为止

 

　　2.Capacitors(电容器)

 

　　a.Capacitance电容的概念，储存静电能量Uc=1/2*QV=1/2*CV2

 

　　b.Parallel plate平板电容器：两块平行导体版，面积为A，各带等量电荷Q，正负相反，中间是绝缘体(dielectrics)距离是d，两板之间电势差为V，其电容为C=Q/V=ε0A/d,ε0为真空介电常数

 

　　c.Spherical and cylindrical球形和柱形的电容器

 

　　3.dielectrics

 

　　绝缘体的概念，其中的电场和电荷分布特点

 

　　Electric circuits

 

　　(电路占20%)

 

　　1.Current,resistance,power

 

　　电流强度的概念：I=ΔQ/Δt

 

　　电阻的概念：R=ρL/A;ρ为电阻率，L为导线长度，A为导线横截面积

 

　　欧姆定律：I=V/R,电功率P=IV=I2 R

 

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

 

　　带电池和电阻的直流电路分析，并联和串联

 

　　3.Capacitors in circuits

 

　　电路中的电容器

 

　　a.Steady state(在直流电路中的电容器，并联与串联，算出等效电容)

 

　　b.Transients in RC circuits(RC电路的瞬间状态，求解其微分方程)

 

　　Magnetic Fields

 

　　(磁场占20%)

 

　　1.Forces on moving charges in magnetic fields

 

　　以V运动电荷q在磁场B中的受力，洛伦茨力：F=qV×B

 

　　(注意在本日志中公式中加重写的字母一般都代表矢量)

 

　　2.Forces on current-carrying wires in magnetic fields

 

　　电流线在磁场中的受力：F=IL×B,L为导线长度，其矢量方向取I的方向

 

　　3.Fields of long current-carrying wires

 

　　无限长直流导线I的磁场：B=μ0I/2πr;μ0为真空磁导率，r为距离导线的垂直距离

 

　　4.Biot–Savart law and Ampere’s law

 

　　毕奥-萨法尔定律和安培定律，求解螺线管或其它对称的电流情况的磁场

 

　　Electromagnetism

 

　　(电磁场占16%)

 

　　1.Electromagnetic induction(including Faraday’s law and Lenz’s law)

 

　　法拉第电磁感应定律：线圈中的感生电动势，与穿过线圈的磁通量随时间的变化率成正比：ε=-ΔΦ/Δt,负号的物理意义由楞次定律解释，既：感生电动势产生的磁通变化率，和原来产生感生电动势的磁通变化率要相反，这是能量守恒的要求，和牛顿第三定律的要求是同源的

 

　　2.Inductance(including LR and LC circuits)

 

　　LC和LR电路的感生电磁场

 

　　3.Maxwell’s equations

 

　　麦克斯韦方程组，包络面积分，电场和磁场的区别是有电荷没有磁单极，环路积分，电场和磁场的区别是有电流没有磁荷流，但是变化的电场和磁场都会产生磁通量和电通量的变化，这也就是所谓电磁互感，由麦克斯韦方程组直接能推倒出电磁波的存在，速度和光速相同。

 

　　下面总结一下：

 

　　麦克斯韦方程组不外乎“泡泡”和“圈圈”(延包络面积分和延闭合圈积分)：

 

　　电场沿泡泡积分：∮E·dS=∑Qi/ε0;(正比于于泡泡包围的电荷)

 

　　磁场沿泡泡积分：∮B·dS=0;(没有磁单极)

 

　　电场沿圈圈积分：∮E·dl=-dφ/dt;(其中磁通量φ=B·ΔS,重写符号一律表示矢量)

 

　　磁场沿圈圈积分：∮B·dL=∑μ0I+μ0ε0dΦ/dt;(第二项为位移电流，正比于电通量的变化率)

 

　　以上就是A加小编总结的关于AP物理C电磁学所涉及的AP物理知识点，希望能够帮助大家系统的了解AP物理C电磁学课程学习内容，并做好复习和备考规划。在学习中如果有什么疑问，可以随时咨询A加未来国际课程老师，让专业的AP辅导老师一对一为你提供指导和建议吧！