物理学科常见考点详解之电磁学

 电磁学是物理学课程中的一部分，是重要的基础课之一,该课程的主要特点是通过对电场与磁场的研究来说明宏观领域内各种电磁现象，本次的讲解主要分为七部分，分别为：点电荷、电场与电势 电势能、带电粒子在电场中的运动、磁场对电流和运动电荷的作用、楞次定律 法拉第电磁感应定律、高斯定理、电磁场的综合应用。

该部分知识点学习的主要目的是：(1)了解电磁学的研究对象和研究方法以及电磁学在近代科学技术和生活上的应用，了解电磁学发展史。(2)使学生比较系统地掌握电磁学的基本现象、基本概念和基本规律，并能比较灵活地加以应用，且为进一步学习后继课程打下良好基础。(3)使学生较深刻地理解电磁学教材，并能独立解决今后学习中所遇到的一般电磁学问题。(4)培养运用数学工具的能力，能运用数学语言表达物理思想和进行逻辑推理，基本概念、基本规律的数学表述与论证，运用积分方法对连续分布的场强、电势和电流的磁场实行分解求和的分析，以及对推理得到的数学结果进行物理理解等。(5)通过课程内容学习应使学生们认识到电磁学的日趋完善，也促进了技术的发展，在信息的传递以及机电自动化方面电磁学都起了重要作用。(6)注意吸取国内外电磁学教学研究成果，对学习中的疑点、难点进行说明，以引导深入思考，培养学生解决问题的能力。下面就本部分的内容展开说明。

1、点电荷：首先要了解的是电荷(点电荷、元电荷、试探电荷的内在区别)及电荷守恒定律的实质(电荷不会消失，也不能创造，只能从一个物体转移到另一个物体上，或者从物体的一端转移到另一端，电荷总量不变)。其次是库仑定律的内容和表达式。最后是重要的知识点——导体的静电平衡内容(导体中没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态)和条件(均匀导体达到静电平衡的条件是导体内部的合场强处处为零)。

2、电场与电势 电势差：首先要了解的是电场强度的意义(电场中某电荷受电场力与所带电荷的比值，是电场本身决定的，与F、q无关)，同时掌握场强的定义式、决定式、关系式。其次通过类比的方法来记忆电场强度、电势、电势差、电势能的之间的区别与联系，以便之后在答题中能够合理的掌握和运用。最后要能够掌握对电势、电场强度的分析：在同一等势面上移动电荷，电场力不做功，等势面一定与电场线垂直，电场线的方向由高等势面指向低等势面。并且能够通过观察等势面判断出是哪种等势面。

3、带电粒子在电场中的运动：带电粒子在电场中的运动分为两种情况(加速场和偏转场)，在加速场中的运动对应的是加速运动，并且又分为在匀强电场中的运动和在非匀强电场中的运动，而在偏转场中的运动对应的是匀变速运动(类似于平抛运动)，分为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速运动。第二个知识点是电容器，要了解其定义式和决定式以及电容器的动态问题分析方法：(1)首先要确定是Q不变还是U不变(电容器保持与电源相连U不变，电容器充电后断开电源Q不变)，(2)然后根据电容器的决定式来确定电容的变化，(3)最后由电容器的定义式来判断Q、U变化。

4、磁场对电流和运动电荷的作用：这一节的知识点在整个电磁学部分是重中之重，主要讲的就是两部分。首先是磁场对电流的作用，在这里引入一个新的物理量—磁感应强度B，是描述磁场强弱和方向的物理量(B=F/IL)，以及磁场对其中电流的作用—安培力(F=BIL)，当三者垂直时F=BIL，当I与B有夹角时F=BILsinθ，此公式只适用于匀强磁场。要特别注意：电流与磁场平行时，电流在磁场中不受安培力;电流与磁场垂直时，电流所受的安培力最大。判断安培力的方向：左手定则—左手掌放入磁场中，磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指指向通电导线所受安培力的方向，而判断磁场方向应用右手定则在这里要注意区分。第二个重点内容就是磁场对运动电荷的作用，运动电荷在磁场中所受的力是洛伦兹力(f=Bqv或f=Bqvsinθ)，θ是速度与B的夹角，而洛伦兹力的方向判断应用左手定则：伸开左手使拇指与其余四指垂直并且处于同一平面内，让磁感线穿入手心并使四指指向正电荷的运动方向，大拇指的指向是该电荷所受力的方向。要注意：洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变电荷的运动方向，不对电荷做功。

5、楞次定律 法拉第电磁感应定律：对于楞次定律的理解重要的就是要理解其中阻碍的内涵：(1)谁阻碍谁：感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场磁通量的变化。(2)阻碍什么：阻碍的是磁通量的变化，不是磁场本身。(3)如何阻碍：当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同(“增反减同”)。(4)结果如何：阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量变化的快慢，这种变化将继续进行，最终结果不变。第二个重要的知识点是法拉第电磁感应定律：因磁通量的变化而产生的感应电动势变化的现象。E=n△φ/△t,主要应用于求△t时间内的平均感应电动势。

6、高斯定理：在考试中高级教师证或高中老师可能会考计算题，而在初级的考试中只考选择题，在这一部分的知识只要注意高斯定理适用于静电场、变化电场，在应用的时候选择合适的高斯面即可。

7、电磁场的综合应用：本节课是对本章知识点的综合应用，主要是要区分好“磁偏转”和“电偏转”差别、带电粒子在电场、磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动情况的分析。将本章的知识点进行系统的学习并有机的结合，那么在答题中对一些综合题目的分析便不难理解。

以上是对物理学中电磁学部分知识的系统梳理，电磁学部分的知识在物理学科中是重点知识也是难点，对学好物理有着至关重要的作用。