上海高二物理 | 电场·电路·磁场·电磁感应·交变电流 | 考哪去
依据沪科版高二物理选择性必修第一册/第二册与上海高考物理考纲,按"电场·恒定电流·磁场·电磁感应·交变电流"五大板块系统整合高二物理全部重点、难点和考点。
第一单元 · 电场总复习(25 分)
电场是高二物理的起点,是电磁学的基础。
- 高考分值 20-25 分
- 难度 ★★★★
- 建议用时 5 周
电荷
正电荷(丝绸摩擦玻璃棒)/ 负电荷(毛皮摩擦橡胶棒)。 元电荷 e = 1.6×10⁻¹⁹ C。 电荷守恒定律:电荷既不能创造也不能消失,只能转移。
库仑定律
真空中两个静止点电荷间的作用力 F = kQ₁Q₂/r²。 k = 9.0×10⁹ N·m²/C²。 方向:连线上,同种相斥,异种相吸。
电场强度
E = F/q(定义式)。单位 N/C = V/m。 方向:正电荷受力方向。 点电荷电场:E = kQ/r²。 匀强电场:E = U/d。
电场线
形象描述电场。 特点:① 从正电荷出发到负电荷终止;② 不闭合;③ 任意两条不相交;④ 密处场强大。
电势差
U = W/q(电场力做的功/电荷量)。单位 V。 U_AB = φ_A - φ_B。
电势
φ = Eₚ/q。单位 V。 沿电场线方向电势降低。
等势面
电势相等的点构成的面。 特点:① 垂直电场线;② 同一等势面移动电荷不做功。
电容器
C = Q/U(定义式)。单位 F(法拉)。 平行板电容器:C = εS/(4πkd)。 决定式:与 S、εᵣ 成正比,与 d 成反比。
带电粒子在电场中
加速:qU = ½mv² → v = √(2qU/m)。 偏转:y = qU L²/(2mdv₀²),tanθ = qUL/(mdv₀²)。
静电感应
导体放入电场后,自由电子定向移动,导体两端出现等量异种电荷。
第二单元 · 恒定电流总复习(20 分)
恒定电流是连接电场和磁场的桥梁。
- 高考分值 15-20 分
- 难度 ★★★
- 建议用时 4 周
电流
I = Q/t。方向:正电荷定向移动方向。单位 A。
电阻
R = U/I(定义式)。R = ρL/S(决定式)。 ρ 电阻率(与材料、温度有关)。
欧姆定律
I = U/R。适用:金属导电、电解液导电(不适用:气体导电、半导体)。
电阻定律
R = ρL/S。L 长度,S 横截面积。
电功和电功率
W = UIt = I²Rt = U²/R · t。 P = UI = I²R = U²/R。
焦耳定律
Q = I²Rt(电热)。 纯电阻电路:Q = W;非纯电阻:Q < W。
串并联电路
串联:I = I₁ = I₂,U = U₁ + U₂,R = R₁ + R₂。 并联:U = U₁ = U₂,I = I₁ + I₂,1/R = 1/R₁ + 1/R₂。
电动势
ε = W/q(非静电力做的功/电荷量)。单位 V。 与电压表的区别:电动势是电源本身的属性,电压是电势差。
闭合电路欧姆定律
I = ε/(R + r)。 U_端 = ε - Ir。
伏安特性曲线
I-U 图象:线性元件是直线,非线性元件是曲线。 斜率 = 1/R。
第三单元 · 磁场总复习(20 分)
磁场是电磁学的核心,与电场并称"电磁两支柱"。
- 高考分值 15-20 分
- 难度 ★★★★
- 建议用时 4 周
磁场
磁体或电流周围存在的一种特殊物质。方向:小磁针 N 极指向。 单位:T(特斯拉)。
磁感线
形象描述磁场。 特点:① 闭合曲线;② 外部 N→S,内部 S→N;③ 不相交;④ 密处磁场强。
安培定则(右手螺旋)
直导线:右手握导线,大拇指指电流方向,四指指磁场环绕方向。 螺线管:右手握螺线管,四指指电流方向,大拇指指 N 极。
安培力
F = BIL sinθ(θ 是 B 与 I 夹角)。 方向:用左手定则(F、B、I 三者两两垂直)。 最大:θ = 90° 时 F = BIL。
洛伦兹力
f = qvB sinθ。 方向:用左手定则(正电荷四指指 v 方向)。 最大:θ = 90° 时 f = qvB。
带电粒子在磁场中
匀速圆周运动:qvB = mv²/r → r = mv/(qB)。 T = 2πm/(qB)。 几何关系:入射速度、出射速度、圆心构成等腰三角形。
速度选择器
电场力 = 洛伦兹力:qE = qvB → v = E/B。 只对特定速度的粒子直线通过。
质谱仪
加速:qU = ½mv²;磁场:r = mv/(qB)。 由 r 可求质量 m。
回旋加速器
高频电压反复加速;磁场使粒子做圆周运动。 最大动能:Eₖ = q²B²R²/(2m)。
霍尔效应
导体中电流方向与磁场方向垂直时,导体两侧产生电势差。 U_H = IB/(ned)(n 载流子浓度)。 应用:测磁场、判载流子类型。
第四单元 · 电磁感应总复习(20 分)
电磁感应是法拉第发现的核心规律。
- 高考分值 15-20 分
- 难度 ★★★★★
- 建议用时 5 周
电磁感应现象
穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中产生感应电流。
磁通量
Φ = BS cosθ(θ 是 B 与 S 法线夹角)。单位 Wb(韦伯)。
法拉第电磁感应定律
ε = -nΔΦ/Δt。 大小:|ε| = n|ΔΦ/Δt|。 方向:由楞次定律或右手定则判断。
楞次定律
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 口诀:"增反减同"(磁通量增加时感应磁场反向,减少时同向)。
右手定则
导体切割磁感线:伸开右手,让磁感线穿入掌心,拇指指运动方向,四指指感应电流方向。
导体切割
ε = BLv sinθ(θ 是 B 与 v 夹角)。
自感
由于导体自身电流变化而产生的电磁感应现象。 自感电动势:ε = LΔI/Δt。 L 自感系数,单位 H(亨利)。
互感
两个线圈之间,一个线圈电流变化引起另一个线圈产生感应电动势。 应用:变压器。
涡流
块状导体在变化磁场中产生的感应电流。 应用:电磁炉、电磁制动。 防止:变压器铁芯用硅钢片(增大电阻,减小涡流)。
第五单元 · 交变电流总复习(15 分)
交变电流是电磁感应的应用。
- 高考分值 10-15 分
- 难度 ★★★
- 建议用时 3 周
交变电流
大小和方向随时间周期性变化的电流。 正弦式:e = εₘ sin(ωt)。
峰值与有效值
峰值 εₘ(最大瞬时值)。 有效值 ε = εₘ/√2 ≈ 0.707εₘ(正弦交流电)。 注意:电表读数、计算电功电热都用有效值。
周期和频率
T = 1/f = 2π/ω。 我国交流电:f = 50 Hz,T = 0.02 s。
变压器
工作原理:互感。 U₁/U₂ = n₁/n₂。 I₁/I₂ = n₂/n₁。 理想变压器:P₁ = P₂。
电能的输送
高压输电减少损失。 损失功率:P_损 = I²R = (P/U)²R。 U 越高,I 越小,损失越小。
电感电容对交流电的影响
电感:通低频阻高频(感抗 X_L = ωL)。 电容:通高频阻低频(容抗 X_C = 1/(ωC))。 应用:滤波、调谐。
电磁振荡(LC 回路)
L(电感)+ C(电容)产生周期性电磁振荡。 周期:T = 2π√(LC)。 麦克斯韦电磁理论:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。
第六单元 · 典型例题(电场+磁场+电磁感应)
精选电场、磁场、电磁感应综合题 3 道。
第七单元 · 上海/全国高考物理真题演练
精选近年高考物理真题。
- 真题来源 2022-2024 上海/全国高考
- 题量 3 题
- 建议用时 40 分钟
第八单元 · 知识拓展:高二物理学习策略与高考衔接
本单元提供高二物理学习策略和高考衔接指南。
| 第一学期(上) | 9 月-1 月 | 电场 + 恒定电流 + 磁场 | 完成课内 50% 内容 |
| 第二学期(下) | 2 月-6 月 | 电磁感应 + 交变电流 + 选修 | 接轨高考 115+ 分 |
| 暑假 | 7 月-8 月 | 电磁学综合 + 高考真题 5 套 | 高三冲刺 130+ 分 |
参考:沪科版物理选择性必修第一册/第二册 + 2022-2024 上海/全国高考物理真题 + 上海市教委考试院命题分析