磁场与电磁感应 Magnetic Fields & Electromagnetic Induction

概述 Overview

Topic 20 涵盖磁场（magnetic fields） 和 电磁感应（electromagnetic induction） 。磁场由运动电荷或永磁体产生，对电流和运动电荷施加力。电磁感应描述变化的磁通量如何在导体中产生电动势。

Core Concepts

• Magnetic flux density $B$ (磁通密度/磁感应强度): 单位 Tesla (T)
• Force on a current-carrying conductor: $F = BIL\sin\theta$
• Force on a moving charge: $F = BQv\sin\theta$
• Hall effect: $V_H = \frac{BI}{ntq}$
• Magnetic flux: $\Phi = BA$
• Faraday's law: $E = -\frac{d(N\Phi)}{dt}$
• Lenz's law: 感应电动势的方向总是阻碍产生它的变化

考试占比 Exam Weighting

磁场 + 电磁感应通常在 Paper 4 中占 10–15 分，约 10–15% 总分。常以单独大题出现（如 Q8, Q9），结合力学平衡或电路分析。

典型考点 Common Exam Themes

考点	出现频率
定义 tesla / magnetic flux	高频
Force on current-carrying conductor + moment	中频
Hall probe (电压计算与解释)	高频
Faraday + Lenz 定律解释	高频
Transformer / eddy current	中频
磁通量-时间图 → 感应电动势图	高频
平行导线间磁力	中频