AP考前1月复习救命稻草系列:关于物理C电磁学你需要知道的那些事

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美国考试日报

有干货,有陪伴,有进步。

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离五月的日子越近,就会想要打醒一月报名时信心膨胀的自己????。随着AP考试在国内的普及率越来越高,越来越多的出国党也开始不仅把眼光放在托福和SAT的考试上,而是挑战更高的难度的AP。

那么众多的AP考试科目中,很多学生选择了物理C考试,因为物理学相对来说我们有一定的课内基础,比较熟悉。但其中的电磁学相较力学来说却也有些棘手,那么究竟有什么考前备考妙招能将它快速拿下呢?

为了帮助AP考生备考,TD近期推出了《考前1月AP复习救命稻草》系列推文,这是本系列的04号文章 — 关于AP物理C电磁学那些事儿。

大家好,今天来给大家介绍物理C电磁的又是我,小Y,现在在TD任兼职助教,主要负责AP和SAT2物理。首先简单介绍一下我自己。我现在北京一所普高的高三出国班,已经完成申请。去年我考了AP物理C力学和电磁,成绩都是5分。目前打算本科学习物理专业。

我今天的介绍主要分为五部分,一是对这门考试的简单介绍,二是AP物理C考试对于整个申请的作用,三是备考教材的选择,四是个人认为好的习惯和方法,五是备考时的注意事项

考试简单介绍:

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对于普高高二的同学,物理C电磁考试的内容基本上都在选修3-1课本中有所涉及,虽然侧重点有所不同,但很大一部分不涉及微积分的知识点还是都有讲到的,除了与电场和磁场的产生相关的内容。大家在学习时,还是要注重微积分的应用。根据我的个人体会,电磁要求的微积分水平比力学要高,所以大家也要做足准备。

关于数学基础,考试要求大家熟练掌握多项式函数、sin、cos和指数函数的求导和积分(其他函数最好也能求导和积分,但物理C考得很少)、可分离变量的微分方程、向量加减、向量点乘(坐标形式和非坐标形式)、向量叉乘(非坐标形式)。在选择题中,求导和积分是家常便饭;在大题中,求导和积分也会时常出现,而且每次考试几乎必考一道关于列和解微分方程的题(电磁感应),但是解微分方程的那一步通常只占1分(每道题15分)。

AP物理C考试对于整个申请的作用:

对于将来想要学习物理的同学,自然是一个展示自身学术实力的绝好机会;对于将来想要学习数学、工程和化学等学科的同学来说,一个AP物理C的5分也会帮助你从同专业的申请者中脱颖而出。

对于现在国内普高,想申请其他专业或undecided的同学,学习AP物理C也是一个很好的选择。虽然内容相对较难,但是达到5分的要求还是相对容易的

历年电磁学的要求都会比力学低一点,基本上只要拿到卷面上2/3左右的分数就可以得到5分

备考教材的选择

我在学习知识点时,参考的是The Princeton Review,也同步完成了每章后面的Chapter Drill。就知识点来说,Princeton可以说是市面上最权威和贴近真实考点的备考教材了。就习题来说,每章后面的Chapter Drill的题目不多,大约10道选择题,2-3道大题,但是本章知识点基本都能覆盖。需要注意的是,大题的过程不要参考Princeton,因为它给出的“答案”含有很多解释性内容,没有必要写在考试卷子上。

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不建议大家选择Barron,原因有二

1. 所讲的知识比AP考试的要求深很多

2. 题目偏难,而且出题方向相对官方有一定偏离。

如果想要更深入的学习,也不建议用Barron的教材,可以考虑《大学物理通用教程电磁学》(第二版),北京大学出版社。(亲测体验很好)

在学习完知识点后,我做了两套官方给出的选择题,已确认自己的知识点没有疏漏。在此之后,我开始刷往年真题的大题部分,主要是学习official answer的格式和思路,以保证不在过程上面丢分。在临近考试时,我也从淘宝上买了一本某些年份的选择题集锦,每周保持2套的练习量,以保持做题的手感。

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方法和习惯:(与力学基本类似)

这里我只介绍亲测有效的方法和习惯。

习题写出完整过程

首先,平时做练习时,每道题,包括选择题,都最好写出完整过程。这样做有两个好处:

1. 方便做错之后发现具体错误(比如某个公式弄混了,数值代错了,符号记错了)

2. 有利于理清思路。如果只是胡乱打草稿,很可能做到一半忘记自己采用的是哪种方法。

3. 为大题书写详细过程做训练。

给人讲题

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其次,学完每章之后,给别人讲解几道题(可以是同学之间,也可以将给你的老师)。费曼说过,最好的学习方法就是给别人讲课。很多美国大学的教授在想学习新知识时,通常采用的方式就是在本科开一门课。自己边学,边给学生讲,这样自己独自学习时发现不了的漏洞和逻辑问题都会暴露出来。拿我自己举例子,在我当了助教之后,每次回答同学们的问题的过程,都是加深和检验我自身理解的过程。

错题纠错

每道错题都要进行改错。改错分为以下几部分

1. 考点

2. 详细过程

3. 具体错误点

4. 一句话提醒(有些题可能没有)

比如

–高斯定理右边有个做分母

–电磁感应定律有负号

临近考试时,可以把每道错题的一句话提醒总结起来,作为进考场前5分钟的最后提醒材料。

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备考时的注意事项:

公式定理的记忆

AP电磁的内容相对比较杂,不是很成体系,所以对于初学者,还是有一定记忆负担的。这就要求大家在学完每个公式和定理之后,都要熟悉它的定性表述,数学表达和适用条件。最好能够边学边总结,而且每次学习新内容前都复习一遍,这样不仅能防止学了后面忘了前面,也能加快学习新知的进度。

打好数学基础

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数学基础一定要牢固!虽然考纲上没有,但是其在考试中有着基石的地位。如果没有掌握微积分和矢量代数相关知识,不仅很多题目做不对,对于物理规律的理解也会有偏差,所以建议大家同时(或提前)进行AP微积分BC的学习。比如:RC,LC,和RL电路的暂态过程是很多同学反映的电磁考试最难的几部分内容,但是他们的本质无非是基尔霍夫电压定律+可分离变量的微分方程(还有求导)我分析很多同学对于基尔霍夫的掌握是没有问题的,所以同学们的问题很可能出在对于可分离变量的微分方程的一般解法不熟悉。

“场”的思想

大家一定要有这样一个基本的认识,即电磁学研究的是场的性质,而非力、电荷或电流的性质。对于电场和磁场,最基本的规律是高斯定理和环路定理,而这两条定理描述的都是场的性质。以场的观点来看,力是场与放入其内的物质之间的相互作用,而电荷和电流则是场的源(头)。有了这种思想,很多内容会更好接受

物理意义的定性表达

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一定要熟悉每条物理规律的内容(文字叙述和定性表达)。有些同学只关注对应的数学公式,而当考到物理意义和定性表达时,就遇到很大的困难。比如(举一个力学中的例子):有些同学对于转动惯量的计算掌握的很好,但是对于其物理意义不了解(反映质量集中程度),以至于无法答出 “质量相同时,下列哪种物体的转动惯量最大”这种的非定量题目。

勤思考

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要积极寻找所学内容之间的联系,并不断更新我们的认知。这不仅对于加深理解有帮助,我个人认为当发现已知事物之间存在的新的联系时,也会获得极大的满足感。比如:我们在初中就学到过,磁感线(磁场线)没有起点,也没有终点,是一连续的条闭合曲线。当我们学到Maxwell’s equations时,其中的Gauss’s law for magnetism说的是

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这个定律和“磁感线(磁场线)没有起点,也没有终点,是一条连续的闭合曲线”说的其实是一回事。为什么呢?高斯定理说的是取任意闭合面,磁感应强度的通量都是0,意思是有多大的磁感应强度流入这个面,就有多少磁感应强度流出这个面,这不就是磁感线连续嘛?当我们掌握一定的矢量场的知识后,我们发现高斯定理可以写成

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这个式子说的是磁场没有源,也就是磁感线(磁场线)没有起点,也没有终点,自然也就是闭合的曲线了。

已知推导未知

要积极利用已有的知识去推导未知的事物,这样可以使我们的知识更加成体系,也更不容易忘。

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取一个真空中的球面做为高斯面,假设面内只有一个电量为的点电荷。

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这个推导很简单,也很基础。我们由静电场的基本定律之一—高斯定律推导出了库仑定律。但未必所有人都会主动进行这个推导。

总结

对我来说,电磁比力学更有意思,尤其是当你很透彻地理解一些内容的时候,当然,相对应的难度也会更大。希望大家在备考的时候不要以5分为目标,而是要以把每一块知识学懂,并理解其中的联系为目的。最后,祝大家都能考出理想的成绩,享受物理的乐趣。b51f1df657a5974e8d86164fc9aeeb8c.jpeg

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