# 电与磁

> CIE IGCSE 物理 · CIE IGCSE 物理（0625）
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-0625-u4-overview/
> 占比: 占考试总分的20-25%，涵盖选择题、结构化问答题和拓展问答题

本单元涵盖基础磁学、静电、电路以及相互关联的电磁效应，所有现实应用内容均符合CIE IGCSE 0625考纲要求。

**先修:** [第1单元《普通物理》中的基础能量概念](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-0625-u1-overview/)

## 学习目标

- 解释磁体、静电及电路元件的核心性质
- 求解涉及电流、电阻、功率以及串并联电路规则的定量问题
- 描述电与磁之间的双向联系，包括电磁感应、电动机、发电机和变压器相关内容
- 将电气安全原则应用于现实家庭电路场景

## 单元概览

本单元内容循序渐进，从静态基础现象过渡到动态应用系统：你将首先学习磁体和静电荷的核心性质，接着掌握定量电路原理，最后探索电与磁的双向关系及其在现实技术中的应用。

本单元全程强化电路计算、功率计算等核心定量技能，拓展层级专属内容将为高阶考生明确标注。

请按顺序学习以下子主题，逐步夯实知识掌握程度：
- [磁的基本现象](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-simple-phenomena-of-magnetism/) — 涵盖永磁体、磁场分布模式以及磁感应性质。
- [电荷与电场](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-electric-charge-and-electric-fields/) — 探究静电荷、摩擦起电、电场分布模式以及放电效应。
- [电流、电动势与电势差](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-electric-current-e-m-f/) — 定义与电荷、能量转移相关的电流、电动势和电势差概念。
- [电阻](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-resistance/) — 涵盖影响电阻的因素、欧姆定律以及常见元件的伏安特性。
- [电能、功率与千瓦时](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-electrical-energy-power-and-the/) — 讲解电能和功率的计算，以及千瓦时在家庭电费计量中的应用。
- [电路图、元件与分压器](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-circuit-diagrams-components-and-potential/) — 解读标准电路符号、元件功能以及分压器的工作原理。
- [串联与并联电路](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-series-and-parallel-circuits/) — 应用电流、电压和电阻规律求解串联、并联电路相关问题。
- [用电安全](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-electrical-safety/) — 涵盖家用电路安全装置，包括保险丝、断路器和接地系统。
- [电磁感应](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-electromagnetic-induction/) — 讲解电磁感应原理以及影响感应电流大小的因素。
- [交流发电机（仅拓展层级要求）](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-the-a-c-generator/) — 介绍交流发电机的结构和工作原理，仅面向拓展层级考生。
- [电流的磁效应、电动机效应与直流电动机](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-magnetic-effect-of-a-current/) — 探究载流导体周围的磁场、电动机效应以及直流电动机的工作原理。
- [变压器](https://www.owlsprep.com/study/cie-0625-u4-the-transformer/) — 涵盖变压器的结构、工作原理、效率计算及其在输电系统中的应用。

## 常见错误

- **错误做法:** 将电动势（e.m.f.）和电势差混淆为完全相同的物理量
  - 原因: 电动势衡量单位电荷获得的能量，而电势差衡量电荷通过元件时转移的能量
  - 正确做法: 在计算中通过能量源和负载的场景差异区分这两个物理量
- **错误做法:** 像串联电路那样直接将电阻值相加计算并联电路总电阻
  - 原因: 并联电路总电阻小于最小的单个电阻值，需通过倒数规则计算
  - 正确做法: 对并联电路使用公式 $1/R_{total} = 1/R_1 + 1/R_2 + ...$，对串联电路使用公式 $R_{total}=R_1+R_2+...$
- **错误做法:** 误以为变压器可以在直流（d.c.）输入下工作
  - 原因: 变压器需要变化的磁场来感应出电压，而直流电无法产生变化的磁场
  - 正确做法: 仅在考纲题目指定的交流（a.c.）供电场景下使用变压器

## 速查表

| 概念 | 公式/规则 | 子主题参考 |
| --- | --- | --- |
| 欧姆定律 | $V = I R$ | 电阻 |
| 电功率 | $P = VI = I^2 R = V^2/R$ | 电能、功率与千瓦时 |
| 串联电路电流 | $I_{total} = I_1 = I_2 = ...$ | 串并联电路 |
| 并联电路电压 | $V_{total} = V_1 = V_2 = ...$ | 串并联电路 |
| 变压器匝数规则 | $V_p/V_s = N_p/N_s$ | 变压器 |
| 电荷量计算 | $Q = I t$ | 电流、电动势与电势差 |
| 电能 | $E = V I t = P t$ | 电能、功率与千瓦时 |
| 理想变压器功率 | $V_p I_p = V_s I_s$ | 变压器 |

## 下一步

要开始学习本单元，请从第一个子主题《磁的简单现象》入手，该部分将介绍基础磁性质，为后续所有电路和电磁学内容的学习打下基础。完成本单元所有子主题后，你将进入第5单元《原子物理》的学习，该单元涵盖符合CIE IGCSE 0625考纲要求的核结构、放射性及相关应用内容。

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