Edexcel 物理
Edexcel IAL Physics U4 Concept Map
25 个知识节点 · U4
1. Angular & Circular Motion
\(T=2\pi/\omega\) & Arc Time（角速度、周期与弧段时间）
📖 Definition匀速圆周：\omega 为角速度；T=2\pi/\omega。走过给定圆心角（或缺弧）所需时间 t=\theta/\omega，注意角度转弧度。
🔑 KeyPearson Edexcel A2（Further mechanics）：匀圆用 \omega、T、v=r\omega 一致链。
MS：T 与 \omega 互换；非整圈用 (360^\circ-\alpha) 或弧占比 \times T。
🎯 Exam focusJan 2026 Q12(b) “Show that” 若代数略偏，仍可按 ecf 从 (a) 的 \omega 给时间分。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 写 \omega 或从 T 求 \omega。
Step 2 \rightarrow 弧度制圆心角。
Step 3 \rightarrow t=\theta/\omega 或弧占比 \times T。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q12(a)
Calculate \omega given period 15\,s for one revolution.
T=15\,s \rightarrow \omega=2\pi/T\approx0.42\,\mathrm{rad\,s^{-1}}（3 s.f.）。
[M1] T=2\pi/\omega 或等价。
[A1] \omega 数值。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q12(b)
Time to move through 250^\circ at this \omega (ecf).
250^\circ 转弧度 \rightarrow t=\theta/\omega \approx10\,s（ecf \omega，MS 允许约 10.4\,s）。
[M1] 弧度或弧占比思路。
[A1] t ecf。
\(a=v^2/r\) from Small \(\Delta\theta\)（向心加速度矢量推导）
📖 Definition用速度矢量差 \Delta\mathbf{v} 与小角近似 \Delta\theta\approx\Delta v/v，结合 \omega=\Delta\theta/\Delta t、v=r\omega 得 a=\Delta v/\Delta t=v^2/r。
🔑 KeyJan 2026 Q19(a)：矢量图 + 小角 + \Delta v/\Delta t 与 \Delta\theta/\Delta t 链到 a=v^2/r。
🎯 Exam focus说理题：必须出现 \Delta\mathbf{v} 方向指向圆心、\sin\Delta\theta\approx\Delta\theta 或 “sector ≈ triangle”。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 画两时刻速度矢量及 \Delta\mathbf{v}。
Step 2 \rightarrow 小角 \Delta\theta\approx\Delta v/v。
Step 3 \rightarrow 连 \omega 与 a=\Delta v/\Delta t 化简。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q19(a)
Show that centripetal acceleration a=v^2/r using small \Delta\theta.
速度矢量变化 \Delta\mathbf{v} \rightarrow 小角 \Delta\theta\approx\Delta v/v \rightarrow \Delta\theta/\Delta t=\omega、v=r\omega \rightarrow a=v^2/r。
[B1] 矢量图 / \Delta\mathbf{v}。
[B1] 小角近似。
[B1] \omega、a 定义链。
[B1] 代数得 v^2/r。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q15(b)(i)
Conical motion: show radius of circular path using F=m\omega^2 r and compare to bench gap.
向心力 m\omega^2 r 与重力的水平/竖直关系 \rightarrow 求 r \rightarrow 与 25\,\mathrm{cm} 差值比较得结论（ecf \omega）。
[M1] F=m\omega^2 r use。
[M1] r calculation。
[M1] subtract from 25 cm。
[A1] consistent conclusion。
2. Momentum & Impulse
2D Momentum Conservation（二维动量守恒）
📖 Definition孤立/短时碰撞：\sum\mathbf{p} 守恒。常分解为两分量列式；实验题可用视频竖直俯拍减不确定度。
🔑 KeyJan 2026 Q14：水平/竖直分量；\cos\theta 用动量分量比；与测量角 \approx43^\circ 对比。
实验：竖直俯拍/录像减 parallax（Q14(a)）。
🎯 Exam focus先建坐标再写 p_x、p_y；不要混用质量标错小车。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 列前后 p_x、p_y。
Step 2 \rightarrow 守恒方程。
Step 3 \rightarrow 求 \theta 或速度大小。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q14(b)
Use momentum conservation to verify angle \approx43^\circ (ecf data).
分量动量 \rightarrow \cos\theta 比值 \rightarrow \theta\approx41^\circ\!-\!43^\circ 与测量一致。
[M1] resolve momentum。
[M1] conservation set-up。
[A1] \theta + conclusion。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q12
Two-trolley collision: find angle using p=mv and momentum conservation.
p=mv \rightarrow 守恒式解 \cos(\theta/2) \rightarrow \theta\approx51^\circ（MS 数值）。
[M1] p=mv。
[M1] conservation。
[A1] \theta value。
\(F\Delta t=\Delta p\) & Sticking（冲量与动量变化）
📖 Definition冲量 J=\int F\,dt\approx F\Delta t（恒力）等于动量变化 \Delta p=m\Delta v。用于碰撞是否粘连等判断。
🔑 KeyJan 2026 Q18(b)(ii)：算 F\Delta t 与给定阈值比较 \rightarrow 是否 stick。
🎯 Exam focus若前一问已得 v，\Delta p 用末动量减初动量；单位 N s 与 kg m s^{-1} 一致。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 识别 \Delta v 或 \Delta p。
Step 2 \rightarrow F\Delta t=m\Delta v。
Step 3 \rightarrow 与阈值比较下结论。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q18(b)(ii)
Will droplet stick given impulse needed vs 4.2\times10^{-9}\,\mathrm{N\,s}?
F\Delta t=m\Delta v \rightarrow 与 4.2\times10^{-9} 比较 \rightarrow yes / consistent inequality。
[M1] F\Delta t=\Delta p。
[A1] 数值 + 结论。
Edexcel WPH14/01 Jan 2025 Q19(a)
Why does rubber strip on a model car reduce damage?
碰撞时间变长 \rightarrow 由 F\Delta t=\Delta p 在 \Delta p 一定时力减小。
[B1] longer collision time。
[B1] link to smaller force via F\Delta t=\Delta p。
Elastic vs Inelastic 2D（二维碰撞：动能是否守恒）
📖 Definition动量守恒对孤立系统总成立；弹性还要求动能守恒；非弹性有动能损失（转化为热/形变等）。二维题常比较初末 \sum E_k。
🔑 KeyJan 2025 Q19(b)：算碰撞前后 E_k 比较 \rightarrow inelastic 结论。
与 Jan 2026 Q14 动量分量题互补。
🎯 Exam focus先算各车 E_k=\frac{1}{2}mv^2 再求和；勿只比较速度大小忽略方向分量。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 动量守恒求未知速度。
Step 2 \rightarrow 算初、末 \sum E_k。
Step 3 \rightarrow 相等则 elastic，否则 inelastic + 一句物理解释。
Edexcel WPH14/01 Jan 2025 Q19(b)
Show car collision is inelastic using kinetic energies.
分别算初、末总 E_k \rightarrow 不等 \rightarrow inelastic（MS 数值链）。
[M1] E_k initial。
[M1] E_k final。
[A1] comparison + inelastic。
Edexcel WPH14/01 Jan 2025 Q19(b)
Why compare momenta along original direction?
矢量守恒需沿已知方向分解 \rightarrow 再与 E_k 判据结合（MS holistic 思路）。
[B1] resolve / component choice。
[B1] link to data。
3. Capacitors & RC
\(W=\frac{1}{2} CV^2\) & \(Q=CV\)（电容器储能）
📖 Definition电容器储能 W=\frac{1}{2} QV=\frac{1}{2} CV^2=Q^2/(2C)。与电源相连充电后断开，能量存于电场。
🔑 KeyJan 2026 Q15(a)：算能量与 150\,J 医疗阈值比较 \rightarrow 是否足够除颤重启。
🎯 Exam focus用题给 C、V 直接代入 \frac{1}{2} CV^2；结论需显式比较。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 写公式 \frac{1}{2} CV^2。
Step 2 \rightarrow 代入 SI。
Step 3 \rightarrow 与阈值比较 + 结论句。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q15(a)
Is stored energy enough to restart a heart if 150\,J required?
W=\frac{1}{2} CV^2 得 \approx180\,J>150\,J \rightarrow enough（ecf 数值）。
[M1] \frac{1}{2} CV^2。
[M1] 数值。
[A1] 比较 + 结论。
Edexcel WPH14/01 Jan 2025 Q20(a)(i)
Describe I and p.d.s as an initially uncharged capacitor is charged through a resistor.
初电流最大 \rightarrow V_C 上升 \rightarrow I 因 V_R 下降而减 \rightarrow 充满时 I=0 且 V_C 等于电源电动势（MS 链）。
[B1] max I initially + V_C rises。
[B1] I falls as V_R falls。
[B1] fully charged I=0 / V_C=\mathcal{E}。
\(RC\) Decay, \(\ln I\) & \(\tau\)（RC 放电与时间常数）
📖 Definition串联 RC 放电：I=I_0 e^{-t/RC}，\ln I=\ln I_0-t/RC。电荷 Q=Q_0 e^{-t/RC}，V=V_0 e^{-t/RC}。时间常数 \tau=RC；由图可读 Q_0、0.63Q_0 对应时间等。
🔑 KeyJan 2026 Q15(b)(i) \ln 线性化求 t；(b)(ii) 用 V 或 Q=CV；(c) 由 Q\!-\!t 图求 R。
🎯 Exam focus指数题：先取 \ln 再代；图题注意读 Q_0 与一对 (t,Q) 或 \tau。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 写 I=I_0 e^{-t/RC} 或 \ln 式。
Step 2 \rightarrow 代已知求未知。
Step 3 \rightarrow 图：\tau 或两点代指数。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q15(b)(i)
Find time for current to fall from 20\,A to 8\,A in RC discharge.
\ln(I/I_0)=-t/RC \rightarrow t\approx0.0096\,s（ecf）。
[M1] exponential / ln set-up。
[A1] t 数值。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q15(c)
Determine R from a graph of charge vs time for the capacitor.
读 Q_0 与 (t,Q) 或 0.63Q_0 得 \tau \rightarrow R=\tau/C 落在 MS band。
[M1] read graph / Q_0。
[M1] use Q(t) or \tau。
[A1] R range。
4. Uniform E & field diagrams
Radial Field Lines & Point Charge（点电荷场线）
📖 Definition正点电荷：至少四条等间隔直线径向场线由电荷发出，箭头背离电荷；对称表示球对称场。
🔑 KeyJan 2026 Q18(a)：≥4 equi-spaced radial lines touching charge；arrows outward。
🎯 Exam focus作图题：线须“触到”点电荷、等间隔、方向正确；不要画成闭合圈。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 数条数与对称。
Step 2 \rightarrow 箭头沿径向向外（+q）。
Step 3 \rightarrow 线直且均匀分布。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q18(a)
Sketch field lines for an isolated positive point charge.
\ge4 条等间隔直线径向出发 + 向外箭头（MS 描述）。
[B1] radial / equi-spaced。
[B1] arrows outward。
Edexcel WPH14/01 Oct 2024 Q12(a)
Sketch electric field pattern around an isolated point charge.
至少 4 条直辐射线 + 等间隔 + 线上箭头仅背离点电荷向外（MS）。
[B1] ≥4 radial straight lines。
[B1] equal spacing + outward arrows on lines。
\(E=V/d\), \(F=qE\) & Kinematics（匀强电场与粒子加速）
📖 Definition平行板间匀强场大小 E=V/d；点电荷受力 F=qE；用 F=ma 与 suvat 求穿出速度等。
🔑 KeyJan 2026 Q18(b)(i)：E=V/d \rightarrow F=qE \rightarrow a \rightarrow v=u+at。
🎯 Exam focus注意 d 为板距；q 符号决定受力方向（本题电子）。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow E=V/d。
Step 2 \rightarrow F=qE、a=F/m。
Step 3 \rightarrow 选 suvat 求 v。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q18(b)(i)
Final speed of charged particle across uniform field gap.
E=V/d \rightarrow F=qE \rightarrow a \rightarrow v=u+at 得 MS speed（ecf）。
[M1] E=V/d。
[M1] F=qE & a。
[M1] kinematics。
[M1] v value。
[A1] full ecf chain。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q19(b)(ii)
Calculate uniform electric field strength E between plates given V and separation.
E=V/d \rightarrow E\approx8.13\times10^5\,\mathrm{N\,C^{-1}}（MS 数值）。
[M1] E=V/d。
[A1] E value + unit。
5. Coulomb orbit & potential
\(F=kq^2/r^2=m v^2/r\) & \(E_k\)（库仑提供向心力与动能）
📖 Definition电子绕质子圆轨道：静电力提供向心力 k e^2/r^2=m v^2/r；动能 E_k=\frac{1}{2} mv^2 或 p^2/(2m)。
🔑 KeyJan 2026 Q19(b)(i)：库仑力 = 向心力；E_k 用 \frac{1}{2} mv^2 或 p^2/2m。
🎯 Exam focus允许 k=1/(4\pi\varepsilon_0) 或 8.99\times10^9；半径代入一致。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 写两力相等。
Step 2 \rightarrow 解 v 或 p。
Step 3 \rightarrow E_k 公式 + 2–3 s.f.。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q19(b)(i)
Kinetic energy of electron in circular Bohr-like orbit given r.
F=kq^2/r^2=mv^2/r \rightarrow E_k \approx2.2\times10^{-18}\,J（MS band, ecf）。
[M1] Coulomb = centripetal。
[M1] solve v or p。
[M1] E_k form。
[M1] substitution。
[A1] E_k value。
Edexcel WPH14/01 Oct 2024 Q12(b)
Net electric field at a point due to two point charges P and Q.
分别用 E=k|Q|/r^2 求两电荷在该点场强 \rightarrow 矢量叠加（注意符号）得合场强大小（MS 数值链）。
[M1] E for one charge。
[M1] add magnitudes / directions。
[A1] resultant E value。
\(V=kQ/r\), \(W=QV\) & \(E_p\)（电势、功与电势能）
📖 Definition点电荷电势 V=Q/(4\pi\varepsilon_0 r)；移动电荷做功 W=qV（或 \Delta E_p=q\Delta V）。电势能零点常取无穷远。
🔑 KeyJan 2026 Q19(b)(ii)：由 V 与 e 得 E_p；Q19(c) 辐射能量损失 \rightarrow E_k 减小、E_p 更负、螺旋落入。
🎯 Exam focus符号：电子电荷 -e 与电势组合时注意 E_p 正负；结论题两句因果。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow V=kQ/r。
Step 2 \rightarrow W=qV 或 E_p 定义。
Step 3 \rightarrow Q19(c) 链：能量 \rightarrow 半径。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q19(b)(ii)
Electric potential energy of electron at distance r from proton.
V=k e/r \rightarrow E_p=qV 得 \approx-4.3\times10^{-18}\,J（MS magnitude/sign）。
[M1] V=kQ/r。
[M1] W=QV / E_p。
[A1] value。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q19(c)
Effect of electromagnetic radiation on the electron’s orbit.
E_k 减小或 E_p 更负 \rightarrow 半径减小/螺旋靠近核（两句 MS）。
[B1] energy change statement。
[B1] radius / spiral in。
6. Magnetic force on charges
\(F=Bqv\sin\theta\) & \(B\) from Motion（运动电荷受力与求磁感应强度）
📖 Definition磁场中运动电荷：F=Bqv\sin\theta（\theta 为 \mathbf{v} 与 \mathbf{B} 夹角）。若已知 F,q,v 可求 B。
🔑 KeyJan 2026 Q11：代入 F,B,q,v,\theta 求未知（本题求 B）。
🎯 Exam focus\sin\theta 勿漏；用 SI；与载流导线 F=BIL\sin\theta 区分对象。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 画或判断 \theta。
Step 2 \rightarrow 重排 B=F/(qv\sin\theta)。
Step 3 \rightarrow 2–3 s.f. + 单位 T。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q11
Calculate B given F, q, v and angle to field.
B=F/(qv\sin\theta) \rightarrow B\approx0.024\,T（MS example）。
[M1] F=Bqv\sin\theta use。
[A1] B value。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q11(b)
Sketch path of charged particle entering uniform magnetic field region.
轨迹弯曲；顺时针弯向页面下方（依 MS 与电荷符号）；示意光滑曲线（MS diagram mark）。
[B1] curved path。
[B1] correct sense / direction。
\(r=p/BQ\) & Curved Tracks（动量与曲率半径）
📖 Definition带电粒子垂直入匀强磁场：圆周（或螺旋分量）半径 r=p/(BQ)。云室/气泡室中曲率相同、电荷相反可推动量与质量信息。
🔑 KeyJan 2026 Q16(c) indicative：r=p/BQ，动量守恒 \rightarrow 两迹曲率半径相同 \rightarrow 质量相同等推理链。
🎯 Exam focus文字题把 “半径相同 / 反向弯曲 / 无径迹光子” 与守恒律、r=p/BQ 挂钩。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 写 r=p/BQ。
Step 2 \rightarrow 从迹线读 r 或比较。
Step 3 \rightarrow 连到动量/质量/电荷结论。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q16(c) (indicative)
Explain how paired tracks show same mass using radius of curvature.
r=p/BQ + 动量守恒 \rightarrow 半径相同 \rightarrow 同质量；弯曲反向说明电荷相反（IC 链）。
[IC] r=p/BQ linked。
[IC] momentum conserved / same radius。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q11(a)
Find ion speed from F=Bqv with \theta=90^\circ.
v=F/(Bq)\approx7.8\times10^6\,\mathrm{m\,s^{-1}}（MS）。
[M1] F=Bqv。
[A1] v value。
Linac & Cyclotron（直线加速器与回旋加速器）
📖 DefinitionLinac：漂移管内无加速电场，粒子在管间间隙被 RF 电场加速。Cyclotron：Dee 间交变电场加速；Dee 内匀强 B 使粒子做半圆，频率与 qB/(2\pi m) 相关；极性需半周期翻转。
🔑 KeyJan 2026 MC：漂移管内 E=0 而间隙加速（典型 distractor 辨析）。
Jan 2025 Q17(c) IC：dees 间电场、Dee 内圆弧、极性切换。
🎯 Exam focus区分 “电场在哪里” 与 “磁场只改变方向不做功”；Linac 相位与间隙对齐。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 画/写粒子路径分区（gap vs tube / dee vs gap）。
Step 2 \rightarrow 写加速发生在何种区域。
Step 3 \rightarrow 写 B 提供向心力或周期条件。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 MC (drift tubes)
Why can a linac accelerate particles using alternating tubes?
粒子在漂移管内不受电场（E=0 于管内）而在管间间隙被电场加速；MS 否定“管内仍有匀强加速场”等选项。
[B1] correct MC + \mathbf{E} in gap not in tube。
Edexcel WPH14/01 Jan 2025 Q17(c) (indicative)
Cyclotron: how do electric and magnetic fields act on protons?
IC：dees 间 p.d. 产生电场加速；Dee 内匀强 B 垂直速度使圆弧；极性半周期翻转使每次进入间隙都被加速（MS IC 链）。
[IC] E in gap / between dees。
[IC] circular path in uniform B；RF / polarity。
7. Electromagnetic induction
Faraday’s Law（法拉第定律：\(\varepsilon=-N\Delta\Phi/\Delta t\)）
📖 Definition感应电动势大小与磁通（链）变化率成正比；方向由 Lenz 定律决定。匀强 B 穿过面积 A 时 \Phi=BA\cos\theta；旋转或面积变化都产生 \mathrm{d}\Phi/\mathrm{d}t。
🔑 Key与 Jan 2026 Q17、May 2025 Q18（无线充电磁通变化）同一物理核心。
🎯 Exam focus写 -N\Delta\Phi/\Delta t 时勿丢匝数 N；符号表示方向（与 Lenz 节点衔接）。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 识别 \Phi 如何随时间变。
Step 2 \rightarrow 求变化率或峰值 \varepsilon\propto\omega 等。
Step 3 \rightarrow 与线圈几何 A、N 结合。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q18(a)
Explain how a wireless charger induces e.m.f. in a phone coil.
充电器线圈电流产生磁场；交流 \rightarrow 变化磁通；手机线圈磁通链变化 \rightarrow 感应 emf（MS 四句链）。
[B1] B from coil current。
[B1] alternating / changing B。
[B1] flux linkage changes in phone。
[B1] emf induced。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q17(b)
Peak e.m.f. from B, A, \omega (rotating coil).
\Phi=BA \rightarrow \varepsilon=\Phi\omega \rightarrow 数值约 0.016\,V（MS）。
[M1] flux。
[M1] rate / \varepsilon link。
[A1] value。
\(\varepsilon\), Flux Linkage & Rotation（磁通变化与旋转线圈电动势）
📖 Definition与 Faraday 定律一致：\varepsilon=-N\,\mathrm{d}\Phi/\mathrm{d}t。匀强磁场中平面线圈以 \omega 转动时常写 \Phi=BA\cos\omega t，幅值 \varepsilon_{\max}=NBA\omega（或题给 \varepsilon=\Phi\omega）。
🔑 KeyJan 2026 Q17(a)：\varepsilon\!-\!t 正弦、T 与幅值；频率加倍时 \mathrm{d}\Phi/\mathrm{d}t 最大变化加倍 \rightarrow \varepsilon_{\max} 加倍。Q17(b)：\Phi=BA、\varepsilon=\Phi\omega。
🎯 Exam focus作图：至少两周期、等幅等周期、t=0 处最大 emf（依 MS 描述）。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 求 \omega 或 T。
Step 2 \rightarrow 写 \Phi 与 \varepsilon 关系。
Step 3 \rightarrow 数值代入 SI。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q17(a)(i)
Sketch induced e.m.f. vs time for coil rotating in B.
正弦、\ge2 周期、等幅等周期、t=0 最大 emf（MS 要点）。
[B1] sinusoidal ≥2 cycles。
[B1] constant T & amplitude。
[B1] max emf at t=0。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q17(b)
Calculate peak e.m.f. from B, coil area and \omega.
\Phi=BA \rightarrow \varepsilon=\Phi\omega（MS 路径）\rightarrow \approx0.016\,V。
[M1] area / flux。
[M1] \varepsilon=\Phi\omega link。
[M1] substitution。
[A1] value。
Lenz Law & Opposing Flux Change（楞次定律）
📖 DefinitionLenz：感应电流（或感应 emf 方向）产生的磁通变化阻碍引起它的磁通变化；表现为阻碍线圈运动的机械力。
🔑 KeyJan 2026 Q17(c)：induced emf 方向阻碍 \Phi 变化；存在阻碍线圈运动的力。
🎯 Exam focus写 “oppose the change in magnetic flux” 或等价；可接受 “cutting flux” 表述若 MS allow。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 原 \Phi 如何变。
Step 2 \rightarrow 感应效果反向阻碍。
Step 3 \rightarrow 连到力或电流方向。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q17(a)(ii)
Effect on peak e.m.f. and frequency if rotation angular frequency doubles.
\mathrm{d}\Phi/\mathrm{d}t 最大变化加倍 \rightarrow 最大 emf 加倍；频率加倍或周期减半（MS）。
[B1] emf doubled / flux rate。
[B1] frequency doubled / T halved。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q17(c)
Explain direction of induced e.m.f. / force using Lenz’s law.
感应 emf 阻碍磁通变化 \rightarrow 存在阻碍线圈运动的力（两句）。
[B1] oppose flux change。
[B1] opposing motion / force。
8. Quarks, hadrons & leptons
Hadrons vs Leptons & Quarks（强子、轻子与夸克）
📖 DefinitionLeptons：基本粒子（无内部夸克结构）。Hadrons（重子、介子）：由夸克组成；介子为夸克–反夸克对。
🔑 KeyJan 2026 Q13(a)：lepton fundamental vs meson quark structure（MS 允 muon/pion 代称）。
🎯 Exam focus写 “internal structure / made of quarks” 与 fundamental 对比。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 定义 lepton。
Step 2 \rightarrow 定义 meson/baryon。
Step 3 \rightarrow 对比结构层级。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q13(a)
Difference between a lepton and a meson.
轻子为基本粒子；介子由夸克构成（或 meson 有内部结构）（MS 等价表述）。
[B1] 完整对比（单分题）。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q14(a)(i)
What is a meson in terms of quarks?
夸克 + 反夸克（q\bar q）对（MS 原文）。
[B1] quark + antiquark。
Charge & Lepton Number（电荷与轻子数守恒）
📖 Definition反应前后电荷代数和守恒；轻子数 L（电子轻子数、\mu 轻子数等）按代守恒，反粒子符号相反。
🔑 KeyJan 2026 Q13(b)：逐边检验 charge、L_e；MP2/4 常 dependent on 前一式。
🎯 Exam focus中微子 L 符号、反轻子 L=-1；写清 “before \rightarrow after”。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 列初态 Q,L。
Step 2 \rightarrow 列末态。
Step 3 \rightarrow 守恒结论 + dependent 句式。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q13(b)
Show charge and lepton number are conserved in the decay shown.
电荷：-e\rightarrow -e+0+0；轻子数：逐项求和验证守恒（MS dependent marks）。
[M1] charge accounting。
[A1] charge conserved (dep)。
[M1] lepton accounting。
[A1] lepton conserved (dep)。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q13(b) (follow-up)
Why must the unseen neutral particle carry the correct electron lepton number?
末态可见粒子 L_e 已固定 \rightarrow 中性粒子用 L_e 平衡总轻子数；电荷同理用 Q 平衡（MS holistic / dependent on (b)）。
[B1] L_e / charge closure idea。
[B1] link to balanced totals。
Baryon Number & Strangeness（重子数与奇异数）
📖 Definition重子数 B：重子 B=1，反重子 B=-1，介子 B=0。奇异数 S：夸克携带（如 strange quark S=-1）；强相互作用中 S 守恒，弱衰变中 S 可改变。
🔑 KeyMay 2025 Q14(a)(ii)：反应前后重子数、电荷计数。
奇异数：强产生/强衰变与弱衰变分路（教材）。
🎯 Exam focus与轻子数分开列；反粒子量子数取反；弱衰变允许 \Delta S\neq0 时须写明 weak。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 列各粒子 B、Q、S。
Step 2 \rightarrow 反应前后求和。
Step 3 \rightarrow 判断相互作用类型是否允许 S 改变。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q14(a)(ii)
Check baryon number and charge in the particle reaction.
B：0+1\rightarrow1+0+0；Q：-e+e\rightarrow -e+e+0（MS）。
[B1] baryon line。
[B1] charge line。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q14(c) (strangeness link)
Why can a neutral kaon leave no track but still be needed?
中性粒子无径迹；动量守恒要求不可见中性产物；若涉及 strange 组成可讨论 K^0 与奇异数（MS + 教材）。
[B1] neutral / no track。
[B1] momentum + optional S mention。
9. Pair annihilation & energy
Particle / Antiparticle Signs（正反粒子：电荷与轻子数符号）
📖 Definition湮灭/产生反应中，粒子与反粒子电荷相反、轻子数符号相反（电子 L_e=+1，正电子 L_e=-1）。
🔑 KeyJan 2026 Q16(a)：opposite charge；opposite (sign of) lepton number。
🎯 Exam focus与 “lepton–antilepton” 表述等价可收；勿与重子数混淆除非题给。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 写 q 符号。
Step 2 \rightarrow 写 L 符号。
Step 3 \rightarrow 对应反粒子。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q16(a)
Why is the second particle an antineutrino?
与电子电荷相反需反粒子侧电荷平衡；轻子数符号需相反（MS 两点）。
[B1] opposite charge idea。
[B1] opposite lepton number sign。
Edexcel WPH14/01 May 2025 MC Q8
Why do high-energy electron collisions create new particles?
提供能量以产生新粒子质量（E=mc^2 思路）；MS 指向 inelastic / mass–energy conversion。
[B1] correct MC choice + energy–mass link。
\(\Delta E=c^2\Delta m\) & Photon Threshold（质能关系与光子能量阈值）
📖 Definition湮灭：粒子静质量能转为光子能量 \Delta E=\Delta m\,c^2。用 eV 与 J 换算 1\,\mathrm{eV}=1.60\times10^{-19}\,J；与题给阈值比较判 “是否足够”。
🔑 KeyJan 2026 Q16(b)：E=2m_e c^2 换算 MeV；与 1.2\,\mathrm{MeV} 比较。
🎯 Exam focus勿用速度比较代替能量（MS Do not accept speed comparison）。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 写 \Delta E=c^2\Delta m 或双倍电子质量。
Step 2 \rightarrow eV/J 换算。
Step 3 \rightarrow 与阈值不等式 + 结论。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q16(b)
Does the photon have enough energy to produce the electron–positron pair?
E=c^2\Delta m 换 eV 得 \approx1.02\,\mathrm{MeV}；与题给阈值用 J 或 MeV 比较（MS OR：如 1.92\times10^{-13}\,J>1.64\times10^{-13}\,J）\rightarrow sufficient；勿用速率比较。
[M1] c^2\Delta m / eV。
[M1] numerical compare。
[A1] consistent conclusion。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q14(b)
Percentage difference between calculated rest mass energy and tabulated value.
\Delta E=c^2\Delta m \rightarrow 与表值算 \% 差 \approx0.04\% 量级（MS band）。
[M1] \Delta E calc。
[M1] % difference set-up。
[A1] value in band。
10. Detectors & field concepts
Tracks, \(r=p/BQ\) & IC Reasoning（径迹与说理结构）
📖 Definition云室/气泡室：带电粒子电离留迹；中性粒子（光子）无径迹；磁场中 r=p/BQ 解释曲率；成对相反弯曲暗示电荷相反、动量守恒推半径关系。
🔑 KeyJan 2026 Q16(c) IC：光子无迹；带电才有迹；反向弯曲；r=p/BQ 与动量守恒；另有 Q* 结构分。
🎯 Exam focusQ* 题先列 IC bullet 再组织 linkage；光子无 charge \rightarrow 无 track 必写。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 每条迹线对应带电粒子。
Step 2 \rightarrow 曲率半径与 p,B,Q。
Step 3 \rightarrow 守恒与结构分分开写。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 Q16(c) (indicative)
Explain pair of curved tracks after photon interaction in magnetic field.
光子不带电故无径迹；径迹为带电粒子；反向弯曲 \rightarrow 电荷相反；r=p/BQ 与动量守恒 \rightarrow 半径相同 \rightarrow 质量相同（IC 表）。
[IC] photon no track。
[IC] charged tracks / curvature。
[IC] r=p/BQ + momentum。
Edexcel WPH14/01 May 2025 Q14(c)
Neutral K^0 and visible charged tracks: what can you deduce?
中性粒子无径迹；动量守恒要求存在带走动量的中性产物向左（与 \Omega^-、K^+ 向右，MS 叙述）。
[B1] neutral no track。
[B1] momentum conservation / unseen neutral。
[B1] direction reasoning。
Electric Potential vs Field \(E\)（标量电势与矢量场强）
📖 Definition电势 V 为标量（无方向）；电场强度 \mathbf{E} 为矢量。匀强场 E=V/d 联系电势差与场强大小。
🔑 KeyMCQ：识别矢量 vs 标量；Jan 2026 paper 中 electric potential 为标量选项。
🎯 Exam focus易混：electric field、force、\mathbf{B} 为矢量；V、energy 为标量。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 问“方向？”若需要方向则排除标量。
Step 2 \rightarrow 用定义表对照。
Step 3 \rightarrow 单位辅助判断（V 为 J/C）。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 MC Q2
Which quantity is a scalar?
Electric potential（标量）；field / force 等为矢量（MS rationale）。
[B1] correct choice + vector/scalar reason。
Edexcel WPH14/01 May 2025 MC Q3
Identify correct expression for electric potential at distance from point charge.
V=Q/(4\pi\varepsilon_0 r) 形式；排除未开方、电荷未平方等 distractors（MS）。
[B1] correct form V\propto 1/r with constants。
Bosons: γ, W±, Z⁰, Gluon（规范玻色子与传递相互作用）
📖 Definition光子 \gamma：电磁力传递子，无静质量。W^\pm,Z^0：弱相互作用，质量大、射程短。胶子 g：强相互作用，夸克间色力；标准模型中规范玻色子与物质场分工。
🔑 Key与 Jan 2026 / May 2025 MC 中 “产生新粒子 / 高能碰撞” 叙述衔接。
🎯 Exam focus区分 “虚交换玻色子” 与 “末态探测到的粒子”；写清相互作用类型与射程/寿命量级。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 问相互作用 EM / weak / strong。
Step 2 \rightarrow 对应交换玻色子。
Step 3 \rightarrow 一句性质（质量、电荷、色荷）。
Edexcel WPH14/01 May 2025 MC Q8
Why do high-energy electron collisions create new particles?
能量转化为质量（E=mc^2）；非弹性散射产生新粒子（MS rationale）。
[B1] energy–mass / creation。
Edexcel WPH14/01 Jan 2026 MC Q3
Purpose of high-energy particle collisions (pair production context).
提供能量以产生新粒子 / 探索更重组分（MS 与教材 standard model 叙述一致）。
[B1] correct choice + brief reason。