2025高考物理步步高同步練習(xí)必修3學(xué)習(xí)筆記第十三章　電磁感應(yīng)與電磁波初步磁場(chǎng)　磁感線

2025高考物理步步高同步練習(xí)必修3學(xué)習(xí)筆記第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步1磁場(chǎng)磁感線[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道磁場(chǎng)的概念，知道磁體與磁體間、磁體與電流間、電流與電流間的作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的.2.理解磁感線的概念，知道磁感線的特點(diǎn).3.理解安培定則，會(huì)用安培定則判斷電流的磁場(chǎng)方向．一、電和磁的聯(lián)系磁場(chǎng)1．磁極之間的相互作用：同名磁極相互________，異名磁極相互________．2．奧斯特實(shí)驗(yàn)：把導(dǎo)線放置在小磁針的________，通電時(shí)磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)意義：奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的________，即電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，首次揭示了__________的聯(lián)系．3．磁場(chǎng)：磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用，是通過________發(fā)生的，磁場(chǎng)是磁體或電流周圍一種看不見、摸不著的客觀存在的________．二、磁感線1．磁場(chǎng)的方向：物理學(xué)規(guī)定，在磁場(chǎng)中的某一點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)__________所指方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向．2．磁感線(1)定義：在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的________________都跟這點(diǎn)磁場(chǎng)的方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線．(2)特點(diǎn)①磁感線的____________表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．磁場(chǎng)強(qiáng)的地方，磁感線____________；磁場(chǎng)弱的地方，磁感線____________．②磁感線上某點(diǎn)的________________表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向．三、安培定則1．直線電流的磁場(chǎng)安培定則：如圖甲所示，用__________握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，____________________所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向．直線電流周圍的磁感線分布情況如圖乙所示．2．環(huán)形電流的磁場(chǎng)安培定則：如圖甲所示，讓右手________________________________與環(huán)形電流的方向一致，________________________________就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場(chǎng)的方向．3．通電螺線管的磁場(chǎng)安培定則：如圖所示，用右手握住螺線管，讓彎曲的四指與______________________________一致，伸直的拇指所指的方向就是________________磁場(chǎng)的方向．判斷下列說法的正誤．(1)磁極之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種客觀存在的特殊物質(zhì)．()(2)磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)N極所指的方向一致．()(3)磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的．()(4)通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的磁感線是以導(dǎo)線為圓心的圓．()(5)磁體的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)本質(zhì)上是一樣的．()(6)環(huán)形電流的磁場(chǎng)相當(dāng)于小磁針，通電螺線管的磁場(chǎng)相當(dāng)于條形磁體．()一、磁場(chǎng)磁感線導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，通電導(dǎo)線放在蹄形磁體附近，懸掛導(dǎo)線的細(xì)線偏離豎直方向，說明通電導(dǎo)線受到力的作用，磁體對(duì)通電導(dǎo)線的作用力是如何產(chǎn)生的？知識(shí)深化1．磁場(chǎng)(1)磁場(chǎng)的客觀性：磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)，是一種看不見而又客觀存在的特殊物質(zhì)．存在于磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷、變化電場(chǎng)、地球的周圍．(2)磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁極、通電導(dǎo)體、運(yùn)動(dòng)的電荷有力的作用，而且磁體與磁體、磁體與通電導(dǎo)體、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體間的相互作用都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的．2．磁感線(1)定義：磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為假想的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)磁場(chǎng)的方向一致．(2)特點(diǎn)：①在磁體外部，磁感線從N極發(fā)出，進(jìn)入S極；在磁體內(nèi)部由S極回到N極．②磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁場(chǎng)方向與過該點(diǎn)的磁感線的切線方向一致．③磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷．④磁感線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龃艌?chǎng)而假想的線，并不真實(shí)存在．(3)幾種特殊磁體外部的磁感線分布(如圖所示)：3．地磁場(chǎng)及其磁感線(1)地磁場(chǎng)地球在地面附近空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)，叫作地磁場(chǎng)，如圖所示，地球?qū)嶋H上就是一個(gè)巨大的磁體，它也有兩個(gè)磁極，分別是地磁南極和地磁北極．(2)對(duì)地磁場(chǎng)的理解雖然地磁兩極與地理兩極并不重合，但它們的位置相對(duì)來說差別不是很大，因此，一般我們認(rèn)為：①地磁的北極在地理南極附近，地磁的南極在地理北極附近，地球的地理兩極和地磁兩極不重合，形成了磁偏角．②地磁場(chǎng)在水平方向總是從地磁南極指向北極，而豎直方向則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．③在赤道平面上，距離地球表面高度相等的點(diǎn)，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱相同，且方向均與地面平行．例1(多選)下列有關(guān)磁場(chǎng)的說法，正確的是()A．磁體周圍的空間存在看不見、摸不著的磁場(chǎng)B．磁極間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的C．磁場(chǎng)是有方向的，在條形磁體的磁場(chǎng)中的不同位置，其磁場(chǎng)方向一般不同D．在磁場(chǎng)中的某點(diǎn)，小磁針S極所受磁場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同例2關(guān)于磁感線的描述，下列說法中正確的是()A．磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都跟小磁針在該點(diǎn)靜止時(shí)N極所指的方向一致B．磁感線總是從磁體的N極出發(fā)，到S極終止C．磁感線分布圖中沒有畫磁感線的地方，表明該處沒有磁場(chǎng)D．磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的二、安培定則導(dǎo)學(xué)探究1．演示實(shí)驗(yàn)：將一根與電源、開關(guān)相連接的直導(dǎo)線用架子架高，沿南北方向水平放置．將小磁針平行地放在直導(dǎo)線的上方或下方，請(qǐng)觀察直導(dǎo)線通、斷電時(shí)小磁針的偏轉(zhuǎn)情況．觀察到什么現(xiàn)象？通過這種現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢？2．重做上面的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)觀察當(dāng)電流的方向改變時(shí)，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是否發(fā)生變化．觀察到什么現(xiàn)象？這說明什么？知識(shí)深化用安培定則判斷電流磁場(chǎng)的方向安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場(chǎng)越弱環(huán)形電流環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部磁場(chǎng)類似條形磁體的磁場(chǎng)，方向由N極指向S極例3如圖所示，a、b是直線電流的磁場(chǎng)截面圖，c、d是環(huán)形電流的磁場(chǎng)截面圖，e、f是螺線管電流的磁場(chǎng)的截面圖．試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向．例4(多選)(2021·南寧市期末)如圖所示，E、F分別表示蓄電池兩極，P、Q分別表示螺線管兩端．當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小磁針N極偏向螺線管Q端．下列判斷正確的是()A．F為蓄電池正極B．螺線管P端為S極C．流過電阻R的電流方向向下D．管內(nèi)磁場(chǎng)方向由Q指向P針對(duì)訓(xùn)練在如圖所示的四幅圖中，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場(chǎng)中某處小磁針靜止時(shí)N極的指向或磁感線方向．請(qǐng)畫出對(duì)應(yīng)的磁感線(標(biāo)上方向)或電流方向．利用安培定則判定電流的磁場(chǎng)方向需注意的問題：(1)利用安培定則判斷通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向時(shí)，大拇指指的是電流方向，四指指的方向?yàn)榇鸥芯€的環(huán)繞方向．(2)利用安培定則判斷通電螺線管和環(huán)形電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，四指指的是電流方向，大拇指指的方向是磁場(chǎng)方向．三、安培分子電流假說1.法國(guó)學(xué)者安培提出：在物質(zhì)內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極．(如圖所示)2．當(dāng)鐵棒中分子電流的取向大致相同時(shí)，鐵棒對(duì)外顯磁性；當(dāng)鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章時(shí)，鐵棒對(duì)外不顯磁性．

例5(2021·撫州市臨川一中期中)安培觀察到通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)很相似，提出了“分子電流”假說．他認(rèn)為，在物質(zhì)內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——分子電流(分子電流實(shí)際上是由原子內(nèi)部電子繞核運(yùn)動(dòng)形成的，如圖所示)，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極．下列將分子電流(箭頭表示電子運(yùn)動(dòng)方向)等效為小磁體的選項(xiàng)圖中正確的是()2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量.2.知道什么是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感線的特點(diǎn).3.理解磁通量的概念，會(huì)計(jì)算磁通量的大?。弧⒋鸥袘?yīng)強(qiáng)度1．電流元：很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積Il.2．定義：一段通電直導(dǎo)線________放在磁場(chǎng)中所受的力與導(dǎo)線中的電流和導(dǎo)線的長(zhǎng)度的________的比值，叫作磁感應(yīng)強(qiáng)度．3．定義式：B＝________________.4．單位：______________，簡(jiǎn)稱________________，符號(hào)為________．5．磁感應(yīng)強(qiáng)度是表征磁場(chǎng)________的物理量．6．磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它的方向就是該處小磁針靜止時(shí)____________所指的方向．二、勻強(qiáng)磁場(chǎng)1．概念：各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的____________相等、____________相同的磁場(chǎng)．2．磁感線特點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是間隔________的平行直線．三、磁通量1．定義：勻強(qiáng)磁場(chǎng)中____________和與磁場(chǎng)方向________的平面面積S的乘積．即Φ＝BS.2．拓展：磁場(chǎng)與平面不垂直時(shí)，這個(gè)面在垂直于磁場(chǎng)方向的____________________與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積表示磁通量．3．單位：國(guó)際單位是________，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb，1Wb＝____________.4．引申：B＝________，表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于穿過垂直磁場(chǎng)方向的單位面積的磁通量．1．判斷下列說法的正誤．(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是磁場(chǎng)的方向．()(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針在任何情況下N極受力的方向都相同．()(3)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力為零，則說明該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零．()(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與電流成反比，與其受到的磁場(chǎng)力成正比．()(5)穿過某一面積的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零．()2．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放置，導(dǎo)線長(zhǎng)度為0.1m，導(dǎo)線中電流為5A，若導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力大小為0.28N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為________T.一、磁感應(yīng)強(qiáng)度導(dǎo)學(xué)探究在利用如圖所示裝置進(jìn)行“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們更換磁性強(qiáng)弱不同的磁體，按實(shí)驗(yàn)步驟完成以下實(shí)驗(yàn)探究：保持I與l不變，按磁性從弱到強(qiáng)改換磁體，觀察懸線擺動(dòng)的角度變化，發(fā)現(xiàn)磁體磁性越強(qiáng)，懸線擺動(dòng)的角度越大，表示通電導(dǎo)線受的力越___________，力F與Il的比值越____________，即B越____________，這表示B能反映磁場(chǎng)的____________．知識(shí)深化1．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝eq\f(F,Il)也適用于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，這時(shí)l應(yīng)很短，Il稱為“電流元”，相當(dāng)于靜電場(chǎng)中的“試探電荷”．2．磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，它是用比值定義法定義的物理量，由磁場(chǎng)自身決定，與是否放入電流元、放入的電流元是否受力及受力大小無關(guān)．3．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可以有以下幾種表述方式：(1)小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，即N極受力的方向．(2)小磁針靜止時(shí)S極所指的反方向，即S極受力的反方向．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．(4)磁感線的切線方向．例1下列有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量B．若有一小段通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．若有一小段長(zhǎng)為l、通以電流為I的導(dǎo)線，在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力為F，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是eq\f(F,Il)D．由定義式B＝eq\f(F,Il)可知，電流I越大，導(dǎo)線l越長(zhǎng)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小1．在定義式B＝eq\f(F,Il)中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場(chǎng)方向放置．因?yàn)榇艌?chǎng)中某點(diǎn)通電導(dǎo)線受力的大小，除和磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)以外，還和導(dǎo)線的方向有關(guān)，導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中的方向不同，所受磁場(chǎng)力一般不相同．2．B的大小與F、I、l無關(guān)：通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不一定為零，可能是由于電流方向與B的方向在一條直線上．例2(2021·大安市高二月考)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)2cm的通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向，當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為2A時(shí)，它受到的磁場(chǎng)力大小為4×10－3N：(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小；(2)若導(dǎo)線長(zhǎng)不變，電流增大為5A，求它受到的磁場(chǎng)力F和該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大?。⒋磐繉?dǎo)學(xué)探究如圖所示，一矩形線框從abcd位置移動(dòng)到a′b′c′d′位置的過程中(線框平行于紙面移動(dòng)，線框與導(dǎo)線相互絕緣)，中間是一條電流向上的通電導(dǎo)線，請(qǐng)思考：(1)導(dǎo)線的左邊磁場(chǎng)的方向向哪？右邊呢？(2)在移動(dòng)過程中，當(dāng)線框的一半恰好通過導(dǎo)線時(shí)，穿過線框的磁感線條數(shù)有何特點(diǎn)？知識(shí)深化1.磁通量的計(jì)算(1)公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強(qiáng)磁場(chǎng)；②磁感線與平面垂直．(2)若磁感線與平面不垂直，則Φ＝BScosθ.其中Scosθ為面積S在垂直于磁感線方向上的投影面積S1，如圖所示．2．磁通量的正、負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，當(dāng)磁感線從某一面穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)磁通量為負(fù)值．(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的變化量(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直時(shí))(2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直時(shí))(3)B和S同時(shí)變化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．磁通量可用穿過某一平面的磁感線條數(shù)表示．若有磁感線沿相反方向穿過同一平面，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)．例3勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.6T，則：(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過120°角，則通過線圈磁通量的變化量大小為多少？(2)若θ＝90°，穿過線圈的磁通量為多少？當(dāng)θ為多大時(shí)，穿過線圈的磁通量最大？針對(duì)訓(xùn)練(2021·南昌一中期中)如圖所示，一個(gè)閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈的軸線與磁場(chǎng)方向成30°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，用下述方法中可使穿過線圈的磁通量增加一倍的是()A．把線圈匝數(shù)增加一倍B．把線圈面積增加一倍C．把線圈的半徑增加一倍D．轉(zhuǎn)動(dòng)線圈使得軸線與磁場(chǎng)方向平行三、磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間存在幾個(gè)磁體(或電流)時(shí)，每一點(diǎn)的磁場(chǎng)等于各個(gè)磁體(或電流)在該點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的矢量和．磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加時(shí)遵循平行四邊形定則．例4(2022·南昌十五中高二階段練習(xí))研究發(fā)現(xiàn)通電長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流強(qiáng)度成正比，與到導(dǎo)線的距離成反比，即B＝k·eq\f(I,r).如圖所示，兩根互相垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b放置于同一平面內(nèi)，導(dǎo)線a通以向上的電流，導(dǎo)線b通以向右的電流，a中電流是b中電流的2倍．P、Q是平面內(nèi)的兩點(diǎn)，P點(diǎn)到導(dǎo)線a的距離為r，到導(dǎo)線b的距離為3r；Q點(diǎn)到導(dǎo)線a的距離為2r，到導(dǎo)線b的距離為r.若P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度()A．大小為eq\f(6,5)B，方向垂直紙面向里B．大小為eq\f(7,6)B，方向垂直紙面向里C．大小為eq\f(6,5)B，方向垂直紙面向外D．大小為eq\f(7,6)B，方向垂直紙面向外例5(2021·臨沂市期末)如圖所示，兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I，此時(shí)紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則()A．a(chǎn)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向下B．若僅將直導(dǎo)線P的電流反向，則a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向下C．若僅將直導(dǎo)線P的電流反向，則a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(\r(3),3)B0D．若僅將直導(dǎo)線P的電流反向，則a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(\r(3),2)B0磁場(chǎng)疊加問題的解題思路1．應(yīng)用安培定則判斷各電流在某點(diǎn)分別產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向(過該點(diǎn)磁感線的切線方向，即與點(diǎn)和導(dǎo)線的連線垂直)．2．根據(jù)平行四邊形定則，利用合成法或正交分解法進(jìn)行合成，求得合磁感應(yīng)強(qiáng)度．3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.通過實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.3.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用．一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)1820年，____________發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)．2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年，____________發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．3．電磁感應(yīng)法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作________________．二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1．實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件探究一：如圖甲實(shí)驗(yàn)中，讓導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中保持相對(duì)靜止時(shí)或者平行于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，無論磁場(chǎng)多強(qiáng)，閉合回路中都______________電流，當(dāng)導(dǎo)體ab做____________________運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路中有電流產(chǎn)生．探究二：如圖乙，當(dāng)線圈A的電流不變時(shí)，線圈B所在的回路中____________電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈A的電流____________時(shí)，線圈B所在回路中就有了電流．2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的____________________時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流．三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、____________等都是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的．1．判斷下列說法的正誤．(1)只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．()(2)穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生．()(3)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．()(4)不論電路是否閉合，只要電路中磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電流．()2.如圖所示，條形磁體A沿豎直方向插入線圈B的過程中，電流表G的指針________(選填“不偏轉(zhuǎn)”或“偏轉(zhuǎn)”)；若條形磁體A在線圈B中保持不動(dòng)，電流表G的指針________(選填“不偏轉(zhuǎn)”或“偏轉(zhuǎn)”)．一、磁通量的變化磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．例1(2022·普洱市景東一中高二月考)如圖所示，在條形磁體外面套著一圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)由磁體N極向下平移到磁體S極的過程中，圓環(huán)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度和穿過圓環(huán)的磁通量變化的情況是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都逐漸增大B．磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都逐漸減小C．磁感應(yīng)強(qiáng)度先減弱后增強(qiáng)，磁通量先增大后減小D．磁感應(yīng)強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱，磁通量先減小后增大針對(duì)訓(xùn)練1如圖所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線，則穿過線框的磁通量將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．保持不變 D．不能確定二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1．實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(1)實(shí)驗(yàn)一：如圖所示，導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中____________電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中________電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無”)(2)實(shí)驗(yàn)二：如圖所示，當(dāng)條形磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中______電流產(chǎn)生，但條形磁體在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中______電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無”)(3)實(shí)驗(yàn)三：如圖所示，將小線圈A插入大線圈B中不動(dòng)，當(dāng)開關(guān)S閉合或斷開時(shí)，電流表中________電流通過；若開關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中______電流通過；而開關(guān)S一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中______電流通過．(均選填“有”或“無”)(4)歸納總結(jié)：實(shí)驗(yàn)一：導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，回路的有效面積發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．實(shí)驗(yàn)二：磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．實(shí)驗(yàn)三：開關(guān)閉合、斷開或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，小線圈A中電流變化，從而引起穿過大線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同特點(diǎn)是：產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化．2．感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件，就必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；反之，只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，且穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化．例2(多選)(2021·北京四中期中)如圖所示，下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．如圖甲所示，導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)B．如圖乙所示，條形磁體插入或抽出線圈C．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，開關(guān)S一直閉合D．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，開關(guān)S一直閉合，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值例3(多選)下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的技巧1．電路閉合和磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)條件，二者缺一不可．2．磁通量發(fā)生變化，其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”上，磁通量很大，若沒有變化，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．若開始時(shí)磁通量雖然是零，但是磁通量是變化的，仍然可以產(chǎn)生感應(yīng)電流．針對(duì)訓(xùn)練2(2021·衡水中學(xué)期中)如圖所示，條形磁體正上方放置一矩形線框，線框平面水平且與條形磁體平行，則線框由N極勻速平移到S極的過程中，線框中的感應(yīng)電流的情況是()A．線框中始終無感應(yīng)電流B．線框中始終有感應(yīng)電流C．線框中開始有感應(yīng)電流，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁體中部時(shí)無感應(yīng)電流，過中部后又有感應(yīng)電流D．線框中開始無感應(yīng)電流，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁體中部時(shí)有感應(yīng)電流，過中部后又無感應(yīng)電流4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，知道電磁場(chǎng)的概念.2.知道電磁波的特點(diǎn)，掌握電磁波波長(zhǎng)、頻率、波速之間的關(guān)系.3.知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解各種電磁波的應(yīng)用，了解電磁波的能量．一、電磁場(chǎng)1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①在變化的磁場(chǎng)中放入一個(gè)閉合電路，由于穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中會(huì)產(chǎn)生________________．這個(gè)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在空間產(chǎn)生了________．②即使在變化的磁場(chǎng)中沒有閉合電路，也同樣會(huì)在空間產(chǎn)生________．(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣，會(huì)在空間產(chǎn)生_____________，即_____________的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)．2．電磁場(chǎng)：變化的________和________互相聯(lián)系，所形成的不可分割的統(tǒng)一體．二、電磁波1．產(chǎn)生：_______變化的電場(chǎng)和_______變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成電磁波．2．特點(diǎn)：(1)電磁波________在真空中傳播．(2)電磁波的傳播速度等于________．(3)光在本質(zhì)上是一種電磁波．即光是以________形式傳播的一種電磁振動(dòng)．三、電磁波譜電磁波的能量電磁波通信1．電磁波譜(1)概念：按電磁波的________或________大小的順序把它們排列起來，就是電磁波譜．(2)電磁波的波速c與波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系是c＝________.(3)電磁波在真空中的速度c＝_____________________________________________.(4)各種電磁波按波長(zhǎng)由大到小排列順序?yàn)椋篲_______________、紅外線、____________、____________、X射線、γ射線．(5)各種電磁波的特性①無線電波：用于________、衛(wèi)星通信、________等的信號(hào)傳輸．②紅外線：用來________________等．③可見光：照亮自然界，也可用于________．④紫外線：用于________．⑤X射線：用于診斷病情．⑥γ射線：可以摧毀____________________．2．電磁波的能量(1)光是一種電磁波，光具有能量．(2)電磁波具有________，電磁波是一種物質(zhì)．判斷下列說法的正誤．(1)變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)，但變化的電場(chǎng)不能產(chǎn)生磁場(chǎng)．()(2)電磁波在空氣中可以傳播，在真空中不能傳播．()(3)光在真空中的速度與電磁波在真空中的速度相同，光是一種電磁波．()(4)無線電波、紅外線、可見光、紫外線都屬于電磁波．()一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論(1)變化的磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)麥克斯韋提出，在變化的磁場(chǎng)周圍會(huì)激發(fā)出一種電場(chǎng)，不管有無閉合電路，變化的磁場(chǎng)激發(fā)的電場(chǎng)總是存在的，如圖所示．(2)變化的電場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋從場(chǎng)的觀點(diǎn)得出，即使沒有電流存在，只要空間某處的電場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)．2．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)不均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)不均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)周期性變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)周期性變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)例1(2021·南寧一中月考)關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說法正確的是()A．電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)B．穩(wěn)定的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)C．均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D．周期性變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)二、電磁波1．電磁波的形成周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，形成電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)傳播，形成電磁波．2．電磁波的特點(diǎn)(1)在傳播方向上，任意一點(diǎn)的E和B都隨時(shí)間周期性變化，E和B相互垂直，且與電磁波的傳播方向垂直．如圖．(2)電磁波可以在真空中傳播．電磁波在真空中傳播速度等于光速c＝3×108m/s.(3)電磁場(chǎng)儲(chǔ)存電磁能，電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程．(4)只有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)才能形成電磁波．(5)電磁波是電磁場(chǎng)在空間中的傳播，電磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)——場(chǎng)物質(zhì)．3．電磁波的波速對(duì)于電磁波，用λ表示電磁波的波長(zhǎng)、f表示頻率、c表示波速，則有c＝λf.例2(多選)關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是()A．只要電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁波B．麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C．電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播D．電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的例3電磁波在真空中傳播的速度c＝3×108m/s，有一個(gè)廣播電臺(tái)的頻率f＝90.0MHz，這個(gè)電臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)λ為()A．2.70m B．270mC．3.00m D．3.33m三、電磁波譜1．電磁波譜電磁波按波長(zhǎng)由大到小排列順序?yàn)闊o線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．它們共同構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜．2．不同電磁波的特性和用途種類波長(zhǎng)范圍特性應(yīng)用無線電波大于1mm波動(dòng)能力強(qiáng)通信、廣播、射電望遠(yuǎn)鏡紅外線760～106nm熱作用強(qiáng)烘干、紅外遙感、測(cè)溫、夜視儀可見光400～760nm感光性強(qiáng)照明、照相紫外線10～400nm化學(xué)作用、熒光作用消毒、熒光效應(yīng)、促使人體合成維生素DX射線0.001～10nm較強(qiáng)的穿透能力透視人體、檢查金屬零件的質(zhì)量γ射線小于10－3nm穿透能力最強(qiáng)醫(yī)學(xué)上的γ刀技術(shù)、探測(cè)金屬內(nèi)部的缺陷例4下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象．請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上．(1)X光機(jī)，________.(2)紫外線燈，________.(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好．這里的“神燈”是利用________．A．紅外線具有顯著的熱效應(yīng)B．紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C．紫外線具有殺菌消毒作用D．X射線具有很強(qiáng)的穿透力四、電磁波的能量電磁波通信1．電磁波的能量(1)電磁波是物質(zhì)存在的一種特殊形式電磁波和我們學(xué)過的電場(chǎng)、磁場(chǎng)一樣，是一種特殊的物質(zhì)，不是由分子、原子所組成的，與通常的實(shí)物不同，但它是客觀存在的，具有通常物質(zhì)所具有的質(zhì)量和能量等客觀屬性．(2)電磁波具有能量從場(chǎng)的觀點(diǎn)來看，電場(chǎng)具有電場(chǎng)能，磁場(chǎng)具有磁場(chǎng)能，電磁場(chǎng)具有電磁能，電磁波發(fā)射的過程就是輻射能量的過程，電磁波在空間傳播，電磁能就隨之一起傳播．2．電磁波通信(1)傳播途徑電磁波攜帶的信息，既可以有線傳播，也可以實(shí)現(xiàn)無線傳播．有線傳播利用金屬導(dǎo)線、光纖等有形媒介傳送信息，如臺(tái)式電腦、電話等，具體的媒介有：光纖、電纜、電話線、網(wǎng)線等．無線傳播僅利用電磁波而不通過線纜傳遞信息，如收音機(jī)、手機(jī)、GPS、無線鼠標(biāo)等．(2)傳輸特點(diǎn)電磁波的頻率越高，相同時(shí)間傳遞的信息量越大，由于光的頻率比無線電波的頻率高得多，因此光纜可以傳遞大量的信息．例5(2021·武漢市華中師大一附中期中)5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，目前世界各國(guó)正大力發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波通信頻率在3.0GHz以上的超高頻段和極高頻段，比目前4G及以下網(wǎng)絡(luò)(通信頻率在0.3～3.0GHz的特高頻段)擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率.5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率(指單位時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大小)可達(dá)20Gbps.關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波，下列說法正確的是()A．在真空中的傳播速度更快B．在真空中的波長(zhǎng)更長(zhǎng)C．在真空中的波長(zhǎng)與4G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波相同D．頻率更高，相同時(shí)間傳遞的信息量更大5能量量子化[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解熱輻射和黑體的概念.2.初步了解微觀世界的量子化特征，知道普朗克常量.3.了解原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)．一、熱輻射1．概念：一切物體都在輻射電磁波，且這種輻射與物體的________有關(guān)，所以叫熱輻射．2．特點(diǎn)：溫度升高時(shí)，熱輻射中波長(zhǎng)較__________的成分越來越強(qiáng)．3．黑體：能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的________而不發(fā)生反射．二、能量子1．概念：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的____________，這個(gè)最小的能量值ε叫能量子．2．大小：ε＝________，其中h＝6.63×10－34J·s.3．愛因斯坦光子說：光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成，能量大小為____________，光的能量子稱為____________．三、能級(jí)1．原子的能量是____________的，量子化的能量值叫________．2．原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)________光子，光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)________．3．原子的能級(jí)是________的，放出的光子的能量也是分立的，原子的發(fā)射光譜只有一些________的亮線．判斷下列說法的正誤．(1)紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線．()(2)黑體一定是黑色的．()(3)熱輻射只能產(chǎn)生于高溫物體．()(4)當(dāng)原子從能量較高的能態(tài)躍遷到能量較低的能態(tài)時(shí)，會(huì)放出任意能量的光子．()一、熱輻射和黑體輻射1．黑體實(shí)際上是不存在的，只是一種理想情況．2．黑體不一定是黑的，只有當(dāng)自身輻射的可見光非常微弱時(shí)看上去才是黑的；有些可看成黑體的物體由于有較強(qiáng)的輻射，看起來還會(huì)很明亮，如煉鋼爐口上的小孔．3．黑體同其他物體一樣也在輻射電磁波，黑體的輻射規(guī)律最為簡(jiǎn)單，黑體輻射強(qiáng)度只與溫度有關(guān)．4．一般物體和黑體的熱輻射、反射、吸收的特點(diǎn)熱輻射不一定需要高溫，任何溫度都能發(fā)生熱輻射，只是溫度低時(shí)輻射弱，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)．在一定溫度下，不同物體所輻射的光譜的成分有顯著不同．熱輻射特點(diǎn)吸收、反射的特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類、表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波的波長(zhǎng)等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不