專題05 電磁場與電磁波 能量轉化【考點清單】（原卷版）-2024-2025學年高二物理上學期期中考點大串講（魯科版2019必修第三冊）

專題05電磁場與電磁波能量轉化清單01磁場磁感線一、磁場1.磁體、電流間的相互作用(1)間存在相互作用。(2)通電導線對磁體有作用力，磁體對通電導線也有作用力。(3)之間也有作用力。2.磁場(1)定義：磁體與磁體之間，磁體與通電導線之間，以及通電導線與通電導線之間的相互作用，是通過發(fā)生的，是磁體或周圍一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)。(2)磁場的存在形式：磁場和常見的由分子、原子組成的物質(zhì)不同，不是以微粒的形式存在，而是以場的形式存在。(3)磁場的方向：在磁場中的某一點，小磁針受力的方向，也就是小磁針靜止時所指的方向，就是這一點的磁場方向。(4)磁場的基本性質(zhì)：磁極與磁極之間，磁極與電流之間，電流與電流之間都是通過相互作用的，磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的或通電導線能產(chǎn)生力的作用。二、磁感線1.定義：磁感線是為了形象地描述磁場而人為的曲線，曲線上每一點的方向都跟該點的磁場方向相同。2.物理意義：用來形象地描述磁場的和，并不真正存在。3.描述方法：磁感線上每一點的方向表示該點的磁場方向，磁感線的表示磁場的強弱。三、安培定則1.直線電流的磁場安培定則：右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與方向一致，彎曲的四指所指的方向就是，如圖甲所示。2.環(huán)形電流的磁場安培定則：如圖乙所示，讓右手與環(huán)形電流的方向一致，的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向。3.通電螺線管的磁場安培定則：右手握住螺線管，讓彎曲的四指與的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是磁感線的方向，如圖丙所示。清單02磁感應強度磁通量一、磁感應強度1.定義：一段通電直導線放在磁場中，所受的安培力與導線中的電流和導線長度的的比值，叫磁感應強度。2.定義式：B＝eq\f(F,Il)。3.單位：，簡稱，符號為T。4.意義：B反映了磁場的。5.方向：磁感應強度是矢量，小磁針的在磁場中某點的方向或小磁針靜止時N極所指方向，就是這點磁感應強度的方向。6.說明(1)磁感應強度是反映磁場本身特性的物理量，是由磁場本身決定的，與磁場中是否引入電流無關，與引入的電流是否受力無關。(2)在定義式B＝eq\f(F,Il)中，通電導線必須垂直于磁場方向放置。因為磁場中某點通電導線受力的大小，除和磁場強弱有關以外，還和導線的方向有關，導線放入磁場中的方向不同，所受磁場力也不相同。二、勻強磁場1.定義：如果磁場中各處的磁感應強度大小和方向都相同，則該磁場為勻強磁場。2.特點(1)、處處相同的磁場。(2)磁感線特點：的平行直線。三、磁通量1.定義：勻強磁場中和與磁場方向的平面面積S的乘積。2.單位：在國際單位制中是，簡稱韋，符號是Wb，1Wb＝。3.公式：Φ＝BS(B⊥S)。4.意義：表示穿過某一面積的磁感線凈條數(shù)的多少。5.磁通量的三點提醒(1)磁通量有正、負，但磁通量不是矢量而是。(2)當有方向相反的磁場(磁感應強度分別為B和B′)穿過同一個平面時，磁通量的大小等于磁感線相抵消之后剩余的磁感線的條數(shù)，即。(3)線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)。清單03電磁感應現(xiàn)象及應用一、磁通量的變化1.引起磁通量變化的原因(1)當B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS。(2)當B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S。(3)B和S同時變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1。但此時ΔΦ≠ΔB·ΔS。2.磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ的比較(1)Φ是狀態(tài)量，是閉合回路在某時刻(某位置)穿過回路的磁感線的條數(shù)，當磁場與回路平面垂直時Φ＝BS。(2)ΔΦ是過程量，它表示回路從某一時刻到另一時刻磁通量的改變量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。二、產(chǎn)生感應電流的條件1.能夠產(chǎn)生感應電流的三個典型的實驗是(1)條形磁鐵和線圈發(fā)生。(2)閉合電路中的部分導體。(3)改變原線圈中電流，在副線圈中產(chǎn)生。2.實驗結論只要穿過電路的發(fā)生變化，電路中就會產(chǎn)生感應電流。清單04電磁波1.麥克斯韋電磁場理論(1)變化的磁場產(chǎn)生電場①在變化的磁場中放一個閉合的電路，由于穿過電路的，電路中會產(chǎn)生感應電流。這個現(xiàn)象的實質(zhì)是變化的磁場在空間產(chǎn)生了。②即使在變化的磁場中沒有閉合電路，也同樣要在空間產(chǎn)生。(2)變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場也相當于一種電流，也在空間產(chǎn)生，即的電場在空間產(chǎn)生磁場。2.電磁場：變化的電場和變化的磁場所形成的不可分割的統(tǒng)一體。3.電磁波(1)電磁波的產(chǎn)生：變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠向周圍傳播，形成電磁波。(2)電磁波的特點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。即光是以波動形式傳播的一種電磁振動。清單05光量子化1.定義：普朗克認為，振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的，當帶電微粒輻射或吸收能量時，也是以這個最小能量值為單位地輻射或吸收的，這個不可再分的最小能量值ε叫作。2.能量子大?。害牛絟ν，其中ν是電磁波的頻率，h稱為常量。h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。3.能量的量子化：普朗克的假設認為微觀粒子的能量是的，或者說微觀粒子的能量是的。愛因斯坦把能量子假設進行了推廣，認為電磁場本身就是不連續(xù)的，光本身就是由一個個不可分割的組成的，頻率為ν的光的能量子為hν，h為普朗克常量。這些能量子后來被叫作。清單06能量轉化1.能量守恒定律能量既不會憑空，也不會憑空，它只能從一種形式為其他形式，或者從一個物體到別的物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量。2.能量守恒定律的意義(1)各種形式的能可以。(2)各種物理現(xiàn)象可以用聯(lián)系在一起。3.能量的存在形式及相互轉化各種運動形式都有對應的能：機械運動對應機械能，分子的熱運動對應內(nèi)能，還有諸如電磁能、化學能、原子能等。可見，在自然界中，不同的能量形式與不同的運動形式相對應。各種形式的能可以相互轉化，例如：利用電爐取暖或燒水，電能轉化為內(nèi)能；煤燃燒，化學能轉化為內(nèi)能；列車剎車后，輪子溫度升高，機械能轉化為內(nèi)能。4.能量守恒定律是沒有條件的與某種運動形式對應的能是否守恒是的，例如，物體的機械能守恒，必須是在只有重力做功或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功的情況下；而能量守恒定律是的，它是一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律。5.能量耗散（1）自然界中集中度較高(即有序度較高)的能量，如機械能、電能、化學能，當它們變?yōu)榄h(huán)境的內(nèi)能后，就成為更加分散的能量，沒有辦法把這些分散的內(nèi)能重新變成品質(zhì)高的能量加以利用，這樣的現(xiàn)象叫作能量耗散。各種形式的能量向內(nèi)能的轉化，是能夠發(fā)生、全額發(fā)生的，能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有。（2）熵就是某一系統(tǒng)中存在的一定單位的無效能量的總和。熵的增加就意味著無效能量的，有效能量的。因此，我們應節(jié)省有效的能量。無論是不可再生能源還是可再生能源，我們都應珍惜。1．關于磁場、磁感應強度和磁感線，下列說法中正確的是（）A．磁場中的磁感線有的不能相交，有的能相交B．磁感應強度是只有大小、沒有方向的標量C．勻強磁場中沿磁感線方向，磁感應強度越來越小D．磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致2．關于電場強度和磁感應強度，下列說法正確的是（

）A．由電場強度的定義式知電場強度E與F成正比B．電場強度的方向與置于該處的正電荷受靜電力方向相同C．由公式可知，一小段通電導線在某處若不受磁場力，則說明此處一定無磁場D．磁感應強度的方向與置于該處的通電導線所受的安培力方向相同3．小劉同學用鐵釘與漆包線繞成電磁鐵，當接通電路后，放在其上方的小磁針N極立即轉向左側，如圖所示。則此時（）A．漆包線A端接電池負極 B．鐵釘內(nèi)磁場方向向右C．鐵釘左端為電磁鐵的N極 D．漆包線內(nèi)電流由B流向A4．如圖所示，和是以為直徑的半圓弧上的三點，點為半圓弧的圓心，．在兩點處各有一條長直導線垂直于紙面放置，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時點磁感應強度的大小為；若將點處的長直導線移至點處，則點的磁感應強度大小變?yōu)椋畡t與之比為（）A． B． C． D．5．如圖所示，a，b為兩個同心放置且共面的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)面垂直，比較通過兩環(huán)的磁通量Φa，Φb，則（）A．Φa>Φb B．Φa=Φb C．Φa<Φb D．不能確定6．如圖所示，空間內(nèi)水平固定一條形磁體，有三個金屬環(huán)a、b、c，則（）A．若金屬環(huán)a由條形磁體的N極通過條形磁體移到S極，通過金屬環(huán)a的磁通量先減小后增大B．若垂直于地面的金屬環(huán)b從條形磁體的中央位置豎直下落，通過金屬環(huán)b的磁通量變大C．若在條形磁體附近，環(huán)面平行于地面的金屬環(huán)c從條形磁體右邊的位置1下降到位置3，通過金屬環(huán)c的磁通量先減小后增大D．若在條形磁體附近，金屬環(huán)c從條形磁體右邊的位置1，沿著水平方向移到磁體左邊，通過金屬環(huán)c的磁通量先增大后減小7．線圈在長直導線電流的磁場中做如圖所示的運動：①向下平動；②繞軸轉動；③垂直于紙面向紙面外平動；④向上平動（線圈有個缺口）。線圈中沒有感應電流的是A．① B．② C．③和④ D．④8．關于電磁波，下列說法正確的是（）A．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度都相同B．電磁波由真空進入某種介質(zhì)傳播時，頻率將變大C．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產(chǎn)生電磁波D．實驗中電磁打點計時器工作時周圍存在磁場和電場9．關于能量子，下列說法正確的是（）A．能量子假設最早是由愛因斯坦提出B．電磁波的波長越長，其能量子越大C．能級是能量子連續(xù)的能量值體現(xiàn)D．微觀粒子的能量只能是能量子的整數(shù)倍10．下列關于能量轉化的說法中，錯誤的是（

）A．能量在轉化過程中，有一部分能量轉化為周圍環(huán)境中的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用B．各種形式的能量在轉化時，總能量是不變的C．在能源的利用過程中，能量的總量并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成了不便于利用的D．各種能量在不轉化時是守恒的，但在轉化時是不守恒的1．（23-24高二上·浙江·期中）磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（）A．a(chǎn)、b兩處的磁感應強度的大小不等，Ba＞BbB．由圖可推斷整個磁場的磁感線既不會相交也不會閉合C．同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小D．a(chǎn)、b兩處磁感應強度的方向可以通過放置小磁針來判斷2．（22-23高二上·貴州銅仁·期中）如圖，兩根平行長直導線相距2L，通有大小相等、方向相同的恒定電流；a、b、c是導線所在平面內(nèi)的三點，左側導線與它們的距離分別為、L和3L。關于這三點處的磁感應強度，下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)處的磁感應強度大小比c處的小B．b、c兩處的磁感應強度大小相等C．a(chǎn)、c兩處的磁感應強度方向相同D．b處的磁感應強度為零3．（23-24高二上·江蘇宿遷·期中）鐵環(huán)上繞有對稱的絕緣通電導線，電流方向如圖所示，則關于鐵環(huán)中心O點的磁場，以下說法正確的是（）A．O點磁感應強度方向豎直向上B．O點磁感應強度方向豎直向下C．O點磁感應強度大小為零D．O點磁感應強度方向垂直紙面向里4．（22-23高二上·河北石家莊·期末）關于磁感應強度，下列說法正確的是（??）A．磁感應強度是用比值法定義的物理量，因此B不與F成正比，不與IL成反比B．電流元在某點所受安培力的方向就是該點的磁場方向C．若電流元在某點所受安培力為零，那么該點的磁感應強度也一定為零D．放置在勻強磁場中1m長的通電導線，通過1A的電流，受到的安培力為1N，則該位置的磁感應強度大小就是1T5．（23-24高二上·河南駐馬店·期中）如圖所示，正六邊形abcdef的頂點a、c、e處固定有垂直紙面的長直導線，c處的直導線通入電流大小為2I，a、e處的直導線通入電流大小為I，電流方向均垂直紙面向外。已知電流為I的長直通電導線在距其r處產(chǎn)生的磁感應強度大小為，k為比例系數(shù)。若三根通電直導線在O點的合磁感應強度大小為，則f處的磁感應強度大小為（

）A．0 B． C． D．6．（23-24高二上·江蘇鹽城·期中）將面積為的圓面放入水平向右的勻強磁場中，圓面與磁感線之間的夾角為，如圖所示，若穿過該圓面的磁通量為，則此勻強磁場的磁感應強度B應等于（）A． B． C． D．7．（23-24高二上·湖南衡陽·期中）如圖所示，邊長為2l的n匝正三角形線框abc內(nèi)部有一邊長為l的正三角形區(qū)域的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B。下列有關的說法正確的是（

）

A．穿過線框abc的磁通量為B．穿過線框abc的磁通量為C．穿過線框abc的磁通量為D．穿過線框abc的磁通量為8．（23-24高三上·北京東城·期末）如圖，線圈A通過滑動變阻器和開關連接到電源上，線圈B的兩端連到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面。已知開關閉合瞬間，電流表指針向右偏轉，則下列正確的是（）A．開關斷開瞬間，電流表指針不偏轉B．開關閉合瞬間，在A線圈中沒有電磁感應現(xiàn)象發(fā)生C．開關閉合，向右移動滑動變阻器的滑片，電流表指針向右偏轉D．開關閉合，向上拔出線圈A的過程中，線圈B將對線圈A產(chǎn)生排斥力9．（23-24高二上·河南焦作·期中）如圖所示，一圓形線圈內(nèi)通有順時針方向的恒定電流I。在其正