資源簡介

課時27　電磁感應與電磁波初步
1.電和磁的聯系
（1）磁極間相互作用的規律：自然界中的磁體總存在著兩個磁極，同名磁極相互　　　　，異名磁極相互　　　　.
（2）電流的磁效應
1820年，　　　　發現：把一根導線平行地放在磁針的上方，給導線通電時，磁針發生了偏轉，說明電流能產生　　　　，這個現象稱為電流的磁效應.
2.磁場
（1）磁體、電流間的相互作用：磁體與磁體間　　　　相互作用；通電導線對磁體有作用力，磁體對通電導線　　　　作用力；兩條通電導線之間　　　　作用力.（均選填“有”或“沒有”）
（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，是通過磁場發生的，磁場是　　　　或　　　　周圍一種看不見、摸不著的特殊物質.
②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.
（3）磁感線：
①定義：磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線，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　　　　，并不真實存在.
③描述方法：磁感線上每一點的　　　　方向表示該點的磁場方向，曲線的　　　　程度表示磁場的強弱.
3.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　　　　的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是　　　　　　　　　，如圖甲所示.
（2）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，如圖乙所示.
（3）環形導線可以看成只有一匝的　　　　，如圖所示.
4.磁感應強度
（1）定義：一段通電直導線　　　　放在磁場中所受的力與導線中的電流和導線的長度的　　　　的比值，叫作磁感應強度.
（2）定義式：B＝　　　　.
（3）單位：　　　　，簡稱　　　　，符號　　　　.
（4）B反映了磁場的　　　　.
（5）磁感應強度是矢量，小磁針的　　　　在磁場中某點　　　　的方向，就是這點磁感應強度的方向.
5.磁通量
勻強磁場中　　　　和與磁場方向　　　　的平面面積S的乘積，即Φ＝BS.
6.電磁感應現象及應用
（1）1831年，19世紀偉大的物理學家　　　　發現了　　　　現象，即“磁能生電”.
（2）產生感應電流的條件：只要穿過　　　　電路的　　　　發生變化，　　　　電路中就會產生感應電流.
7.電磁場及電磁波
（1）麥克斯韋的電磁場理論：變化的磁場周圍產生電場，變化的電場周圍產生磁場，如果在空間某區域有周期性變化的電場，那么這個變化的電場在它周圍空間產生周期性變化的　　　　，這個變化的　　　　又在它周圍空間產生新的周期性變化的電場……變化的電場和磁場相互聯系，形成了不可分割的統一體，這就是電磁場.
（2）電磁波的產生：變化的電場和磁場交替產生而形成的電磁場是由近及遠地傳播的，這種變化的電磁場在空間的傳播稱為　　　　.麥克斯韋預言電磁波的速度等于　　　　.
（3）電磁波譜：電磁波的頻率范圍很廣，包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等，把這些電磁波按　　　　或　　　　順序排列起來，就構成了　　　　.電磁波譜中的各種波在真空中的傳播速度均等于　　　　.不同電磁波具有不同的特性，如　　　　中的長波、中波、短波可以用于廣播及其他信號的傳輸，　　　　可以用于衛星通信、電視等的信號傳輸.　　　　可以用來加熱理療，可見光讓我們看見這個世界，也可以用于通信.　　　　可以消毒，　　　　可以用于診斷病情，　　　　可以摧毀病變的細胞.
8.能量子
（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）能量子大小：ε＝hν，其中ν是電磁波的頻率，h稱為　　　　常量，h＝6.626×10－34 J·s（一般取h＝6.63×10－34 J·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　　　　.
1.磁場不是真實存在的，而是一種理想化的模型.（　　）
2.磁感線總是從磁鐵的N極出發，到S極終止.（　　）
3.通電導線在磁場中受到的磁場力為零，則說明該處的磁感應強度為零.（　　）
4.穿過閉合電路的磁通量發生變化，電路中一定會產生感應電流.（　　）
5.在變化的磁場周圍一定會產生變化的電場.（　　）
6.能量子的能量不是任意的，其大小與電磁波的頻率成正比.（　　）
1.磁現象、磁場、磁感線
（1）磁場具有方向性，規定在磁場中的任意一點，小磁針北極的受力方向為該點的磁場方向，也就是小磁針靜止時北極所指的方向.
（2）磁感線的疏密程度反映磁場的強弱；磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向.
【例1】（2024屆揚州合格性考試模擬）法拉第不僅引入了場的概念，還利用電場線和磁感線來描繪電磁場.下列關于磁感線的說法正確的是（　　）
A.磁感線是閉合曲線　　
B.磁感線是真實存在的
C.磁感線從N極出發到S極終止　　
D.磁感線是磁場中鐵屑排列成的曲線
2.磁感應強度、磁通量
（1）磁感應強度是與檢驗電流的長度和電流強度都無關的物理量，它反映了該處磁場的強弱，由磁場本身決定.
（2）在勻強磁場中，線圈平面與磁場平行時，磁通量為0；在勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直時，磁通量Φ＝BS.
【例2】（2024屆南京合格性考試模擬）如圖所示，半徑為r、匝數為n的圓形線圈位于紙面內，半徑為的圓形區域存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為B.圓形有界磁場與圓形線圈的圓心重合，則穿過線圈的磁通量為（　　）
A.nBπr2　　B.nBπr2　　C.Bπr2　　D.Bπr2
3.電流的磁場、安培定則
不論是直線電流的磁場還是環形電流的磁場，都可以用安培定則來判斷其方向.
【例3】（2024屆南京合格性考試模擬）如圖所示，開關S閉合，螺線管內部A點的磁感應強度方向為（　　）
A.向右　　
B.向左
C.垂直于紙面向里　　
D.垂直于紙面向外
4.感應電流產生的條件
不論用什么方法，不論何種原因，只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有感應電流產生.
【例4】（2024屆南京合格性考試模擬）如圖所示，線圈兩端接在電流表上組成閉合電路.在下列情況中，電流表指針不發生偏轉的是（　　）
A.線圈不動，磁鐵插入線圈時　　B.線圈不動，磁鐵拔出線圈時
C.磁鐵和線圈相對靜止時　　D.磁鐵和線圈相對移動時
5.對電磁波的理解
（1）電磁波的傳播不需要介質，可以在真空中傳播.在真空中，不同頻率的電磁波的傳播速度是相同的（都等于光速）.
（2）不同頻率的電磁波，在同一種介質中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小.
【例5】（2024屆徐州合格性考試模擬）2022年元旦，天宮空間站的三位航天員與京港澳青年學生開展天地對話，他們的通話信息經處理后通過電磁波傳輸.對于在真空中傳播的電磁波，波長越長的（　　）
A.頻率越高　　B.頻率越低　　
C.傳播速度越大　　D.傳播速度越小
6.能量的量子化
在宏觀尺度內研究物體的運動時我們可以認為：物體的運動是連續的，能量變化也是連續的，不必考慮量子化.在研究微觀粒子時必須考慮能量量子化.
【例6】（2024屆徐州合格性考試模擬）量子力學引領我們邁入現代社會，下列說法不正確的是（　　）
A.物體的電荷量不能連續變化　　
B.物體熱輻射的能量是連續的
C.光是由一個個光子組成的　　
D.原子的發射光譜只有一些分立的亮線
1.（2024屆江蘇合格性考試模擬）磁感應強度的單位是（　　）
A.T　　B.Wb　　C.N/A　　D.Wb/m
2.（2024屆鹽城合格性考試模擬）三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認為磁極間的磁場是均勻的.一根直導線懸掛在磁鐵兩極間，分別將“2、3”和“1、4”接到電源上，兩次通過直導線的電流相同，這一操作探究影響安培力大小的因素是（　　）
A.電流大小　　B.通電導線的長度
C.磁感應強度的大小　　D.磁感應強度的大小和通電導線的長度
3.（2024屆徐州合格性考試模擬）用安培定則判斷電流的磁感線方向，下列各圖正確的是（　　）
4.（2024屆江蘇合格性考試模擬）如圖所示，矩形線框ABCD平面與勻強磁場方向平行，若線框從圖示位置繞AB邊轉過90°，則穿過線框的磁通量（　　）
A.變大　　B.變小　　C.不變　　D.不能確定
5.（2024屆江蘇合格性考試模擬）如圖為探究產生電磁感應現象條件的實驗裝置，下列情況中不能引起電流計指針轉動的是（　　）
A.閉合開關的瞬間　　B.斷開開關的瞬間
C.閉合開關后拔出鐵芯的瞬間　　D.斷開開關使滑動變阻器的滑動頭向右移動
6.（2024屆常州合格性考試模擬）對黑體輻射電磁波的波長分布的影響因素是（　　）
A.溫度　　B.材料　　C.表面狀況　　D.以上都正確
課時27　電磁感應與電磁波初步
【一過考點】
1.（1）排斥　吸引　（2）奧斯特　磁場
2.（1）有　有　有　（2）磁體　電流　N極　N極　（3）切線　強弱　方向　切線　疏密
3.（1）電流　磁感線環繞的方向　（2）環形電流　螺線管內部　（3）螺線管
4.（1）垂直　乘積　（2）　（3）特斯拉　特　T
（4）強弱　（5）N極　受力
5.磁感應強度　垂直
6.（1）法拉第　電磁感應　（2）閉合　磁通量　閉合
7.（1）磁場　磁場　（2）電磁波　光速　（3）波長　頻率　電磁波譜　光速　無線電波　微波　紅外線　紫外線　X射線　γ射線
8.（1）整數倍　一份一份　能量子　（2）普朗克
（3）量子化　不連續（分立）　能量子　光子
【二過易錯】
1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.√
【三過典題】
【例1】A　【解析】磁感線是閉合曲線，磁感線在磁鐵外部總是從磁體的N極出發進入S極，在磁鐵內部，從S極指向N極，A正確，C錯誤；磁場是客觀存在的，磁感線是假想的，B錯誤；撒在磁體周圍的鐵屑排列成曲線可以形象、方便地描述磁場，但不是磁感線，D錯誤.
【例2】D　【解析】根據磁通量公式Φ＝BS＝B×＝Bπr2，D正確.
【例3】B　【解析】根據安培定則判斷螺線管內部A點的磁感應強度方向向左，B正確.
【例4】C　【解析】在閉合回路中電流表指針不發生偏轉，也就是說沒有發生電磁感應現象，所以只要磁通量不發生變化，其中C項中的磁鐵和線圈相對靜止時有磁通量，但是沒有發生變化，所以不發生電磁感應現象，C正確.
【例5】B　【解析】電磁波在真空中的傳播速度都一樣，等于光速，根據c＝λf判斷，波長λ越長，頻率越低，B正確.
【例6】B　【解析】對量子力學的理解就是不連續，所以A、C、D正確；物體熱輻射的能量是不連續的，B錯誤.
【四過集訓】
1.A　2.B　3.A　4.A　5.D　
6.A　【解析】一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關，還與材料的種類及表面情況有關；但黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關，溫度越高，黑體輻射的強度越大，隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，A正確，B、C、D錯誤.

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