课时27　电磁感应与电磁波初步 复习学案（含答案）2024年江苏省普通高中学业水平合格性物理考试

课时27　电磁感应与电磁波初步
1.电和磁的联系
（1）磁极间相互作用的规律：自然界中的磁体总存在着两个磁极，同名磁极相互　　　　，异名磁极相互　　　　.
（2）电流的磁效应
1820年，　　　　发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流能产生　　　　，这个现象称为电流的磁效应.
2.磁场
（1）磁体、电流间的相互作用：磁体与磁体间　　　　相互作用；通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线　　　　作用力；两条通电导线之间　　　　作用力.（均选填“有”或“没有”）
（2）磁场：
①定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是　　　　或　　　　周围一种看不见、摸不着的特殊物质.
②磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针　　　　受力的方向，也就是小磁针静止时　　　　所指的方向，就是这一点的磁场方向.
（3）磁感线：
①定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的　　　　方向都跟该点的磁场方向相同.
②物理意义：用来形象地描述磁场的　　　　和　　　　，并不真实存在.
③描述方法：磁感线上每一点的　　　　方向表示该点的磁场方向，曲线的　　　　程度表示磁场的强弱.
3.安培定则
（1）直线电流的磁场
安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与　　　　的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是　　　　　　　　　，如图甲所示.
（2）通电螺线管的磁场
安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指与　　　　的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是　　　　磁感线的方向，如图乙所示.
（3）环形导线可以看成只有一匝的　　　　，如图所示.
4.磁感应强度
（1）定义：一段通电直导线　　　　放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的　　　　的比值，叫作磁感应强度.
（2）定义式：B＝　　　　.
（3）单位：　　　　，简称　　　　，符号　　　　.
（4）B反映了磁场的　　　　.
（5）磁感应强度是矢量，小磁针的　　　　在磁场中某点　　　　的方向，就是这点磁感应强度的方向.
5.磁通量
匀强磁场中　　　　和与磁场方向　　　　的平面面积S的乘积，即Φ＝BS.
6.电磁感应现象及应用
（1）1831年，19世纪伟大的物理学家　　　　发现了　　　　现象，即“磁能生电”.
（2）产生感应电流的条件：只要穿过　　　　电路的　　　　发生变化，　　　　电路中就会产生感应电流.
7.电磁场及电磁波
（1）麦克斯韦的电磁场理论：变化的磁场周围产生电场，变化的电场周围产生磁场，如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场在它周围空间产生周期性变化的　　　　，这个变化的　　　　又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……变化的电场和磁场相互联系，形成了不可分割的统一体，这就是电磁场.
（2）电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为　　　　.麦克斯韦预言电磁波的速度等于　　　　.
（3）电磁波谱：电磁波的频率范围很广，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，把这些电磁波按　　　　或　　　　顺序排列起来，就构成了　　　　.电磁波谱中的各种波在真空中的传播速度均等于　　　　.不同电磁波具有不同的特性，如　　　　中的长波、中波、短波可以用于广播及其他信号的传输，　　　　可以用于卫星通信、电视等的信号传输.　　　　可以用来加热理疗，可见光让我们看见这个世界，也可以用于通信.　　　　可以消毒，　　　　可以用于诊断病情，　　　　可以摧毁病变的细胞.
8.能量子
（1）定义：普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的　　　　，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位　　　　地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫作　　　　.
（2）能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为　　　　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：普朗克的假设认为微观粒子的能量是　　　　的，或者说微观粒子的能量是　　　　的.爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的，光本身就是由一个个不可分割的　　　　组成的，频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量.这些能量子后来被叫作　　　　.
1.磁场不是真实存在的，而是一种理想化的模型.（　　）
2.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止.（　　）
3.通电导线在磁场中受到的磁场力为零，则说明该处的磁感应强度为零.（　　）
4.穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流.（　　）
5.在变化的磁场周围一定会产生变化的电场.（　　）
6.能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比.（　　）
1.磁现象、磁场、磁感线
（1）磁场具有方向性，规定在磁场中的任意一点，小磁针北极的受力方向为该点的磁场方向，也就是小磁针静止时北极所指的方向.
（2）磁感线的疏密程度反映磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向.
【例1】（2024届扬州合格性考试模拟）法拉第不仅引入了场的概念，还利用电场线和磁感线来描绘电磁场.下列关于磁感线的说法正确的是（　　）
A.磁感线是闭合曲线　　
B.磁感线是真实存在的
C.磁感线从N极出发到S极终止　　
D.磁感线是磁场中铁屑排列成的曲线
2.磁感应强度、磁通量
（1）磁感应强度是与检验电流的长度和电流强度都无关的物理量，它反映了该处磁场的强弱，由磁场本身决定.
（2）在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行时，磁通量为0；在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直时，磁通量Φ＝BS.
【例2】（2024届南京合格性考试模拟）如图所示，半径为r、匝数为n的圆形线圈位于纸面内，半径为的圆形区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B.圆形有界磁场与圆形线圈的圆心重合，则穿过线圈的磁通量为（　　）
A.nBπr2　　B.nBπr2　　C.Bπr2　　D.Bπr2
3.电流的磁场、安培定则
不论是直线电流的磁场还是环形电流的磁场，都可以用安培定则来判断其方向.
【例3】（2024届南京合格性考试模拟）如图所示，开关S闭合，螺线管内部A点的磁感应强度方向为（　　）
A.向右　　
B.向左
C.垂直于纸面向里　　
D.垂直于纸面向外
4.感应电流产生的条件
不论用什么方法，不论何种原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生.
【例4】（2024届南京合格性考试模拟）如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路.在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（　　）
A.线圈不动，磁铁插入线圈时　　B.线圈不动，磁铁拔出线圈时
C.磁铁和线圈相对静止时　　D.磁铁和线圈相对移动时
5.对电磁波的理解
（1）电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播.在真空中，不同频率的电磁波的传播速度是相同的（都等于光速）.
（2）不同频率的电磁波，在同一种介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小.
【例5】（2024届徐州合格性考试模拟）2022年元旦，天宫空间站的三位航天员与京港澳青年学生开展天地对话，他们的通话信息经处理后通过电磁波传输.对于在真空中传播的电磁波，波长越长的（　　）
A.频率越高　　B.频率越低　　
C.传播速度越大　　D.传播速度越小
6.能量的量子化
在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化也是连续的，不必考虑量子化.在研究微观粒子时必须考虑能量量子化.
【例6】（2024届徐州合格性考试模拟）量子力学引领我们迈入现代社会，下列说法不正确的是（　　）
A.物体的电荷量不能连续变化　　
B.物体热辐射的能量是连续的
C.光是由一个个光子组成的　　
D.原子的发射光谱只有一些分立的亮线
1.（2024届江苏合格性考试模拟）磁感应强度的单位是（　　）
A.T　　B.Wb　　C.N/A　　D.Wb/m
2.（2024届盐城合格性考试模拟）三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的.一根直导线悬挂在磁铁两极间，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上，两次通过直导线的电流相同，这一操作探究影响安培力大小的因素是（　　）
A.电流大小　　B.通电导线的长度
C.磁感应强度的大小　　D.磁感应强度的大小和通电导线的长度
3.（2024届徐州合格性考试模拟）用安培定则判断电流的磁感线方向，下列各图正确的是（　　）
4.（2024届江苏合格性考试模拟）如图所示，矩形线框ABCD平面与匀强磁场方向平行，若线框从图示位置绕AB边转过90°，则穿过线框的磁通量（　　）
A.变大　　B.变小　　C.不变　　D.不能确定
5.（2024届江苏合格性考试模拟）如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中不能引起电流计指针转动的是（　　）
A.闭合开关的瞬间　　B.断开开关的瞬间
C.闭合开关后拔出铁芯的瞬间　　D.断开开关使滑动变阻器的滑动头向右移动
6.（2024届常州合格性考试模拟）对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是（　　）
A.温度　　B.材料　　C.表面状况　　D.以上都正确
课时27　电磁感应与电磁波初步
【一过考点】
1.（1）排斥　吸引　（2）奥斯特　磁场
2.（1）有　有　有　（2）磁体　电流　N极　N极　（3）切线　强弱　方向　切线　疏密
3.（1）电流　磁感线环绕的方向　（2）环形电流　螺线管内部　（3）螺线管
4.（1）垂直　乘积　（2）　（3）特斯拉　特　T
（4）强弱　（5）N极　受力
5.磁感应强度　垂直
6.（1）法拉第　电磁感应　（2）闭合　磁通量　闭合
7.（1）磁场　磁场　（2）电磁波　光速　（3）波长　频率　电磁波谱　光速　无线电波　微波　红外线　紫外线　X射线　γ射线
8.（1）整数倍　一份一份　能量子　（2）普朗克
（3）量子化　不连续（分立）　能量子　光子
【二过易错】
1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.√
【三过典题】
【例1】A　【解析】磁感线是闭合曲线，磁感线在磁铁外部总是从磁体的N极出发进入S极，在磁铁内部，从S极指向N极，A正确，C错误；磁场是客观存在的，磁感线是假想的，B错误；撒在磁体周围的铁屑排列成曲线可以形象、方便地描述磁场，但不是磁感线，D错误.
【例2】D　【解析】根据磁通量公式Φ＝BS＝B×＝Bπr2，D正确.
【例3】B　【解析】根据安培定则判断螺线管内部A点的磁感应强度方向向左，B正确.
【例4】C　【解析】在闭合回路中电流表指针不发生偏转，也就是说没有发生电磁感应现象，所以只要磁通量不发生变化，其中C项中的磁铁和线圈相对静止时有磁通量，但是没有发生变化，所以不发生电磁感应现象，C正确.
【例5】B　【解析】电磁波在真空中的传播速度都一样，等于光速，根据c＝λf判断，波长λ越长，频率越低，B正确.
【例6】B　【解析】对量子力学的理解就是不连续，所以A、C、D正确；物体热辐射的能量是不连续的，B错误.
【四过集训】
1.A　2.B　3.A　4.A　5.D　
6.A　【解析】一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A正确，B、C、D错误.