《学霸笔记 同步精讲》第三章 本章整合（课件）高中物理教科版必修三

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本章整合
第三章
2026
内容索引
01
02
知识网络 系统构建
重点题型 归纳剖析
知识网络 系统构建
运动电荷
N极
平行四边形
N
S
S
N
垂直
Φ=BS
奥斯特
法拉第
回路闭合
磁通量发生变化　
变化的磁场
变化的电场
麦克斯韦
电磁场
赫兹
光速
折射
衍射
频率
红外线
X射线
普朗克
hν
频率
能量值
吸收
释放
重点题型 归纳剖析
一、磁感应强度的叠加
1.两个电流附近的磁场的磁感应强度是两个电流分别单独存在时产生的磁场的磁感应强度叠加而成的。
2.若两个磁场在某处产生的磁感应强度B1、B2不在同一直线上时,则应用平行四边形定则进行矢量合成可求得该点的磁感应强度B。
3.在解决此类问题时,先根据安培定则判断电流周围的磁场,再根据矢量的合成法则进行计算。
【例题1】 如图所示,等长的直导线AB、CD平行放置,过两导线中点的连线EF与两导线垂直,O是EF的中点。当在两导线中通以大小相等方向相反的电流时,O点的磁感应强度大小为B。现保持两电流大小及AB导线的位置不变,将导线CD以EF为轴转动90°,转动后O点的磁感应强度大小为(　　)
答案:B
解析:根据安培定则知,AB导线在O点的磁感应强度方向垂直于纸面向里,设其大小为B0,同理可得CD导线在O点的磁感应强度方向垂直于纸面向里,
【变式训练1】 如图所示,垂直于纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2,纸面内的一点H到两根导线的距离相等,则该点的磁感应强度方向可能为图中的(　　)
A.B1 B.B2
C.B3 D.B4
答案:C
解析:根据安培定则及电流的相对大小可得,两电流在H点的磁场方向如图所示,根据平行四边形定则可判定,H点的合磁感应强度方向可能为B3方向,C正确。
二、磁通量的理解及计算
1.对磁通量的理解
(1)Φ=BS的含义:Φ=BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况。当S与垂直于B的平面间的夹角为θ时,S⊥=Scos θ,则有Φ=BS⊥=BScos θ,即Φ等于B与S在垂直于B方向上分量的乘积。如图(a)所示。
(a)
(2)面积S的含义:S不一定是某个线圈的实际面积,而是线圈在磁场范围内的有效面积。如图(b)所示,S应为线圈面积的一半。
(b)
(3)磁通量正负之分。
①磁通量的正负:任何一个平面都有正反两面,若规定磁感线从其正面穿入时磁通量为正值,则磁感线从其反面穿入时磁通量为负值。
②若磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁感线条数为Φ1,反向磁感线条数为Φ2,则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和),即Φ=Φ1-Φ2。
③磁通量的正负既不表示大小,也不表示方向,仅是为了计算方便而引入的。
2.磁通量变化的计算
(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS。
(2)磁感应强度B变化,有效面积S不变时,ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S。
(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1。
【例题2】 如图所示,有一垂直于纸面向里的匀强磁场,B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1 cm。现于纸面内先后放上圆圈A、B、C,圆心均处于O处,A的半径为1 cm;B的半径为2 cm;C的半径为0.5 cm。问:
(1)在B减为0.4 T的过程中,圈A和圈B中的磁通量变化了多少
(2)在磁场转过90°角的过程中,圈C中的磁通量变化了多少 转过180°角呢
答案:(1)均减少了1.257×10-4 Wb
(2)减少了6.283×10-5 Wb　减少了1.257×10-4 Wb
解析:(1)A、B中的磁通量始终一样,故它们的变化量也一样。
ΔΦ=(B2-B)·πr2=-1.257×10-4 Wb
即A、B中的磁通量都减少1.256×10-4 Wb
(2)对圈C,Φ1=Bπr'2=6.283×10-5 Wb
当转过90°时,Φ2=0
故ΔΦ1=Φ2-Φ1=0-6.283×10-5 Wb=-6.283×10-5 Wb
当转过180°时,磁感线从另一侧穿过线圈,若取Φ1为正,则Φ3为负,有
Φ3=-Bπr'2,故ΔΦ2=Φ3-Φ1=-2Bπr'2=-1.257×10-4 Wb。
【变式训练2】 (多选)如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。关于穿过框架的磁通量,下列说法正确的是(　　)
A.在图示位置时磁通量等于BS
B.若使框架绕OO'转过60°角,磁通量为 BS
C.若从初始位置绕OO'转过90°角,磁通量为零
D.若从初始位置绕OO'转过180°角,磁通量变化为零
答案:ABC
解析:根据磁通量的定义可知,在题图所示位置时,磁通量最大,Φm=BS,A正确;当框架绕OO'转过60°时,磁通量大小为 BS,B正确;当框架绕OO'转过90°时,框架平面与磁场平行,磁通量为零,C正确;当框架绕OO'转过180°时,磁通量大小为-BS,故磁通量变化的大小为2BS,D错误。
三、感应电流产生的条件
1.感应电流产生条件的理解
不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
2.注意区别ΔΦ与Φ:感应电流的产生与Φ无关,只取决于Φ的变化,即与ΔΦ有关。ΔΦ与Φ的大小没有必然的联系。
【例题3】 如图所示,用导线做成圆形或正方形回路,这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘),下列组合中,切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生的是(　　)
答案:C
解析:利用安培定则判断直线电流产生的磁场,其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆,即磁感线所在平面均垂直于导线,且直线电流产生的磁场分布情况是靠近直导线处磁场强,远离直导线处磁场弱。所以,A中穿过圆形线圈的磁场如图(a)所示,其有效磁通量为ΦA=Φ出-Φ进=0,且始终为0,即使切断导线中的电流,ΦA也始终为0,A中不可能产生感应电流。B中线圈平面与导线的磁场平行,穿过B中线圈的磁通量也始终为0,B中也不能产生感应电流。C中穿过线圈的磁通量如图(b)所示,Φ进>Φ出,即ΦC≠0,当切断导线中电流后,经过一定时间,穿过线圈的磁通量减小为0,所以C中有感应电流产生。D中线圈的磁通量如图(c)所示,其有效磁通量为
ΦD=Φ出-Φ进=0,且始终为0,即使切断导线中的电流,ΦD也始终为0,D中不可能产生感应电流。
(a)
(b)
(c)