专题09 电磁感应与电磁波初步-2022-2023学年高一物理下学期期中期末考点大串讲（人教版2019）

专题09 电磁感应与电磁波初步 1、 安培定则 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 特点 无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场 环形电流的两 侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱 安培 定则 立体图 截面图 【例1】如图所示，ABCD是环形导线，在C、D处用导线与直导线ab接通，图中标出了环形电流所产生的磁感线方向，则可知A、B两端中接电源正极的一端和放在ab下方的小磁针N极将转向（　　） A．A端，纸内 B．B端，纸内 C．A端，纸外 D．B端，纸外 2、 磁感应强度及叠加 1.物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量。 2.大小：当导线方向与磁场方向垂直时B＝。 3.方向 磁感应强度B是一个矢量，它的方向可以有以下几种表述方式： (1)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。 (2)小磁针静止时N极所指的方向。 (3)小磁针N极受力的方向。 4.描述：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。 5.匀强磁场 如果磁场中各处的磁感应强度大小和方向都相同，则该磁场为匀强磁场。 6.说明 (1)磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，是由磁场本身决定的，与磁场中是否引入电流无关，与引入的电流是否受力无关。 (2)在定义式B＝中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场7.强弱有关以外，还和导线的方向有关，导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同。 磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和。磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则。 【例2】一个可以沿过圆心的水平轴自由转动的线圈和一个固定的线圈互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，两线圈中电流大小相等，方向如图所示，此时圆心O处的磁感应强度为。则从左向右看，当线圈顺时针旋转，此时圆心处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 3、 磁通量及感应电流产生的条件 1.磁通量的计算 (1)公式：Φ＝BS。 适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。 (2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScos θ。式中Scos θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。 2.磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。 (2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2。 3.磁通量的三点提醒 (1)磁通量有正、负，但磁通量不是矢量而是标量。 (2)当有方向相反的磁场(磁感应强度分别为B和B′)穿过同一个平面时，磁通量的大小等于磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数，即净条数。 (3)线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关。 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3】如图所示，矩形线圈位于纸面内，面积为S，匝数为N，过中点和中点的连线恰好位于垂直纸面向外的匀强磁场的右边界上，匀强磁场的磁感应强度为B。若线圈绕轴从图示位置开始转动，下列说法正确的是（　　） A．此时穿过线圈的磁通量为 B．当线圈转动60°时的磁通量为 C．当线圈转动180°的过程中，磁通量的变化量为零 D．线圈在转动过程中，由于没有切割磁感线，所以线圈中不会产生感应电流 4、 电磁波及电磁波谱 1.对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场 2.电场、磁场的变化关系可用下面的框图表示 3.电磁波的特点 (1)电磁波的传播不需要介质。在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s。 (2)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。 (3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。 (4)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质。 4.电磁波的波速 对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf。 5.电磁波谱 (1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。 (2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序