第十三章 电磁感应与电磁波初步 知识清单 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019） 必修第三册

第十三章 电磁感应与电磁波初步 13.1　磁场　磁感线 13.2　磁感应强度　磁通量 13.3　电磁感应现象及应用 13.4　电磁波的发现及应用 13.5　能量量子化 本章知识网络 1　磁场　磁感线 一、电和磁的联系　磁场 1．磁体间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 2．奥斯特实验：把导线放置在指南针的上方，通电时磁针发生了转动． 实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 3．磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质． 4．(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质．存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围． (2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的． 二、磁感线 1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是这一点的磁场方向． 2．磁感线 (1)定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，这样的曲线就叫作磁感线．磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线. (2)特点 ①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极． ①磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏． ②磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向． ③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断． ④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在． (3)几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图所示)： 3．地磁场 (1)地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．(2)地磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指向北极，而竖直分量(By)，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，在赤道处的地磁场沿水平方向，指向北． 4．①电场、磁场、重力场(引力场)，它们有非常接近的性质：看不见，摸不着，但却是客观存在的特殊物质．②磁场不仅有大小而且有方向．磁场的方向规定为小磁针N极受力方向或者小磁针静止时N极所指的方向或者磁感线的切线方向． 三、安培定则 1．直线电流的磁场 (1)安培定则：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图所示． (2)特点：是非匀强磁场，距导线越远处磁场越弱． 2．环形电流的磁场 (1)安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向，如图所示． (2)磁感线的特点：两侧分别是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图11所示． 3．通电螺线管的磁场 (1)安培定则：如图所示，右手握住螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向． (2)磁感线特点：两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，管外是非匀强磁场，画法如图所示． ①通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，也是从N极出来，进入S极．通电螺线管内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由S极指向N极，并和外部的磁感线连接，形成环绕的闭合曲线． ②判断小磁针N极的指向，需要先判断小磁针所在处那一点的磁感线方向． 4.几种电流周围的磁场分布 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、非匀强磁场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 横截面图 纵截面图 5．安培定则的应用：在运用安培定则时应分清“因”和“果”，电流是“因”，磁场是“果”，既可以由“因”判断“果”，也可以由“果”追溯“因”． 原因(电流方向) 结果(磁场方向) 直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流的磁场 四指 大拇指 三、安培分子电流假说 1.法国学者安培提出：在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极． 2． 当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性． 2　磁感应强度　磁通量 一、磁感应强度 1．定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度． 2．定义式：B＝. 3