第18期 电磁感应现象及应用 电磁波的发现及应用 能量量子化-【数理报】新教材2023-2024学年高二物理必修第三册同步学案（人教版2019）

书 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 例１．关于电磁场理论，下列说法正确的是 （　　） Ａ．在电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定 产生电场 Ｂ．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的 磁场周围一定产生变化的电场 Ｃ．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 Ｄ．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的 磁场 解析：根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场 能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀 变化的电场才产生变化的磁场，故ＡＢＣ错误，Ｄ正确． 答案：Ｄ 例２．根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确 的是 （　　） Ａ．教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场 Ｂ．工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场 Ｃ．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳 定的电场 Ｄ．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其 周围产生电磁波 解析：教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计 时器中的电流是交变电流，在其周围产生交变磁场和电 场，故ＡＢ正确；稳定的电场不会产生磁场，故Ｃ错误；只 有周期性变化的电场和磁场才能交替产生磁场和电场， 由发生区域向外传播形成电磁波，故Ｄ错误． 答案：ＡＢ 例３．（多选）应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图 所示的表示电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图 像中（每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示 变化的场产生的另外的场），正确的是 （　　） 解析：Ａ图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的 电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，Ａ图中的 下图是错误的；Ｂ图中的上图是均匀变化的电场，应该 产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以Ｂ图正确； Ｃ图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率的 周期性变化的电场，Ｃ图是正确的；Ｄ图的上图是周期性 变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，故 Ｄ图错误． 答案：ＢＣ 方法总结：麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化 的磁场产生电场；变化的电场产生磁场，而产生的电场 或磁场如何变化，与原磁场或原电场的变化规律有关． 书 １．感应电流产生的条件：①电路为闭合回路；② 穿 过闭合回路的磁通量要发生变化． ２．对条件的理解：导体回路闭合、磁通量变化是产 生感应电流的两个必要条件，缺一不可．而导体回路中 有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过导体 回路的磁通量很大但不发生变化，也不会产生感应电 流． 例１．如图所示，Ａ中线圈有一小缺口，Ｂ、Ｄ中匀强磁 场区域足够大，Ｃ中通电导线位于水平放置的闭合线圈 某一直径的正上方．其中能产生感应电流的是 （　　） 解析：图Ａ中线圈没闭合，无感应电流；图Ｂ中闭合 电路中的磁通量增大，有感应电流；图 Ｃ中的导线在圆 环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线都 相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；图Ｄ中回路磁通 量恒定，无感应电流．故Ｂ正确． 答案：Ｂ 例２．如图１所示，在条形磁铁的外面 套着一个闭合金属弹簧线圈 Ｐ，现用力从 四周拉弹簧线圈，使线圈包围的面积变 大，则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变 化以及线圈中是否有感应电流产生的说 法中，正确的是 （　　） Ａ．磁通量增大，有感应电流产生 Ｂ．磁通量增大，无感应电流产生 Ｃ．磁通量减小，有感应电流产生 Ｄ．磁通量减小，无感应电流产生 解析：本题中条形磁铁磁感线的分布如图２所示 （从上向下看）．磁通量是指穿过某 一面积的磁感线的多少，由于垂直 纸面向外和垂直纸面向里的磁感 线要抵消一部分，当弹簧线圈Ｐ的 面积扩大时，垂直纸面向里的磁感 线条数增加，而垂直纸面向外的磁 感线条数是一定的，且比垂直纸面向里的磁感线条数 多，故穿过线圈Ｐ的磁通量将减小，回路中会有感应电 流产生．故Ｃ正确． 答案：Ｃ 方法总结：分析是否产生感应电流，关键是要分析 穿过闭合线圈的磁通量是否发生变化，而分析磁通量是 否有变化，关键要知道磁感线是如何分布的，所以在做 这类题时应注意： （１）熟记条形磁铁和蹄形磁铁内、外磁感线分布的 立体形状，是解决问题的基础． （２）学会找特殊位置并分析其变化． 利用磁感线判断磁通量的变化：若线圈所包围的磁 感线穿过线圈平面的方向相同时，条数增加，磁通量增 加；若穿过线圈平面的磁感线方向相反时，某一个方向 是多数的磁感线条数增加，则磁通量增加，某一个方向 是少数的磁感线条数增加，则磁通量减少，总之，要用穿 过线圈磁感线的净条数的增、减判断磁通