第13章 第2课时 电磁感应现象 电磁波的发现 能量量子化（word版）-【精英1号】2025年高中物理学考笔记·知识梳理手册

第2课时　电磁感应现象　电磁波的发现　能量量子化 磁通量　电场　磁场　红外线　紫外线　X射线　波长较短　完全　波长　温度　能量子　hν　量子化 (1)有磁场即产生电流。(　　) (2)穿过闭合回路的磁通量发生变化，一定产生感应电流。(　　) (3)在变化的电场周围，一定存在着和它联系着的磁场。(　　) (4)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场。(　　) (5)红外线、可见光、紫外线、γ射线，它们的波长依次减小。 (6)可见光是电磁波的一小部分。(　　) (7)只有高温物体才能辐射电磁波。(　　) (8)能完全吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。(　　) (9)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。(　　) (10)当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出任意能量的光子。 (　　) (11)电磁波具有能量，是一种物质。(　　) (1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)√　(9)√　(10)×　(11)√ 　 电磁感应现象 2.穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，大致有以下四种情况： Φ变化的四种情况 B不变、S变 例：闭合电路的一部分导体切割磁感线时 B变、S不变 例：线圈与条形磁铁发生相对运动时 B和S都变 注意：此时可由ΔΦ＝Φt－Φ0计算磁通量的变化 B和S大小都不变，但二者之间的夹角变 例：线圈在匀强磁场中转动时 【典例1】　[2023·浙江·高二学业考试]一个矩形闭合导线框在匀强磁场内运动，导线框回路中能产生感应电流的是(　　) A B C D 【答案】C 【解析】保持闭合矩形导线框平面始终与磁感线垂直，闭合矩形导线框在磁场中沿着磁感线运动，磁通量不变，没有感应电流，A错误；保持线框平面始终与磁感线垂直，闭合矩形导线框在磁场中向右运动，磁通量不变，无感应电流，B错误；闭合矩形导线框在磁场中转动，使其磁通量变化，则会产生感应电流，C正确；保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中向左运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，D错误。故选C。 【变式1­1】　[2023·浙江湖州·学考模拟]如图所示，线圈与灵敏电流计构成闭合电路，当磁铁向下插入线圈的过程中，发现电流计指针偏转，则当磁铁(　　) A.从线圈中向上拔出时，电流计指针偏转 B.放在线圈中不动时，电流计指针偏转 C.按图示位置在线圈外面上下移动时，电流计指针不会偏转 D.按图示位置在线圈外面左右移动时，电流计指针不会偏转 【答案】A 【解析】磁铁从线圈中拔出时，线圈中磁通量减小，会产生感应电流，电流计指针偏转，故A正确；磁铁放在线圈中不动时，线圈中磁通量不发生变化，电流计指针不偏转，故B错误；当磁铁按题图所示位置在线圈外面上下移动时，穿过线圈的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，故C错误；当磁铁按题图所示位置在线圈外面左右移动时，穿过线圈的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，故D错误。故选A。 电磁场和电磁波 1.电磁波的特点。 (1)电磁波可以在真空中传播。 (2)电磁波在真空中的传播速度等于光速。 (3)光在本质上是一种电磁波。即光是以波动形式传播的一种电磁振动。 (4)波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率，即v＝λf。 2.不同电磁波的特性及应用 【典例2】　[2023·浙江金华·阶段练习]以下关于电磁场和电磁波的说法正确的是(　　) A.变化的电场可以产生磁场，变化的磁场也可以产生电场 B.电磁场仅仅是一种描述方式，不是真正的物质存在 C.麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波 D.电磁波不可以在真空中传播 【答案】A 【解析】变化的电场可以产生磁场，变化的磁场也可以产生电场，A正确；电磁场是真正的物质，B错误；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，C错误；电磁波可以在真空中传播，D错误。故选A。 【变式2­1】　关于电磁波的传播速度表达式c＝λf，下列理解正确的是(　　) A.电磁波在真空中的传播速度随波长增大而增大 B.电磁波在真空中的传播速度随频率升高而增大 C.当电磁波的频率降低时，它在真空中的波长不变 D.当电磁波的频率降低时，它在真空中的波长增大 【答案】D 【解析】电磁波在真空中的传播速度都相同，不随波长和频率的变化而变化，选项A、B错误；当电磁波的频率减小时，根据λ＝，可知它在真空中的波长增大，选项C错误，D正确。故选D。 【典例3】　为了消杀新冠病毒，防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭，人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法正确的是(　　) A.红外线和紫外线都是电磁波 B.紫外线能消杀病毒是因为紫外线波长长 C.红外线的波长比无线电波长 D.只有热的物体才能辐射红外线 【答案】A 【解析】根据电磁波谱可知，红外线和紫外线都是电磁波，故A正确；紫外线能消杀病毒是因为紫外线波长较短，频率较大，具有较高的能量，故B错误；根据电磁波谱可知，红外线的波长比无线电波短，故C错误；一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高的物体辐射的红外线越多，故D错误。故选A。 能量量子化 1.能量量子化：普朗克的假设认为微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是不连续(分立)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能量子组成的，频率为ν的光的能量子大小为hν，h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子。 2.基态和激发态 (1)基态：在正常状态下，原子处于能量最低的状态，这时原子是最稳定的，这种能量状态叫基态。 (2)激发态：原子受到外界激发后，有可能跃迁到较高能级，这种较高的能量状态叫激发态。除基态以外的能量状态都叫激发态。 3.级跃迁 激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个能级能量之差。 【典例4】　[2023·浙江·高二学业考试]下列说法正确的是(　　) A.电磁波具有能量 B.能级越高的原子越稳定 C.赫兹建立了经典电磁场理论 D.爱因斯坦提出了能量子的假说 【答案】A 【解析】电磁波具有能量，故A正确；原子的能量是不连续的，能级越高，越不稳定，故B错误；麦克斯韦建立了经典电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C错误；普朗克提出了能量子假说，爱因斯坦提出了光子说，故D错误。故选A。 【典例5】　[2023·浙江嘉兴·阶段练习]对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是(　　) A.温度低于0 ℃的物体不会辐射电磁波 B.黑体不会辐射电磁波 C.爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 D.黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 【答案】D 【解析】一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，故A错误；黑体是一种理想化模型，黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，但是黑体会向外辐射电磁波，故B错误；普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，故C错误；普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，故D正确。故选D。 【典例6】　[2023·浙江温州·阶段练习]已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为( 　　) A.h B. C. D.以上均不正确 【答案】A 【解析】根据E＝hν，又ν＝，所以E＝h，故A正确，B、C、D错误。故选A。 学科网（北京）股份有限公司 $$