第13章 第2课时 电磁感应与电磁波-【学考一号】2025年高中物理学业水平复习方略课堂精讲

第 2 课时 电磁感应与电磁波 构·网络体系 知识点一 电磁感应现象及应用 1. 电磁感应现象 英国物理学家法拉第发现了电磁感应现 象袁即野磁生电冶现象袁他把这种现象命名为电 磁感应袁产生的电流叫作感应电流遥 2. 感应电流的产生条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化 时袁闭合导体回路中就产生感应电流遥 对点典例 一个矩形闭合导线框在匀强 磁场内运动袁导线框回路中能产生感应电流 的是 渊 冤 学·知识清单 电 磁 感 应 与 电 磁 波 电磁感应 野磁生电冶现象 回路中磁通量发生变化 闭合回路 条件 电磁波 赫兹捕捉电磁波实验 无线电波尧红外线尧可见光尧紫外线尧X射线尧酌射线电磁波谱 c=姿f波长 姿尧频率 f尧波速 c 之间的关系 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 麦克斯韦电磁场理论 能量量子化 温度越高袁辐射的较短波长的电磁波的成分越来越强 一切物体都在辐射电磁波 特点 定义 热 辐 射 随着温度的升高袁辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 随着温度的升高袁各种波长的辐射强度都有增加 黑体辐射实验 能 量 子 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 着的整数倍定义 着=h淄计算式 能 级 原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量袁等于前后两个能级之差 原子的能量是量子化的袁这些量子化的能量值就叫能级 应用 定义 揖课程要求铱 殷知道电磁感应现象尧感应电流的概念遥 殷会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流遥 殷理解电磁场尧电磁波尧电磁波谱的概念遥 殷了解黑体辐射的实验规律袁了解黑体辐射的强度与波长的关系遥 殷了解能量子的概念遥 揖学业要求铱 殷理解电磁感应现象袁了解产生感应电流的条件袁知道电磁感应在 生活中的应用实例遥 殷知道电磁波如何被发现袁理解电磁场尧电磁波尧电磁波谱的概念遥 殷理解黑体辐射袁了解能量子的概念遥 课 程 标 准 电磁波的发现 及应用 能量量子化 考点 电磁感应现象 及应用 真题归类 2022.1袁11袁3分 2022.1袁15袁3分 2023.1袁4袁3分 2023.1袁16袁3分 A B 向下平移 S N 向右平移 S N 第十三章 电磁感应与电磁波初步 57 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 对点训练 如图所示袁螺线管 B 套在螺 线管 A 外边袁螺线管 A 经过滑动变阻器和开 关与电池连接构成直流电路曰螺线管 B接电流 计构成闭合电路遥 下列操作中不能使电流计指 针摆动的是 渊 冤 A. 接通开关瞬间 B. 开关闭合袁电流稳定时 C. 断开开关瞬间 D. 开关闭合情况下袁推动滑动变阻器的 滑片 知识点二 电磁波的发现及应用 1. 电磁场 渊1冤麦克斯韦的电磁场理论院变化的电场 产生磁场袁变化的磁场产生电场遥 渊2冤电磁场院变化的电场和磁场总是相互 联系的袁形成了一个不可分离的统一场遥 2. 电磁波 渊1冤麦克斯韦的预言院空间可能存在电磁 波遥周期性变化的电场和周期性变化的磁场交 替产生袁由近及远地向周围传播形成电磁波遥 渊2冤电磁波可以在真空中传播袁这是因为电 磁波的传播靠的是电场和磁场的相互野激发冶遥 渊3冤电磁波的传播速度等于光速 c袁光的本 质是电磁波遥 3. 赫兹的实验 渊1冤赫兹利用下图的实验装置袁证实了电 磁波的存在遥 渊2冤赫兹的其他实验成果遥 赫兹通过一系列的实验袁观察到了电磁波 的反射尧折射尧干涉尧衍射和偏振现象袁并通过 测量证明袁电磁波在真空中具有与光相同的速 度袁证实了麦克斯韦关于光的电磁理论遥 4. 电磁波谱 渊1冤波长院两个相邻的波峰渊或波谷冤之间 的距离等于电磁波的波长遥 渊2冤频率院电磁波的频率即为电磁振荡的 频率袁它由波源决定袁与介质无关遥 渊3冤电磁波在真空中的传播速度等于光在 真空中的传播速度袁即电磁波在真空中的传播 速度 c越3.0伊108 m/s遥 电磁波和光波一样袁在介 质中的传播速度都要小于真空中的传播速度袁 其大小与介质有关遥 渊4冤电磁波的波速 c 与波长 姿尧频率 f的关 系是 c=姿f遥 渊5冤电磁波谱院按频率或波长的大小把它 们排成的谱叫电磁波谱遥 电磁波家族有无线电波尧红外线尧可见光尧 紫外线尧X射线尧酌射线遥 波长最长的是无线电 波中的长波曰波长最短的是 酌射线遥 A B G - + 0 55 - + A B 感应圈 102 100 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12波长/m 无线电波 可见光 长波 微波 红外线 紫外线 X射线 酌射线 收音机 电视机 红外线 理疗仪 紫外线 消毒灯 X射线胶片 伽马刀 短波中波 DC 绕轴转动 S N 向左平移 S N 58 对点典例 下列说法正确的是 渊 冤 A援 电磁波具有能量 B援 能级越高的原子越稳定 C援 赫兹建立了经典电磁场理论 D援 爱因斯坦提出了能量子的假说 对点训练 咱2024窑温州测试暂2023 年 10 月 26日 11时 14分袁 长征二号 F遥十七运载 火箭托举着神舟十七号载人飞船袁在酒泉卫星 发射中心点火升空袁送汤洪波尧唐胜杰尧江新林 3名航天员奔赴野天宫冶遥 如图所示袁神十六尧神 十七两个乘组野太空会师冶袁航天员能与地面工 作人员保持实时联络袁直播画面通过电磁波传 送到地面遥 下列关于电磁波说法正确的是 渊 冤 A. 电磁波传播过程中袁电场和磁场是独 立存在的袁没有关联 B. 电磁波可以在真空中传播 C. 不能用实验验证电磁波的存在 D. 太空中航天员讲话时画面与声音同 步袁说明电磁波与声波具有相同的传播速度 知识点三 能量量子化 1. 热辐射 渊1冤定义院我们周围的一切物体都在辐射 电磁波遥 这种辐射与物体的温度有关袁所以叫 作热辐射遥 渊2冤特点院物体热辐射中随温度的升高袁辐 射的较短波长的电磁波的成分越来越强遥 渊3冤黑体院某种物体能够完全吸收入射的 各种波长的电磁波而不发生反射袁这种物体就 是黑体遥 渊4冤黑体辐射的实验规律院淤对于一般材 料的物体袁辐射电磁波的情况除与温度有关 外袁还与材料的种类及表面状况有关曰于黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 温度有关遥 随着温度的升高袁一方面袁各种波长 的辐射强度都有所增加曰另一方面袁辐射强度的 极大值向波长较短的方向移动遥 2. 能量子 渊1冤普朗克假设院振动着的带电微粒的能 量只能是某一最小能量值 着的整数倍袁他把这 个不可再分的最小能量值 着叫作能量子遥 渊2冤计算式院着越h淄袁其中 淄 是电磁波的频 率袁h称为普朗克常量遥h抑6.626伊10原34 J窑s渊一般 取 h越6.63伊10原34 J窑s冤遥 渊3冤能量的量子化院在微观世界中能量是 量子化的袁或者说微观粒子的能量是分立的袁 这种现象叫作能量的量子化遥 渊4冤被接受的原因院借助能量子的假说袁普 朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公 式袁与实验符合得非常好遥 渊5冤推广院光本身就是由一个个不可分割 的能量子组成的袁这些能量子叫作光子遥 3. 能级 渊1冤定义院原子的能量是量子化的袁这些量 子化的能量值叫作能级遥 渊2冤解释原子光谱院原子从高能态向低能 态跃迁时放出的光子的能量袁等于前后两个能 级之差遥 由于原子的能级是分立的袁所以放出 的光子的能量也是分立的袁因此原子的发射光 谱只有一些分立的亮线遥 对点典例 在实验室或工厂的高温炉子 上开一小孔袁小孔可看作黑体袁由小孔的热辐 射特性袁就可以确定炉内的温度遥 下图是黑体 的辐射强度与其辐射光波长的关系图像袁则下 列说法正确的是 渊 冤 第十三章 电磁感应与电磁波初步 59 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 波长 O T1 T2 姿1姿2 A. T1约T2 B. 在同一温度下袁波长越短的电磁波辐射 强度越大 C. 随着温度的升高袁黑体的辐射强度都有 所降低 D. 随着温度的升高袁辐射强度的极大值 向波长较短方向移动 揖点拨铱 黑体辐射电磁波的强度按波长 的分布只与黑体的温度有关遥随着温度的升 高袁一方面袁各种波长的辐射强度都有所增 加 曰另一方面袁辐射强度的极大值向波长较 短的方向移动遥 对点训练 1900年袁普朗克引入了能量子 这一概念袁首次提出了能量量子化的思想袁以 下现象跟能量量子化无关的是 渊 冤 A. 原子光谱 B. 黑体辐射 C. 雨后彩虹 D. 光电效应 60 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 揖对点典例铱 C 揖对点训练铱 D揖解析铱该图是奥斯特发现电流的磁效应 的实验装置袁由右手螺旋定则可知导线在下方的磁场垂直纸 面向里袁小磁针的 N极垂直纸面向里转动袁D正确遥 知识点二 磁感应强度尧磁通量 揖对点典例铱 C 揖对点训练铱 B揖解析铱因 M点的磁感线较 N点密集袁则将 闭合导体圆环从磁场中的 M处平移到 N处袁 穿过线圈的磁感 线条数减少袁则通过圆环的磁通量将变小遥 第 2课时 电磁感应与电磁波 揖学窑知识清单铱 知识点一 电磁感应现象及应用 揖对点典例铱 C揖解析铱当穿过闭合导线框的磁通量发生变 化时袁会产生感应电流袁C正确遥 揖对点训练铱 B揖解析铱开关闭合袁电流稳定时袁电流不变袁 这过程磁场不发生变化袁电流计指针不摆动遥 知识点二 电磁波的发现及应用 揖对点典例铱 A揖解析铱能级越高的原子越不稳定袁B错误曰 麦克斯韦建立了经典电磁场理论袁赫兹通过实验证实了电磁波 的存在袁C错误曰普朗克提出能量子假说袁爱因斯坦提出光子说袁 D错误遥 揖对点训练铱 B揖解析铱电磁波传播过程中袁电场和磁场是 相互关联袁相互联系的袁A错误曰可以用实验验证电磁波的存在袁 C错误曰太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播 到地面的袁所以画面和声音同步袁但不能说明电磁波与声波具 有相同的传播速度袁D错误遥 知识点三 能量量子化 揖对点典例铱 D揖解析铱由图像可知袁同一温度下袁辐射强度 最大的电磁波波长处在最大与最小波长之间袁B错误曰黑体的 辐射强度随着温度的升高而增大袁T1>T2袁A尧C错误遥 揖对点训练铱 C揖解析铱雨后彩虹现象说明光具有波动性袁 没有涉及野量子化冶的观点遥 实验专题 第 1课时 力学实验渊一冤 揖学窑知识清单铱 知识点一 力学基本仪器 揖对点典例铱 渊1冤AB 渊2冤D 渊3冤A揖解析铱渊1冤实验中电 火花打点计时器需要接交流电源袁所以还必须使用交流电源袁A 正确曰实验需要测量纸带上计数点间的距离袁所以还必须使用 刻度尺袁B正确曰本实验不需要测量质量袁所以不用天平袁C 错 误遥 渊2冤电火花打点计时器需要接 220 V的交流电源遥 渊3冤为了 充分利用纸带袁实验中应先打开电源袁再释放纸带遥 揖对点训练铱 渊1冤淤无法打出点来 于打点的时间间隔 不稳定 盂打出横线 榆打点清晰程度不同 虞打出横线 渊2冤淤偏小 于低压直流电源 低压交流电源 刻度尺 知识点二 探究小车速度随时间变化的规律 揖对点典例铱 渊1冤A 渊2冤交流 220 渊3冤CBDA 渊4冤1.46渊1.45耀1.47均可冤揖解析铱渊1冤本实验通过研究纸带上点 迹分布情况分析小车的运动袁所以需要用刻度尺测量计数点间 的距离袁A正确遥 渊4冤由 v-t图像的斜率可得加速度 a= 73 cm/s0.5 s = 1.46 m/s2遥 揖对点训练铱 渊1冤限位孔和小车要在一条直线上曰挂小桶的 绳子不应该靠在桌子上 渊2冤淤0.400 0.721 于如图所示 盂0.803渊0.790~0.810均可冤 渊3冤0.320渊0.319~0.321均可冤揖解 析铱渊2冤淤根据中点时刻的速度等于平均速度可知 vB= 渊3.62+4.38冤伊10-20.2 m/s =0.400 m/s袁vF= 渊6.80+7.62冤伊10 -2 0.2 m/s = 0.721 m/s曰盂根据图像求出图像的斜率即为小车的加速度袁即 a= k=0.803 m/s2遥 渊3冤根据速度要时间图像判断袁在打 A 计数点时袁 小车的速度即为图线与纵坐标的交点遥 知识点三 探究加速度与力尧质量的关系 揖对点典例铱 渊1冤AC 渊2冤D 渊3冤0.40 5.0揖解析铱渊3冤 C点速度为 v= xBD2T =0.40 m/s袁a= xDG-xAD渊3T冤2 = 渊3.90-2.10冤伊10 -2 m渊3伊0.02 s冤2 = 5.0 m/s2遥 揖对点训练铱 渊1冤A 渊2冤B 渊3冤0.21 0.44 渊4冤C揖解 析铱渊3冤纸带上每 5个点取一个计数点袁相邻计数点间的时间为 t=5T=0.1 s袁 小车在 D点速度大小 vD= xCE2t = 6.50-2.402伊0.1 伊10-2 m/ s抑0.21 m/s袁根据逐差法可得 a= xDF-xBD渊2T冤2 = 4.96-3.200.22 伊10-2 m/ s2=0.44 m/s2遥 渊4冤根据牛顿第二定律可知 a= FM 袁可知外力 F一 定时袁加速度与小车质量的倒数 1M 成正比袁图像为过原点的一 条直线袁故可以以加速度 a为纵轴袁以 1M 为横轴作图袁C正确遥 知识点四 验证机械能守恒定律 揖对点典例铱 渊1冤刻度尺 渊2冤2.3 0.26 0.27 渊3冤B 揖解析铱渊1冤实验中需要测量重物下降的高度袁故还需要图 2中 的刻度尺遥渊2冤vC= BD2T = 渊4.41+4.79冤伊10 -2 m2伊0.02 s =2.3 m/s遥E1= 12 mvC2= 12 伊0.1伊2.32 J抑0.26 J遥 E2=mghOC=0.1伊10伊渊19.02+4.03+4.41冤伊 10-2 J抑0.27 J遥 渊3冤E1约E2袁即物体获得的动能小于物体减少的重 v/渊m窑s-1冤 t/s0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 88