专题06 电磁现象与电磁波（考点串讲）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（粤教版2019）

2023-2024学年上学期期中考点大串讲（必修三） 专题06 电磁现象与电磁波 01 02 03 方法模型归纳 巩固提升 知识清单 目 录 知识清单 清单一　磁现象与磁场 磁场 1．磁相互作用：磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间，都存在着相互作用，统称为磁相互作用。 2．磁相互作用是通过另一种媒介磁场发生的，磁场是客观存在的物质，磁体和电流周围都存在磁场，磁场对置于其中的磁体或电流施加作用力。 知识清单 清单一　磁现象与磁场 磁感线 定义：用来形象地描述磁场的一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。 特点： ①磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线。磁感线从N极出发回到S极，在内部的磁感线由S极指向N极，形成闭合的曲线。 ②磁感线可以描述磁场的强弱，磁感线较密，表示磁场较强。 ③磁感线不是真实存在的，是假想的一种曲线。 知识清单 清单一　磁现象与磁场 安培分子电流假说 1．分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部都存在一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质分子都成为一个微小的磁体。 2．安培的假说能很好地解释磁化和退磁。 地磁场 1．地磁场：地球由于本身具有磁性而在周围形成的磁场叫做地磁场。地球磁体的N极位于地理南极附近，地球磁体的S极位于地理北极附近。 2．磁偏角：地磁极与地理极并不重合，它们之间的夹角被称为磁偏角。 知识清单 清单二　磁感应强度 磁感应强度及方向 2.磁场的方向：规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场的方向。 1.磁感应强度的物理意义：描述磁场强弱和方向的物理量。 磁感应强度的大小 1.在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。 2.定义式： 3.国际单位：特斯拉，简称特，符号T， 。 知识清单 清单二　磁感应强度 匀强磁场 大小、方向处处相同的磁场叫做匀强磁场。其磁感线是一组间隔相同的平行直线。 两平行异名磁极之间的磁场、通电螺线管内中间部分的磁场都可认为是匀强磁场。 磁通量 1.定义：匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B和与面积S的乘积，即Φ＝BS。 2.单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝1 T·m2。 3.磁通密度： ，表示磁感应强度在数值上等于垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量。 知识清单 清单三　磁感应现象 1、由磁得到电的现象叫电磁感应。电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。 2、只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。 即产生感应电流的条件是：①闭合回路，②磁通量变化：正对面积改变、磁场的大小改变、磁场的方向改变。 知识清单 清单四　电磁波及其应用 电磁场与电磁波 英国物理学家麦克斯韦在研究了法拉第电磁感应现象之后，提出了电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，称为电磁场。变化的电磁场在空间中的传播形成了电磁波。 知识清单 清单四　电磁波及其应用 电磁波的技术应用 ①电磁场可以使电荷移动，即可以对电荷做功，这说明电磁场具有能量。 ②俄国物理学家列别捷夫测量出光对被照射物体有压力，用实验证明了由电磁场理论预言的光压。这表明电磁场具有与其他物质相互作用的属性。 ③电磁场虽然没有静止质量，但爱因斯坦提出的质能关系，揭示出电磁场具有能量而具有运动质量。光压现象也说明了磁场是有质量的，因为有质量的物质才能对其他物体表现出压力作用。 知识清单 清单四　电磁波及其应用 电磁波的技术应用 ①电视广播：利用电磁波将电视信号先传送给地球同步卫星，然后由通信卫星将信号转发回地面，大大增加了信号的覆盖面积。 ②雷达：雷达是利用电磁波进行测距、定位的仪器，主要由发射机、接收机和显示器等部分组成。 ③移动电话：无线电话、无线对讲机、移动电话均是通过电磁波实现信号的发射与接收的。每台手机都是一个小型电磁波发射台，将用户的声音或数字信息转变为高频信号发射到空中，同时它又相当于一个收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方发射来的信息。 知识清单 清单五　量子化现象 光是一种电磁波 光与电磁波的物理本质是一致的，光是一种电磁波，它通过电场和磁场的相互激发可以在真空中传播。物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，并且证明了电磁波和光一样具有反射、折射、干涉等性质。 知识清单 清单五　量子化现象 能量子假说 ①能量子 能量的发射和吸收不是连续的，只能是一份一份的进行。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 ②能量子公式 ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h＝6.626×10－34 J·s.(一般取h＝6.63×10－34 J·s) 知识清单 清单五　量子化现象 光子假说 ①光电效应定义 光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出的现象。 ②光电子 光电效应中逸出来的电子。 ③光电效应的实验规律 用不同频率的光去照射阴极时，发现光的频率越高，光电子动能越大，频率低于某一数值时，不论光的强度多大，都不能产生光电子。 知识清单 清单五　量子化现象 光子假说 ④爱因斯坦的光子说 （1）内容 光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，这些能量子称为光子。 （2）光子能量 公式为ε＝hν，其中ν指光的频率。 （3）解释：光照射到金属表面上时，能量为hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量中的一部分用来脱离金属表面，另一部分是电子离开金属表面时的动能。如果光子的能量大于电子脱离金属表面所需的能量，则电子脱离金属表面产生光电子，且光的强度越大，光电子越多，否则无论光的强度多大，都无法产生光电子。 知识清单 清单五　量子化现象 光的波粒二象性 ①光即具有波动性又具有粒子性的性质称为光的波粒二象性。 ②概率波：概率大的地方落下的光子多，形成亮纹；概率小的地方落下的光子少，形成暗纹。 知识清单 清单五　量子化现象 原子结构的玻尔理论 ①玻尔原子理论的基本假设：电子轨道半径量子化，电子只能在某些特定的轨道上运动，电子在不同轨道上具有不同的能量，这些量子化的能量值称为能级，只有当电子在不同轨道之间跃迁时，才辐射光子。 ②局限性：成功的解释了氢原子的稳定性和氢原子光谱的分立特征，但是这一理论没有彻底摆脱经典物理学理论的束缚。 一、对磁场的理解 方法模型归纳 基本性质 对放入其中的磁体或电流产生力的作用 客观性质 磁场虽然不是由分子、原子组成的，但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质 特殊性质 磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，它是以一种场的形式存在的 形象性(比喻) 磁体与磁体之间、磁体与电流间、电流与电流间通过磁场发生作用 方向性 自由小磁针静止时，N极的指向即为该处的磁场方向，或小磁针N极的受力方向即为该处磁场方向 1.对磁场性质的理解 2.电场与磁场的比较 比较项目 电场 磁场 不同点 产生 电荷 磁体、电流、运动电荷 基本性质 对放入其中的电荷有电场力的作用 对放入其中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用 作用特点 对放入其中的磁体无力的作用 对放入其中的静止电荷无力的作用 相同点 磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量   [典例1]下列关于磁场的说法中正确的是 (　　) A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的 B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用 C．把磁体放在真空中，磁场就消失了 D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失 【答案】B 【详解】理解磁场的物质性时应与电场类比，磁场看不见、摸不着，但不会因主观意志而存在或消失，磁场与电场一样，都是场物质。磁场是磁体、电流或运动电荷周围存在的一种特殊物质。说它“特殊”，是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”，是因为它和我们常见的实物一样，能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。因此我们说磁场是和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质。虽然它看不见、摸不着，但可以通过它的基本性质反映出来。 二、对磁感线及电流的磁场的理解 1.三种电流的磁场对比 二、对磁感线及电流的磁场的理解 2.磁感线与电场线的比较 [典例2]下图标出的电流方向、小磁针指向、磁感线方向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．A图是直线电流产生的磁场，由安培定则可知，磁场方向为直线电流的右侧垂直纸面向里，左侧是垂直纸面向外，A错误； B．B图是直线电流产生的磁场，电流方向竖直向上，由安培定则可知，直线电流的磁场方向从上往下看应是逆时针方向，小磁针的N极应是斜向上，B错误； C．C图是通电螺线管的磁场方向向左，小磁针的N极应水平指向左，C错误； D．D图是环形电流产生的磁场，由安培定则可知，磁场方向向上，D正确。 故选D。 [典例3]在物理学的科学研究中，为了分析问题的方便，建立了许多“理想化的模型”，比如质点、匀速直线运动、匀速圆周运动、电场线、磁感线等。以下关于电场线和磁感线的说法正确的是（　　） A．电场线一定是闭合的曲线 B．磁感线一定是闭合的曲线 C．电场线是客观存在的曲线 D．磁感线是客观存在的曲线 【答案】B 【详解】CD．电场线和磁感线都是不存在的，只是人们为了描述电场和磁场假想的曲线，故C错误，D错误； AB．静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线，故A错误，B正确。 故选B。 三、对磁感应强度的理解 1．磁感应强度的决定因素 磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说B与F成正比或B与Il成反比。 三、对磁感应强度的理解 2．对定义式B＝的理解 (1)B＝是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流I和导线长度l有关以外，还和导线的放置方向有关。 (2)导线在磁场中的放置方向不同，所受磁场力也不相同。当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零。 (3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时应很短，I称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。 三、对磁感应强度的理解 3．磁感应强度B的方向 磁感应强度B是一个矢量，它的方向有以下3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。 [典例4]将通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直。若仅将导线中的电流增大为原来的3倍，则该匀强磁场的磁感应强度 (　　) A．减小为原来的13 B．保持不变 C．增大为原来的3倍 D．增大为原来的9倍 【答案】B 【详解】导线与磁场方向垂直，则导线受到的安培力为F＝BIl；若仅将导线中的电流增大为原来的3倍，则安培力将增大为原来3倍，而磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，与电流大小无关，则该磁场的磁感应强度保持不变，故B正确，A、C、D错误。 [典例5][多选]把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是 (　　) 【答案】C 【详解】磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，不随F或Il的变化而变化，故B正确，D错误；当导线垂直于磁场放置时，有B＝，即F＝IlB。所以B不变的情况下F与Il成正比，故A错误，C正确。 （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＝BScosθ式中Scosθ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)。 四、对磁通量的理解 1．磁通量的计算 θ B S S⊥ （1）磁通量是标量，但有正、负，若以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。 四、对磁通量的理解 2．磁通量的正、负 四、对磁通量的理解 3．磁通量的变化量 （1）当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。 （2）当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。 （3）B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。 [典例6]在磁感应强度为B的磁场中，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示竖直放置，此线圈平面向右以OO′为轴转动θ角，则磁通量的变化量为（　　） A．0 B．BS C．BS-BSsinθ D．BS-BScosθ 【答案】D 【详解】磁开始时穿过线圈平面的磁通量为 ,线圈平面向右以OO′为轴方向转动θ角，此时穿过线圈平面的磁通量为 ,则磁通量的变化为 ,故选D。 [典例7]线圈甲的匝数n甲=20，半径r甲=10m；线圈乙的匝数n乙=40，半径r乙=15m。如图所示，两线圈放在水平面上，且为同心圆，在线圈甲内加垂直线圈平面向下的磁感应强度为B1=0.8T的匀强磁场。则：（π取3.14，计算结果保留3位有效数字） (1)若磁场的磁感应强度减小到B2=0.4T，则穿过线圈乙的磁通量的变化量为多少？ (2)若保持匀强磁场的磁感应强度大小不变，方向转到与竖直方向成30o，则穿过线圈甲的磁通量的变化量为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）线圈乙面积大于圆形磁场面积，线圈乙的有效面积为π，则 ，穿过线圈乙的磁通量的变化量为 （2）磁场转过，线圈甲在垂直磁场方向的投影面积为 ，则 ，穿过线圈甲的磁通量的变化量为 1．闭合回路面积S的变化引起磁通量的变化。如图所示是导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量。 五、闭合回路磁通量变化的三种情况 2．磁感应强度的变化引起磁通量的变化。如图甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图乙通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量。 3.磁场和闭合电路的面积都不发生变化，二者的夹角发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化。如图所示，闭合线圈在匀强磁场中绕轴OO′转动的过程。 五、闭合回路磁通量变化的三种情况 [典例8]如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，穿过三个线圈的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，则 (　　) A．Φa＜Φb＜Φc　　 B．Φa＞Φb＞Φc C．Φa＜Φc＜Φb D．Φa＞Φc＞Φb 【答案】B 【详解】当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈垂直纸面向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数c最多，其次是b，a中没有向外的磁感线，因此穿过闭合线圈的净磁感线条数a最多，b次之，c最少，即Φa＞Φb＞Φc，选项B正确。 1．感应电流产生的条件： ①是电路本身必须闭合； ②是穿过回路本身的磁通量发生变化。 主要体现在“变化”上，回路中有没有磁通量穿过不是产生感应电流的条件，如果穿过回路的磁通量很大但无变化，那么无论多么大，都不会产生感应电流。 六、感应电流有无的判断 2．产生感应电流的方法 （1）闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动 如图甲所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生。 六、感应电流有无的判断 2．产生感应电流的方法 （2）磁铁在线圈中运动 如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。 （3）改变螺线管AB中的电流 如图丙所示，将小螺线管AB插入大螺线管CD中不动，当开关S接通或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中也有电流通过。 [典例9][多选]如图所示，线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是 (　　) A.进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流 B．在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流 C．在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流 D．离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流 【答案】AC 【详解】线框ABCD在进入和离开匀强磁场区域时，穿过线框的磁通量发生变化，线框ABCD中有感应电流；线框ABCD在匀强磁场中运动时，无论加速还是匀速，磁通量都没发生变化，ABCD中没有感应电流。故A、C正确，B、D错误。 1．对麦克斯韦电磁场理论的理解 七、麦克斯韦的电磁场理论 2．电磁场 如果在空间某处产生了周期性变化的电场，就会在周围空间引起周期性变化的磁场，而这个周期性变化的磁场又在较远的空间引起新的周期性变化的电场。变化的电场和变化的磁场相互联系，形成了一个不可分割的统一体——电磁场。麦克斯韦电磁场理论中的“均匀变化”指的是在相等的时间内磁感应强度或电场强度的变化量相同；“振荡”是指周期性变化并且变化是不均匀的。 3．电磁波 （1）在真空中电磁波的传播速度等于光速，光是一种电磁波。 （2）电磁场中以电场和磁场的形式贮存着能量——电磁能。电磁波的传播过程就是能量传递的过程。 七、麦克斯韦的电磁场理论 [典例10]有关电磁场理论的下列说法中，正确的是 (　　) A．任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场 B．任何电场都要在周围空间产生磁场 C．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场 D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，即电磁场 【答案】C 【详解】根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在周围空间产生的电场是稳定的，故A错误。同理，并不是任何电场都会在周围空间产生磁场，故B错误。电场和磁场并不总是相互联系着的，例如，静止电荷周围只有静电场，静止磁体周围只有稳定的磁场。只有变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的统一体，即电磁场，故D错误。 1．光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光照射金属是因，产生光电子是果。 2．光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。 3．光子的能量与入射光的强度：光子的能量即每个光子的能量，其值为ε＝hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率决定。入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量hν与入射光子数n的乘积。即光强等于nhν。 八、对光电效应现象的理解 [典例11](多选)一束绿光照射某金属发生了光电效应，已知紫光的频率大于绿光则下列说法正确的是(　　) A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加 B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加 C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应 D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加 【答案】AD 【详解】光电效应的规律表明：入射光的频率决定着是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能的大小，当入射光频率增加后，产生的光电子最大初动能也增加，而照射光的强度增加，会使单位时间内逸出的光电子数增加，又知紫光频率高于绿光，故选项正确的有A、D。 九、光的波粒二象性 2．大量光子表现出波动性，个别光子表现出粒子性，光具有波粒二象性。 1． [典例12]有关光的本性，下列说法正确的是(　　) A．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的 B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点 C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性 D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性 【答案】D 【详解】光既具有波动性，又具有粒子性，但它又不同于宏观观念中的机械波和粒子。波动性和粒子性是光在不同情况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中的一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性。只有选项D正确。 10、玻尔原子模型的主要物理思想 1．轨道量子化 轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值。 2．能量量子化 电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的。 3．跃迁 原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定， 高能级Em 低能级En。 可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫做电子的跃迁。 [典例13]一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁至另一半径为rb的轨道，已知ra＞rb，则在此过程中(　　) A．原子发出一系列频率的光子 B．原子要吸收一系列频率的光子 C．原子要吸收某一频率的光子 D．原子要辐射某一频率的光子 【答案】D 【详解】因为是从高能级向低能级跃迁，所以应放出光子，故B、C错误；“直接”从一能级跃迁到另一能级，只对应某一能级差，故只能放出某一频率的光子，故A错误，D正确。 1.下列关于磁场的说法中正确的是 (　　) A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为引入的 C．磁极与磁极间是直接发生作用的 D．磁场只有磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 巩固提升 【答案】A 【详解】磁场是客观存在的一种物质，不是人为规定的，和磁极与磁极、磁极与电流是否发生作用无关，所以A选项正确，B、D选项错误；磁极与磁极之间的作用是通过磁场发生的，不是直接发生的，故C选项错误。 2.关于磁场和磁感线的描述，正确的是（　　） A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止 B．磁感线能够形象地表现出磁场的强弱，沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 C．没有磁感线的地方就没有磁场存在 D．磁感线切线的方向就是小磁针静止时N极所指的方向 【答案】D 【详解】A．磁感线在磁体的外部从磁体的N极出发进入磁体的S极，在磁体的内部从S极到N极，形成闭合的曲线，故A错误； B．磁感线能够形象地表现出磁场地强弱，磁感线越密集，磁场越强，故B错误； C．磁感线是为了形象描述磁场性质而假象的曲线，在磁场中没有磁感线的地方仍有磁场存在，故C错误； D．磁感线的方向就是小磁针静止时N极所指的方向，故D正确。 故选D。 3.地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而保护地球。下列说法中正确的是（　　） A．地磁场的磁感线从地理南极出发终止于地理北极 B．图中A处没有磁感线，说明该处不存在磁场 C．南北极处磁场非常强，故磁感线非常密集，可以相切 D．地球周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示 【答案】D 【详解】A．地理南北两极与地磁场的南北两极并不重合，而是存在一定的磁偏角，地磁场的磁感线从地磁场北极出发终止于地磁场南极，故A错误； B．磁感线是人为画出来的，磁场存在于磁体周围的空间，没有磁感线的区域也有磁场，故B错误； C．磁场中的某点不可能有两个磁场方向，故磁感线不能相交，也不能相切，故C错误； D．根据磁感线的特点可知，磁感线某点的切线方向为该点的磁场方向，故D正确。 故选D。 4.（多选）关于磁感应强度B和磁通量，下列说法正确的是（　　） A．B与F成正比，与成反比 B．当一段通电导线在空间某处受到的力为零时，该处一定没有磁场 C．相同的通电导线，放在同一匀强磁场中，受到的力不一定相同 D．通过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零 【答案】C 【详解】A．磁感应强度B由磁场自身决定，与力F和均无关，故A错误； B．当一段通电导线在空间某处受到的力为零时，可能是电流方向与磁场方向平行，该处不一定没有磁场，故B错误； C．相同的通电导线，放在同一匀强磁场中，可能电流方向与磁场方向的夹角不同，所以受到的力不一定相同，故C正确； D．通过某一面积的磁通量为零，可能是该面积与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，故D错误。 故选C。 5.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，不正确的是 (　　) A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同 B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同 C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 D．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同 【答案】A 【详解】电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向，磁感应强度的方向是小磁针N极所受磁场力的方向或小磁针静止时N极所指的方向。故只有A项错误。 6.如图所示，我国的球面射电望远镜是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”，并通过随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为 D，其边缘圆周处于同一水平面内，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量大小分别为B1、B2，则（　　） A．穿过“眼眶”的磁通量大小为 B．B、B1、B2三者大小关系满足 C．在地球自转90°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0 D．在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为 【答案】C 【详解】A．地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面垂直的分量大小为B1，穿过“眼眶”的磁通量大小为 ，故A错误； B．B、B1、B2三者大小关系满足 ，故B错误； CD．在地球自转90°、180°的过程中，“眼眶”相对地磁场静止，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0，故C正确，D错误。 故选C。 7.边长为10cm的单匝正方形线圈垂直放置于磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中，试求： （1）图示位置时穿过线圈的磁通量为多少？ （2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为多少？ 【答案】（1）0.002Wb；（2）0.001Wb 【详解】（1）图示位置时穿过线圈的磁通量 （2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量 8.如图所示，一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量的变化情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动) (　　) A．一直增加 B．一直减少 C．先增加后减少 D．先增加，再减少直到零，然后再增加，最后减少 【答案】D 【详解】bc边移到导线位置之前磁通量垂直纸面向外增加，之后磁通量减小到0，这时导线位于线框中间位置，再向右移动时磁通量垂直纸面向里增加，直到ad边与导线重合，再往右移动磁通量又变小，故D正确。 9.如图所示，匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈，线圈的平面垂直于磁感线，下列哪种过程中线圈会产生感应电流 (　　) A．线圈扩张 B．线圈自下向上运动 C．线圈自上向下运动 D．线圈自左向右运动(未穿出磁场) 【答案】A 【详解】线圈扩张，线圈中磁通量变大，线圈中会产生感应电流，故A项正确；线圈自下向上运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故B项错误；线圈自上向下运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故C项错误；在未穿出磁场的前提下，线圈自左向右运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故D项错误。 10.[多选]如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好。这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且井字形回路中有感应电流通过，则两金属棒的运动情况可能是 (　　) A．v1＞v2 B．v1＜v2 C．v1＝v2 D．无法确定 【答案】AB 【详解】只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过井字形回路的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流。故选项A、B正确。 11.在下图所示的四种磁场情况中，能产生恒定的电场的是(　　) 【答案】C 【详解】由电磁场理论，结合图像，则有：A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误。 12.入射光照到某金属表面并发生光电效应，若把光强度减弱而频率不变，则(　　) A．金属的逸出功不变 B．可能不发生光电效应 C．光电子最大初动能会减小 D．从光照到金属上到发射出电子的时间间隔将增长 【答案】A 【详解】金属逸出功只与材料有关，与入射光无关，故A正确；根据发生光电效应的条件可知，入射光的频率大于金属的极限频率，频率不变，则仍能产生光电效应，故B错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变，故C错误；光电子的发射几乎是瞬时的，故D错误。 13.对于光的认识，下列说法不正确的是(　　) A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的 B．光既具有波动性又有粒子性 C．光具有波动性就不具备粒子性，反之亦然 D．光不但是一种波，而且是一种电磁波 【答案】C 【详解】通过光电效应的实验，验证了光的传播不是连续的，而是非连续的一份一份的传播，选项A正确；光既具有波动性又有粒子性，某种场合下光的波动性表现的明显，另外场合光的粒子性表现得明显，但光的波动性和粒子性是同时同在的，选项B正确，选项C错误；电磁波范围很长，光的波长范围包含其中，可以认为光是一种电磁波，选项D正确。 14.根据玻尔模型，原子中电子绕核运转的半径(　　) A．可以取任意值 B．可以在某一范围内取任意值 C．可以取一系列不连续的任意值 D．是一系列不连续的特定值 【答案】D 【详解】根据玻尔模型，原子中电子绕核运转的半径是量子化的，是一系列不连续的特定值，故选D。 课堂小结 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 $$