专题13 电磁感应与电磁波初步（知识梳理+5大考点精讲精练+实战训练）-【学考必备】2025年高中物理学业水平合格性考试总复习（全国通用）

专题13 电磁感应与电磁波初步 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点一：磁场 磁感线 考点二：磁感应强度 磁通量 考点三：电磁感应现象 考点四：电磁波 考点五：能量量子化 第四部分 实战能力训练·满分必刷 知识点 考点要求 1. 磁场 磁感线 1.知道磁场的概念，知道磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的作用是通过磁场发生的。 2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点。 3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向。 2. 磁感应强度 磁通量 1.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。 2.知道什么是匀强磁场，知道匀强磁场磁感线的特点。 3.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小。 3. 电磁感应现象及应用 1.知道什么是电磁感应现象。 2.通过实验探究感应电流产生的条件。 3.了解电磁感应现象的应用。 4. 电磁波的发现及应用 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念。 2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系。 3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量。 5. 能量量子化 1.了解热辐射和黑体的概念。 2.初步了解微观世界的量子化特征，知道普朗克常量。 3.了解原子的能级结构。 知识点一：磁场 磁感线 1.磁现象 磁性 物体吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性 磁体 具有磁性的物体叫磁体 磁极 磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫作磁极。 ①两极：任何磁体都有两个磁极，不存在磁单极。一个叫南极(又叫S极),另一个叫北极(又叫N极).能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极，指北的磁极叫北极. ②同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 2.奥斯特实验 实验现象 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动，如图所示. 电流的磁效应 通电导体的周围有磁场，即电流的周围有磁场，电流的磁场使放在导体周围的磁针发生偏转，磁场的方向跟电流的方向有关.这种现象叫作电流的磁效应 实验意义 电流的磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系 实验注意事项 奥斯特实验证明了电流周围可以产生磁场，该实验本来是没有限制条件的，但实际实验时必须考虑地磁场的影响.将通电导线沿南北方向水平放置，使电流产生的磁场方向与地磁场方向尽量垂直，才能让效果更明显 3.磁场 磁铁对通电导体的作用 把一段直导线放在磁铁的磁场里，给导线通上电流，导线会发生运动，这说明磁场不仅对磁体产生力的作用，对电流也会产生力的作用 电流和电流之间的作用 两条平行直导线，通以相同方向或相反方向的电流时，可以看到如图甲、乙所示的实验现象.同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。 磁场的定义 存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质，能够传递它们之间的相互作用 磁场的来源 (1)永磁体的周围存在磁场； (2)通电导体周围存在磁场(电流的磁效应); (3)运动电荷的周围存在磁场 磁场基本性质 对处于其中的磁体，通电导体或运动电荷有力的作用 物质性 虽然磁场看不见摸不着，但磁场与电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式 4.磁感线 磁场的方向 (1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向 (2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向 (3)磁感线的切线方向 磁感线 沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线 磁感线的特点 (1)磁感线上任意一点的切线方向表示该位置的磁场方向，A即小磁针在该位置时N极的受力方向，或小磁针在该位置静止时N极的指向.如图所示，A、B、C三点的磁场方向均沿其所在位置磁感线的切线方向. (2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱.磁感线密集处磁场强，稀疏处磁场弱. (3)磁感线为闭合曲线，无起点和终点.在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极.在磁体的内部磁感线则由S极指向N极. (4)在稳定的磁场中，某一点只有唯一确定的磁场方向，所以磁感线不能相交。 (5)磁感线也不相切，若磁感线相切，则切点处的磁感应强度将趋近于无穷大，这是不可能的。 (6)没有磁感线的地方，并不表示没有磁场的存在，过磁场的任意一点有且仅有一条磁感线。 5.安培定则及几种常见的磁场 条形磁铁 蹄形磁铁 直线电流的磁场 (1)把小磁针放到通电直导线附近，根据小磁针的指向，可以研究导线周围磁场的分布.改变电流的方向，各点的磁场方向都随之发生改变，即磁感线的方向随之改变 (2)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.(这个规律也叫右手螺旋定则) 结论：由图可知，直线电流的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆在与导线垂直的平面内，且离电流越近，磁感线越密，磁感应强度越大。 环形电流的磁场 (1)环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线.在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直 (2)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场的方向 通电螺线管的磁场 (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，螺线管一端相当于南极，另一端相当于北极 (2)通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线 (3)通电螺线管内部的磁场比两极处的磁场更强 (4)安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向.也就是说，拇指指向通电螺线管的北极 6.安培分子电流假说 假说内容 在原子、分子等物质微粒内部，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，这就是安培分子电流假说 解释磁现象 (1)铁棒的磁化 铁棒未被磁化时，内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性，如图所示. 当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向会变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁性，形成磁极，如图乙所示 (2)消磁：磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性，这是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向又变得杂乱无章了 磁现象的电本质 (1)磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的. (2)运动的电荷(电流)产生磁场，磁场对运动的电荷(电流)有磁场力的作用，所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)与磁场发生的相互作用 知识点二：磁感应强度 磁通量 一．磁感应强度 电流元 很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il 控制变量法探究影响通电导线受力的因素 如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的。 （1）保持长度不变，改变电流大小，观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小。 （2）保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。 （3）实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度l成正比，又与导线中的电流I成正比。 磁感应强度的大小 在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，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 公式 B＝ 单位 国际单位是特斯拉，简称特，国际符号是T，1T＝1 对磁感应强度的理解 （1）公式B＝是磁感应强度的定义式，是用比值法定义的，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，而与F、I、l均无关。 （2）在定义式B＝中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线所受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同。通电导线受磁场力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零。 （3）磁感应强度是矢量，运算遵守平行四边形定则。 二．匀强磁场 定义 各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。      磁感线特点 间隔相等的平行直线 三．磁通量 定义 匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ＝BS 磁场与平面不垂直 磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量。 单位 国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1T·m2 磁通密度 B＝，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度 磁通量的计算 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）。 磁通量的正、负 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 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。 ③B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS 知识点三：电磁感应现象 一．电磁感应的探索 法拉第的探索 经历了长达10年的探索，经历了一次次失败，最终领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应 电磁感应 由磁产生电的现象 感应电流 由电磁感应产生的电流 二．产生感应电流的条件 1．探索感应电流产生的条件 实验装置 实验过程 开关闭合瞬间 线圈B中有电流 开关断开瞬间 线圈B中有电流 开关闭合时，滑动变阻器不动 线圈B中无电流 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 线圈B中有电流 产生感应电流的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流 感应电流的产生条件理解 （1）闭合电路。 （2）磁通量发生变化。 产生感应电流的常见类型    （1）导线ab切割磁感线时，闭合回路产生的电流（如图甲所示）。 （2）磁铁插入和拉出线圈时，回路中产生的电流（如图乙所示）。 （3）如图丙所示，当开关S闭合或断开时，回路B中产生电流。当开关闭合，滑动变阻器滑片向上或向下滑时，回路B中产生电流 三．电磁感应现象的应用 1．最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。    2．电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。        3．汽车防抱死制动系统（ABS） （1）ABS系统的作用：为了防止汽车紧急制动时，因车轮被抱死，从而发生侧滑。 （2）ABS系统的组成：由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀组成。其中轮速传感器是利用电磁感应现象测量车轮转速的。 4．无线充电技术 又称为非接触式感应充电，是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术。具有安全、耐用、方便等特点，还可应用于生物医疗。 知识点四：电磁波 一．电磁场 1．变化的磁场产生电场。 2．变化的电场产生磁场。 3．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 二．电磁波 1．麦克斯韦的预言 （1）电磁波的预言：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波。 （2）电磁波可以在真空中传播。 （3）光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的速度等于光速。 2．赫兹的贡献：赫兹证实了电磁波的存在，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 三．电磁波谱 1．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系：c＝λf。 2．电磁波在真空中的速度：c＝3×108m/s。 3．电磁波谱的概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，形成电磁波谱。 4．电磁波谱组成 5．各种电磁波的应用 （1）无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。 （2）微波用于卫星通信、电视等信号传输。 （3）红外线用来加热理疗。 （4）可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。 （5）紫外线可以消毒。 （6）X射线用于诊断病情。 （7）γ射线可以摧毁病变的细胞。 四．电磁波的能量 1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式。 2．微波炉加热食物应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。 3．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 五．电磁波通信 1．电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络。 2．以互联网为基础的信息服务都是通过电磁波来传递的。 知识点五：能量量子化 一．热辐射 热辐射 一切物体都在辐射电磁波 热辐射规律 温度越高，热辐射中波长较短的成分越强 黑体 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体 黑体辐射 黑体向外辐射电磁波的现象 对黑体的理解 （1）绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替。如图所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体。 （2）黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体（如太阳、白炽灯灯丝）也被当作黑体来处理。 黑体辐射的实验规律 (1)任何温度下黑体都会同时辐射各种波长的电磁波； (2)随着温度的升高，黑体辐射不同波长的电磁波的强度都有所增加； (3)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动. 二．能量子 普朗克的能量子假设 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个最小的能量值ε叫作能量子 能量子大小 ε＝hν，ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，h＝6.626 070 15×10－34J·s 爱因斯坦光子假设 光是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子叫作光子，光子的能量ε＝hν 量子力学的建立及其应用 （1）20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。 （2）核能的利用，计算机和智能手机的制造，激光技术等的应用都离不开量子力学。是量子力学引领我们迈入了现代社会，让我们享受到丰富多彩的现代生活。 三．能级 定义 原子量子化的能量值 能级跃迁的特点 （1）原子处于能级最低的状态时最稳定，由高能级向低能级跃迁时放出光子。 （2）原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于两个能级之差。 （3）原子光谱的谱线是一些分立的亮线。 练 考点一：磁场 磁感线 【典型例题1】（2024高二上·湖北·学业考试）下图能正确表示条形磁铁或通电直导线周围磁感线分布的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．条形磁铁外部磁场方向由N极出发指向S极，故A正确，B错误； C．根据右手螺旋定则可知，图中直线电流产生的磁场方向为逆时针方向，故C错误； D．根据右手螺旋定则可知，图中直线电流产生的磁场方向为顺时针方向，故D错误。 故选A。 【典型例题2】（2023高二上·山东·学业考试）关于磁感线，下列说法正确的是（　　） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱 C．沿磁感线的方向磁感应强度一定减弱 D．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 【答案】B 【详解】A．磁感线是为了描述磁场而引入的，它并不客观存在，故A错误； B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同，故B正确； C．沿磁感线的方向磁感应强度不一定减弱，如匀强磁场，故C错误； D．磁感线是为描述磁场而假想的，其疏密程度反映磁场的强弱，其空隙处并不是不存在磁场，故D错误。 故选B。 【典型例题3】（2023高二上·河北·学业考试）沿南北方向固定一水平直导线，在其正上方、正下方分别放置甲、乙小磁针，小磁针静止时的指向如图所示，不考虑小磁针之间的互相作用力。当给直导线通以由南向北的恒定电流时，下列说法对的的是（    ） A．小磁针甲不偏转 B．小磁针乙不偏转 C．小磁针甲的N极向纸面外偏转 D．小磁针乙的N极向纸面外偏转 【答案】C 【详解】由右手螺旋定则，通电导线在乙处的磁场方向，垂直纸面向里，在甲处的磁场方向，垂直纸面向外，则小磁针甲的N极向纸面外偏转，小磁针乙的N极向纸面里偏转。 故选C。 1．（2023高二上·河北·学业考试）如图所示，某同学在通电螺线管的附近与内部画出了a、b、c、d四个小磁针，其中小磁针b在螺线管内部。四个小磁针N极（黑色一端）指向对的的是（    ） A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d 【答案】D 【详解】根据安培定则可知通电螺线管N极在右端，因此右侧磁场方向水平向右，小磁针c位置不对；上方磁场方向水平向左，所以小磁针d位置正确；左侧水平向右，a位置不对；内部水平向右，b位置不对。 故选D。 2．（2023高二上·浙江·学业考试）如图所示，小磁针的指向不正确的是（    ） A．   B．   C．       D．   【答案】C 【详解】A．根据安培定则可知，通电螺线管的左侧相当于条形磁体的N极，而在磁体内部，磁场由S极指向N极，因此当小磁针置于螺线管内部时，小磁针N极将指向通电螺旋管左侧，故A正确，不符合题意； B．地理上的南极为地磁的北极，而地理上的北极为地磁的南极，则地磁线从南极出，北极进，因此小磁针N极与磁场线的方向相同，故B正确，不符合题意； C．通电导线周围产生的磁场为环形磁场，而根据安培定则可知，通电导线右侧磁场方向向下，若将小磁针置于导线右侧，则N极应指向磁场的方向，即竖直向下，故C错误，符合题意； D．蹄型磁体中间磁场方向由N极指向S极，则小磁针N极所指的方向即为磁场的方向，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．（2022高二下·新疆·学业考试）最早提出分子电流假说的物理学家是（　　） A．牛顿 B．欧姆 C．焦耳 D．安培 【答案】D 【详解】最早提出分子电流假说的物理学家是安培。 故选D。 4．（2023高二下·广东·学业考试）下列各图描述通有稳恒电流的螺线管，其中磁感线分布正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由安培定则可判断磁感线分布正确的B图。 故选B。 考点二：磁感应强度 磁通量 【典型例题1】（2023高二上·广西·学业考试）如图所示，一通电螺线管水平放置，其轴线上P、Q两点的磁感应强度分别为、，则（    ） A．，方向均水平向右 B．，方向均水平向左 C．，方向均水平向右 D．，方向均水平向左 【答案】A 【详解】磁感线的的切线方向表示磁感应强度的方向，则P、Q两点的方向均水平向右；磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，因P点周围的磁感线较多，则。 故选A。 【典型例题2】（多选）（2023高二下·广东·学业考试）如图所示，平行金属轨道固定在水平面内，M区域内有竖直向上的匀强磁场，与轨道垂直且接触良好的导体棒向右运动，导体棒与导轨及电阻R构成回路。则（　　） A．棒在M区域运动时，回路磁通量不变 B．棒在M区域运动时，回路磁通量增大 C．棒在N区域运动时，回路磁通量不变 D．棒在N区域运动时，回路磁通量增大 【答案】BC 【详解】AB．根据，由图可知棒在M区域运动时，穿过闭合回路的有效面积在增大，则回路磁通量增大，故A错误，B正确； CD．根据，由图可知棒在N区域运动时，穿过闭合回路的有效面积保持不变，则回路磁通量不变，故C正确，D错误。 故选BC。 【典型例题3】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，水平放置着一根通电直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c和d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四个点。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度在同一圆周上各点大小相等。再添加一个竖直向下的匀强磁场，则在这四个点中合磁场的磁感应强度最大的点是（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】A 【详解】根据右手螺旋定则可知，通电直导线产生的磁场方向为逆时针方向，如图所示 根据磁感应强度叠加原则可知合磁场的磁感应强度最大的点是a。 故选A。 1．（2023高二下·新疆·学业考试）关于电场和磁场，下列说法正确的是（    ） A．只有磁铁周围才有磁场 B．磁感线和电场线都是闭合曲线 C．磁场和磁感线都是客观存在的 D．穿过某线圈的磁通量为零，磁感应强度不一定为零 【答案】D 【详解】A．磁铁和电流周围都会产生磁场，故A错误； B．磁感线是闭合曲线，静电场的电场线不是闭合曲线，故B错误； C．磁场是客观存在的，磁感线是认为假想的，不是客观存在的，故C错误； D．穿过某线圈的磁通量为零，磁感应强度不一定为零，可能是线圈平面与磁场方向平行，故D正确。 故选D。 2．（2022高二·海南·学业考试）小磁针静止在匀强磁场中，下列选项中N极指向正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】D 【详解】小磁针静止时N极的指向为所在处磁感应强度的方向，所以小磁针的N极指向右。 故选D。 3．（2023高二·湖南·学业考试）某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图（a）所示。小明为了测量当地的地磁场，如图（b），在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面。某次测量手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据、、。根据测量结果可以推断（　　）      A．测量地点位于南半球 B．x轴正方向指向西方 C．y轴正方向指向南方 D．当地的地磁场大小约为50μT 【答案】D 【详解】A．如图所示地球可视为一个磁偶极，磁南极大致指向地理北极附近，磁北极大致指向地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则测量地点应位于北半球，故A错误； BC．由选项A可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，则测量 ， 故y轴正向指向北方，x轴正向指向东方，故BC错误； D．磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为 计算得 故D正确。 故选D。 4．（2022高二·海南·学业考试）在匀强磁场中，穿过平面的磁通量最大时，该平面与磁场方向的关系为（    ） A．   B．   C．   D．   【答案】D 【详解】磁通量，其中是B与S之间的夹角，当B与S之间的夹角为时，此时磁通量最大。 故选D。 5．（2022高二下·新疆·学业考试）一闭合线圈放置在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量 ；当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量 。（均填“最大”或“最小”） 【答案】 最大 最小 【详解】[1][2]一闭合线圈放置在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量最大；当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零最小。 6．（2023高二·陕西·学业考试）如图所示，边长为的单匝正方形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度大小为，此时穿过线框的磁通量为 ；现让线框绕边转过，此过程磁通量的变化量大小为 。    【答案】 0.002 0.002 【详解】[1] 开始时，线框平面与磁场方向垂直，则穿过线框的磁通量为 [2] 线框绕边转过后，线框平面与磁场方向平行，穿过线框的磁通量；则此过程磁通量的变化量为 可知磁通量的变化量大小为。  考点三：电磁感应现象 【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，匀强磁场中有一个闭合矩形导线框，保持线框平面与磁场垂直，下列过程能使线框中产生感应电流的是（　　） A．将线框在磁场内左右移动 B．将线框在磁场内上下移动 C．将线框在磁场内前后移动 D．将线框从磁场内移出磁场 【答案】D 【详解】A．将线框在磁场内左右移动，穿过线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流，故A错误； B．将线框在磁场内上下移动，穿过线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流，故B错误； C．将线框在磁场内前后移动，穿过线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流，故C错误； D．将线框从磁场内移出磁场，穿过线框的磁通量发生变化，线框中会产生感应电流，故D正确。 故选D。 【典型例题2】（2024高二上·北京·学业考试）在“探究产生感应电流条件”的实验中，某同学将螺线管和电流表用导线连接成闭合电路，如图所示。当把条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）；当条形磁铁静止在螺线管中时，观察到电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 【答案】 偏转 不偏转 【详解】[1][2]根据法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中的磁通量发生改变时，会产生感应电流，故在条形磁铁插入螺线管的过程中，螺线管内的磁通量发生改变，会产生感应电流，电流表的指针发生偏转，当条形磁铁静止在螺线管中时，螺线管内的磁通量没改变，不能产生感应电流，电流表的指针不发生偏转。 1．（2024高二上·四川·学业考试）如图所示，处于磁场中的导体棒和电流表连接成闭合回路。下列判断正确的是（         ） A．导体棒沿着磁感线向上运动，有感应电流 B．导体棒沿着磁感线向下运动，有感应电流 C．导体棒垂直磁感线向左运动，有感应电流 D．导体棒垂直磁感线向右运动，无感应电流 【答案】C 【详解】A．导体棒沿着磁感线向上运动，导体棒没有切割磁感线，回路不会产生感应电流，故A错误； B．导体棒沿着磁感线向下运动，导体棒没有切割磁感线，回路不会产生感应电流，故B错误； C．导体棒垂直磁感线向左运动，导体棒切割磁感线，回路会产生感应电流，故C正确； D．导体棒垂直磁感线向右运动，导体棒切割磁感线，回路会产生感应电流，故D错误。 故选C。 2．（2023高二下·广东·学业考试）如图所示，空间中有一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，纸面内有两个闭合金属线圈M、N，分别为圆形、正三角形，各自中心点均在磁场边界上，不计线圈相互影响，当两个线圈绕过各自中心点、且垂直于纸面的轴旋转时，以下说法正确的是（　　） A．仅M中有感应电流 B．仅N中有感应电流 C．M和N中都有感应电流 D．M和N中都无感应电流 【答案】B 【详解】M中磁通量不变化，故M中无感应电流，N中的磁通量变化不为0，故N中有电流。 故选B。 3．（多选）（2024高二下·广东·学业考试）1831年8月29日，法拉第利用如图所示的装置发现了电磁感应现象，其中导线EF南北放置。下列说法正确的有（　　） A．闭合开关的瞬间，小磁针发生偏转 B．闭合开关的瞬间，小磁针不发生偏转 C．断开开关的瞬间，小磁针发生偏转 D．断开开关的瞬间，小磁针不发生偏转 【答案】AC 【详解】AB．闭合开关的瞬间，右边线圈有了电流，使得左边线圈磁通量增加，则导线EF有感应电流流过，小磁针发生偏转，故A正确，B错误； CD．断开开关的瞬间，右边线圈电流减小为0，使得左边线圈磁通量减小，则导线EF有感应电流流过，小磁针发生偏转，故C正确，D错误。 故选AC。 4．（2024高二下·湖南·学业考试）如图所示是“探究感应电流产生的条件”的实验装置，M、N两个线圈绕在闭合铁芯上，线圈M通过滑动变阻器与学生电源的直流输出端连接，线圈N与电流表连接成回路。 闭合学生电源开关的瞬间，流过M的电流瞬间增大，N的磁通量 （填“增大”或“减小”），电流表指针发生偏转；将闭合的学生电源开关断开的瞬间，流过M的电流瞬间减小，则由M产生的磁场消失，N的磁通量变小，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）。 【答案】 增大 偏转 【详解】[1]闭合学生电源开关的瞬间，流过M的电流瞬间增大，产生的磁场最大，穿过N的磁通量增大，电流表指针发生偏转； [2]将闭合的学生电源开关断开的瞬间，流过M的电流瞬间减小，则由M产生的磁场消失，穿过N的磁通量变小，电流表与N构成的回路产生感应电流，电流表指针偏转。 考点四：电磁波 【典型例题1】（2021高二·江苏·学业考试）我们周围的物体都存在辐射电磁波，当温度升高时，辐射中波长较短的成分越来越强。已知光在真空中传播的速度等于，下列关于电磁波的说法中正确的是（　　） A．电磁波没有能量 B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波在真空中传播的速度等于 D．波长越短的电磁波在真空中传播的速度越快 【答案】C 【详解】A．电磁波也有能量，选项A错误； B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，选项B错误； C．电磁波在真空中传播的速度等于，选项C正确； D．各种波长的电磁波在真空中传播的速度相同，选项D错误。 故选C。 【典型例题2】（2023高二下·辽宁·学业考试）电磁波是一种特殊物质，能传播能量和信息。 （1）电磁波的速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）光速。 （2）电磁波 （选填“可以”或“不可以”）在真空中传播。 【答案】 等于 可以 【详解】（1）[1]电磁波的速度等于光速。 （2）[2]电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播。 1．（2021高二·贵州·学业考试）人们为了纪念用实验证实电磁波存在的科学家，用他的姓氏命名了频率的单位。这位科学家是（　　） A．库仑 B．赫兹 C．韦伯 D．安培 【答案】B 【详解】人们为了纪念用实验证实电磁波存在的科学家，用他的姓氏命名了频率的单位。这位科学家是赫兹，B正确，ACD错误； 故选B。 2．（2020高二上·河南·学业考试）英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场 （选填“能”或“不能”）产生电场：已知电磁波在空气中的传播速度约为3.0×108m/s，某广播电台向外发射频些为7.5×107Hz的电磁波，此电磁波在空气中的波长约为 m。 【答案】 能 4.0 【详解】[1]英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场能产生电场； [2]此电磁波在空气中的波长约为 考点五：能量量子化 【典型例题1】关于黑体辐射，下列说法正确的是（    ） A．温度太低的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律 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 【详解】AB．理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射；一切物体都会辐射电磁波，故AB错误； CD．普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律，他认为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，故C错误，D正确。 故选D。 【典型例题2】某气体在、两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了、两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系，下列说法正确的是（　　） A．图甲中>，图乙中> B．图甲中<，图乙中< C．图甲中<，图乙中> D．图甲中>，图乙中< 【答案】C 【详解】由图甲可知，温度为T2的图线中速率大分子占据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，故<。由图乙可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长较短方向移动，所以有>。 故选C。 1．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（　　） A．人的个数 B．物体所受的重力 C．物体的长度 【答案】A 【详解】人的个数具有“量子化”特征；物体所受的重力和物体的长度不具有“量子化”特征。 故选A。 2．关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体吸收了绝大部分电磁波 B．黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 【答案】D 【详解】A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，选项A错误； B．根据黑体辐射规律：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，与材料及表面状况无关，故B错误； C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较短的方向移动，选项C错误； D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律，选项D正确。 故选D。 3．下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在 B．法拉第最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应 C．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速 D．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关 【答案】D 【详解】A．赫兹证实了电磁波的存在，A错误； B．奥斯特最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应，故B错误； C．电磁波的传播不需要介质，其在介质中的传播速度小于光速，故C错误； D．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，物体的温度越高，辐射的红外线就越强，故D正确。 故选D。 一、单选题 1．关于电流及电流周围产生的磁场分布，下列各图中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．根据安培定则可知，图中磁场方向与给出的箭头所指方向相反，故A错误； B．根据安培定则可知，图中磁场方向与给出的箭头所指方向相反，故B错误； C．根据电源正负极判定电流方向没有问题，根据安培定则可知，图中磁场方向与给出的箭头所指方向相反，故C错误； D．根据安培定则可知，图中磁场方向与给出的箭头所指方向相同，故D正确。 故选D。 2．如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧，当闭合开关S后，不计其他磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是（　　） A．向右 B．向左 C．向上 D．向下 【答案】A 【详解】根据右手螺旋定则可判定，开关闭合后通电螺线管右端为N极，左端为S极．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针静止时N极指向右侧。 故选A。 3．关于物理学史，下列说法正确的是（　　） A．库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 B．赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度 C．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子 【答案】B 【详解】A．法拉第提出了场的概念，不是库伦，故选项A错误； B．赫兹用实验证明了电磁波的存在，且证实了光确实是一种电磁波，具有和光相同的速度。故选项B正确； C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。故选项C错误； D．普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量。故选项D错误。 故选B。 4．在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。以下说法正确的是（　　） A．奥斯特发现了电磁感应现象 B．库仑通过实验测得了最小电荷量 C．麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 D．普朗克提出了能量子假设 【答案】D 【详解】A．奥斯特发现电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，选项A错误； B．密立根通过实验测得了最小电荷量，选项B错误； C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，选项C错误； D．普朗克提出了能量子假设，选项D正确。 故选D。 5．关于电磁场和电磁波的说法正确的是（　　） A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电场 B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波 C．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动 【答案】B 【详解】A．变化的电场和变化的磁场相互联系，他们统称为电磁场，故A错误； B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波，选项B正确； C．在变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，选项C错误； D．电磁波是一种波，声波也是一种波，但声波是机械波，它们是不同种性质的波动，选项D错误。 故选B。 6．如图，线圈平面与水平方向夹角，磁感线方向水平向右，线圈平面面积，匀强磁场磁感应强度。现将线圈以为轴按图中所示方向旋转至水平方向，则穿过线圈的磁通量的变化量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】将线圈以为轴按图中所示方向旋转至水平方向，则穿过线圈的磁通量的变化量为 故选A。 7．在磁感应强度为B0、竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直纸面向里，如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的圆周上的四点，c点的磁感应强度大小为0，则（　　）    A．a点的磁感应强度大小为0 B．d点的磁感应强度大小为2 B0 C．b点的磁感应强度大小为B0 D．b、d两点的磁感应强度相同 【答案】C 【详解】A．通电导线周围产生环形磁场，且距通电导线距离相等的位置处，由通电导线产生的磁场大小相等，则可知，a、b、c、d四点，由通电导线产生的磁场大小相等，根据安培定则可知，c点由通电导线产生的磁场方向竖直向下，而c点的磁感应强度大小为0，匀强磁场竖直向上且大小为，则可知由通电导线在a、b、c、d四点产生的磁场大小为，而a点由通电导线产生的磁场竖直向上，则可a点的磁感应强度大小为 方向竖直向上，故A错误； B．由安培定则可知，d点处由通电导线产生的磁场方向水平向右，则d点处的合磁场 方向与水平方向的夹角为，斜向右上方，故B错误； C．由安培定则可知，b点处由通电导线产生的磁场方向水平向左，则b点处的合磁场 方向与水平方向的夹角为，斜向左上方，故C错误； D．根据以上分析可知，b、d两点的磁感应强度大小相同，方向不同，故D错误。 故选C。 8．闭合圆形导体线圈S按如图所示放置在磁场中，直线与导体线圈平面垂直，现将该线圈由位置平移至位置，则在移动过程中（　　） A．穿过线圈的磁通量不变 B．穿过线圈的磁通量增加 C．穿过线圈的磁通量减小 D．线圈中磁通量为0 【答案】B 【详解】磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，所以将该线圈由位置平移至位置，线圈面积不变，磁感应强度变大，所以穿过线圈的磁通量增大。 故选B。 9．安培用“分子电流”假说说明了物质具有磁性的原因，下列关于甲、乙铁棒说法正确的是（    ）    A．甲棒、乙棒均已磁化 B．甲棒、乙棒均未磁化 C．甲棒未磁化，乙棒已磁化 D．甲棒已磁化，乙棒未磁化 【答案】C 【详解】甲棒中“分子电流”排列杂乱无章，则甲棒未磁化，乙棒中“分子电流”排列整齐，则乙棒已磁化。 故选C。 10．指南针是我国古代的四大发明之一，如图是我国春秋战国时期发明的一种指南针——司南，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在光滑青铜盘的中心，可以自由转动。《论衡》中记载，将司南放在地上，它的勺柄静止时指向南方，下列说法正确的是（    ）    A．司南的指向不会受到附近磁铁的干扰 B．光滑的青铜盘不可改用光滑的铁盘代替 C．司南静止时指向南方的勺柄是磁勺的N极 D．司南的勺柄在不同半球指示的方向正好相反 【答案】B 【详解】A．司南指向会受到附近磁铁的干扰，是由于磁铁干扰了附近的地磁场，故A错误； B．放置磁勺的光滑青铜盘不能改用光滑的铁盘代替，因为铁盘会被磁化，会干扰附近的地磁场，故B正确； C．由于司南的勺柄静止时指向南方，地磁场是南北指向，所以勺柄是磁勺的S极，故C错误； D．由于地磁场是无论是北半球还是南半球，地磁场的水平分量都是南北指向，司南的勺柄在北半球和南半球指示的方向相同，故D错误。 故选B。 11．磁感线是用来形象地描述磁场的假想曲线，下列通电直导线的磁感线分布正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．根据安培定则，通电直导线的磁感线所在的面应该与导线垂直，故A错误； B．通电直导线产生的磁场，是非匀强的磁场，越靠近导线，磁场越强，磁感线越密，故B错误； C．根据安培定则，电流垂直于纸面向里，磁场方向应为顺时针，故C错误； D．根据安培定则，电流垂直于纸面向外，磁场方向逆时针，且越靠近导线，磁场越强，磁感线越密，故D正确； 故选D。 12．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献。下列有关物理学家的贡献，正确的是（　　） A．安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象 B．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系 C．奥斯特发现电磁感应现象，使人们对电磁内在联系的认识更加完善 D．洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】A 【详解】A．安培提出了分子电流假说，能够解释永久磁铁产生磁场的原因，以及磁铁受猛烈撞击后突然失去磁性等一些磁现象，故A正确； B．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围能产生磁场，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系，故B错误； C．法拉第发现电磁感应现象，从而使人们知道了电不仅能生磁，同样磁也能生电，对电与磁内在联系的认识更加完善，故C错误； D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D错误。 故选A。 13．一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成角，下述方法可使穿过线圈的磁通量扩大2倍的是（    ） A．只把线圈匝数扩大2倍 B．只把线圈面积扩大2倍 C．只把线圈半径扩大2倍 D．只把线圈与磁场方向的夹角从改变为 【答案】B 【详解】穿过线圈的磁通量 A．只把线圈匝数扩大2倍，则磁通量不变，选项A错误； B．只把线圈面积扩大2倍，则磁通量变为原来的2倍，选项B正确； C．只把线圈半径扩大2倍，则磁通量变为原来的4倍，选项C错误； D．只把线圈与磁场方向的夹角从改变为，则磁通量变为 则磁通量变为原来的倍，选项D错误。 故选B。 14．下列四个物理量中是矢量且用比值定义法表述正确的是（    ） A．加速度 B．功率 C．磁感应强度 D．电势 【答案】C 【详解】比值定义法的基本特点是被定义的物理量往往反映物质最本质的属性，不随定义所用的物理量的大小取值改变而改变。 A．加速度 为因素决定式，其定义式为 是比值定义法定义的物理量，加速度为矢量，故A错误； B．功率 是比值定义法定义的物理量，功率为标量，故B错误； C．磁感应强度 是比值定义法定义的物理量，磁感应强度为矢量，故C正确； D．电势 是比值定义法定义的物理量，电势为标量，故D错误。 故选C。 15．如图所示，磁带录放机既可录音，也可放音，其主要部件为匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是（　　） A．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应 B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 C．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D．录音和放音的主要原理都是电磁感应 【答案】A 【详解】放音时，磁带上磁粉的磁性不同，使磁头线圈中产生不同的感应电流，这是电磁感应现象。录音时，线圈中有变化的电流，产生变化的磁场，再磁化磁带上磁粉的过程，其中最主要的原理是电流的磁效应。 故选A。 16．如图所示，长直绝缘导线L垂直纸面放置（所通电流的方向向外），处在磁感应强度大小为（方向未知）的水平匀强磁场中，虚线是以通电导线为圆心的圆，A、B为圆周上两点，且过A、B两点的直径垂直。已知B点的磁感应强度为零，则匀强磁场的方向及A点磁感应强度的大小分别为（　　） A．水平向左， B．水平向左， C．水平向右， D．水平向右， 【答案】B 【命题立意】考查安培定则和磁感应强度的叠加。 【详解】导线中的电流垂直纸面向外，由安培定则可知，电流产生的磁场方向在纸面内为逆时针，在点的磁场方向水平向右，在A点的磁场方向竖直向上。已知点的磁感应强度是0，由磁感应强度的叠加原理可知，匀强磁场的方向为水平向左，大小为。A点两磁场方向相互垂直，大小均为，磁感应强度是矢量，合成遵循平行四边形定则，故A点合磁感应强度的大小为。 故选B。 17．下列关于磁感线的说法中，正确的是（　　） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁感线上某点的切线方向与该点的磁场方向一致 C．沿着磁感线的方向磁场逐渐减弱 D．磁感线是不闭合的曲线 【答案】B 【详解】A．磁感线是为了更形象地描述磁场的强弱及方向而假想的一簇有方向的曲线，实际并不存在，故A错误； B．磁感线上某点的切线方向与该点的磁场方向一致，故B正确； C．沿着磁感线的方向磁场不一定减弱，磁感线变疏，则磁场减弱，若磁感线变密，则磁场增强，故C错误； D．磁感线是闭合的曲线，故D错误。 故选B。 二、填空题 18．电磁波在日常生活和生产中得到广泛应用。 （1）对照电磁波的形成过程示意图（如图）可知，电磁波的本质是不断交替变化着的 由近及远在空间的传播。 （2）在下列各电器中，属于利用电磁波传递信号的是： 。 A．打印机　　B．有线电话　　C．手机　　D．VCD播放机 【答案】 电场和磁场 C 【详解】[1]电磁波的本质是不断交替变化着的电场和磁场由近及远在空间的传播。 [2]卫星电视、电报、手机等都要利用电磁波来传递信息，而有线电视、公用电话，VCD播放机是通过电流来传递信息。 故选C。 三、实验题 19．（1）课堂上，吴老师带领同学们用如图所示的三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中不会产生感应电流的操作是 。 A．图甲中，条形磁体快速穿过线圈 B．图甲中，条形磁体静止在线圈中 C．图乙中，导体棒AB水平向左运动 D．图乙中，导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD的磁感线条数不变 （2）某物理小组采用图丙所示装置来“探究感应电流产生的条件”，请判断以下的实验操作能否看到指针偏转。 ①开关的闭合与断开过程，电流表的指针 （填“会”或“不会”）偏转； ②开关断开后，将A线圈插入B线圈的过程中，电流表的指针 （填“会”或“不会”）偏转； ③开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针 （填“会”或“不会”）偏转。 （3）以上实验说明：只要穿过闭合电路的 ，闭合电路中就有感应电流产生。 【答案】 BD / DB 会 不会 会 磁通量发生变化 【详解】（1）[1]A．图甲中，条形磁体快速穿过线圈，则闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流，故A正确； B．图甲中，条形磁体静止在线圈中，则闭合回路的磁通量没有发生变化，没有感应电流，故B错误； C．图乙中，导体棒AB水平向左运动，则闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流，故C正确； D．图乙中，导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD的磁感线条数不变，则闭合回路的磁通量没有发生变化，没有感应电流，故D错误。 本题选不会产生感应电流的，故BD错误。 （2）①[2]在图丙所示装置中，当开关的闭合与断开过程，流过A线圈的电流发生变化，故磁场发生变化，则通过线圈B的磁通量发生变化，故电流表的指针会偏转； ②[3]在图丙所示装置中，当开关断开后，将A线圈匀速插入B线圈的过程中，流过A线圈的电流为零，没有磁场，则通过线圈B的磁通量不变化，故电流表的指针不会偏转； ③[4]在图丙所示装置中，开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，流过A线圈的电流发生变化，故磁场发生变化，则通过线圈B的磁通量发生变化，故电流表的指针会偏转。 （3）[5]以上实验说明：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。 20．如图所示是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流表的指针是否偏转填写在下面的空格处。 (1)磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动，电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 (2)导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 【答案】(1)偏转 (2)不偏转 【详解】（1）（1）[1]磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动时，导体AB切割磁感线，回路中就会产生感应电流，因此电流表的指针偏转。 （2）（2）[2]导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，则导体AB不切割磁感线，回路中就不会产生感应电流，因此电流表的指针不偏转。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13 电磁感应与电磁波初步 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点一：磁场 磁感线 考点二：磁感应强度 磁通量 考点三：电磁感应现象 考点四：电磁波 考点五：能量量子化 第四部分 实战能力训练·满分必刷 知识点 考点要求 1. 磁场 磁感线 1.知道磁场的概念，知道磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的作用是通过磁场发生的。 2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点。 3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向。 2. 磁感应强度 磁通量 1.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。 2.知道什么是匀强磁场，知道匀强磁场磁感线的特点。 3.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小。 3. 电磁感应现象及应用 1.知道什么是电磁感应现象。 2.通过实验探究感应电流产生的条件。 3.了解电磁感应现象的应用。 4. 电磁波的发现及应用 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念。 2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系。 3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量。 5. 能量量子化 1.了解热辐射和黑体的概念。 2.初步了解微观世界的量子化特征，知道普朗克常量。 3.了解原子的能级结构。 知识点一：磁场 磁感线 1.磁现象 磁性 物体吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性 磁体 具有磁性的物体叫磁体 磁极 磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫作磁极。 ①两极：任何磁体都有两个磁极，不存在磁单极。一个叫南极(又叫S极),另一个叫北极(又叫N极).能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极，指北的磁极叫北极. ②同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 2.奥斯特实验 实验现象 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动，如图所示. 电流的磁效应 通电导体的周围有磁场，即电流的周围有磁场，电流的磁场使放在导体周围的磁针发生偏转，磁场的方向跟电流的方向有关.这种现象叫作电流的磁效应 实验意义 电流的磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系 实验注意事项 奥斯特实验证明了电流周围可以产生磁场，该实验本来是没有限制条件的，但实际实验时必须考虑地磁场的影响.将通电导线沿南北方向水平放置，使电流产生的磁场方向与地磁场方向尽量垂直，才能让效果更明显 3.磁场 磁铁对通电导体的作用 把一段直导线放在磁铁的磁场里，给导线通上电流，导线会发生运动，这说明磁场不仅对磁体产生力的作用，对电流也会产生力的作用 电流和电流之间的作用 两条平行直导线，通以相同方向或相反方向的电流时，可以看到如图甲、乙所示的实验现象.同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。 磁场的定义 存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质，能够传递它们之间的相互作用 磁场的来源 (1)永磁体的周围存在磁场； (2)通电导体周围存在磁场(电流的磁效应); (3)运动电荷的周围存在磁场 磁场基本性质 对处于其中的磁体，通电导体或运动电荷有力的作用 物质性 虽然磁场看不见摸不着，但磁场与电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式 4.磁感线 磁场的方向 (1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向 (2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向 (3)磁感线的切线方向 磁感线 沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线 磁感线的特点 (1)磁感线上任意一点的切线方向表示该位置的磁场方向，A即小磁针在该位置时N极的受力方向，或小磁针在该位置静止时N极的指向.如图所示，A、B、C三点的磁场方向均沿其所在位置磁感线的切线方向. (2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱.磁感线密集处磁场强，稀疏处磁场弱. (3)磁感线为闭合曲线，无起点和终点.在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极.在磁体的内部磁感线则由S极指向N极. (4)在稳定的磁场中，某一点只有唯一确定的磁场方向，所以磁感线不能相交。 (5)磁感线也不相切，若磁感线相切，则切点处的磁感应强度将趋近于无穷大，这是不可能的。 (6)没有磁感线的地方，并不表示没有磁场的存在，过磁场的任意一点有且仅有一条磁感线。 5.安培定则及几种常见的磁场 条形磁铁 蹄形磁铁 直线电流的磁场 (1)把小磁针放到通电直导线附近，根据小磁针的指向，可以研究导线周围磁场的分布.改变电流的方向，各点的磁场方向都随之发生改变，即磁感线的方向随之改变 (2)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.(这个规律也叫右手螺旋定则) 结论：由图可知，直线电流的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆在与导线垂直的平面内，且离电流越近，磁感线越密，磁感应强度越大。 环形电流的磁场 (1)环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线.在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直 (2)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场的方向 通电螺线管的磁场 (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，螺线管一端相当于南极，另一端相当于北极 (2)通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线 (3)通电螺线管内部的磁场比两极处的磁场更强 (4)安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向.也就是说，拇指指向通电螺线管的北极 6.安培分子电流假说 假说内容 在原子、分子等物质微粒内部，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，这就是安培分子电流假说 解释磁现象 (1)铁棒的磁化 铁棒未被磁化时，内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性，如图所示. 当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向会变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁性，形成磁极，如图乙所示 (2)消磁：磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性，这是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向又变得杂乱无章了 磁现象的电本质 (1)磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的. (2)运动的电荷(电流)产生磁场，磁场对运动的电荷(电流)有磁场力的作用，所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)与磁场发生的相互作用 知识点二：磁感应强度 磁通量 一．磁感应强度 电流元 很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il 控制变量法探究影响通电导线受力的因素 如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的。 （1）保持长度不变，改变电流大小，观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小。 （2）保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。 （3）实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度l成正比，又与导线中的电流I成正比。 磁感应强度的大小 在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，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 公式 B＝ 单位 国际单位是特斯拉，简称特，国际符号是T，1T＝1 对磁感应强度的理解 （1）公式B＝是磁感应强度的定义式，是用比值法定义的，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，而与F、I、l均无关。 （2）在定义式B＝中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线所受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同。通电导线受磁场力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零。 （3）磁感应强度是矢量，运算遵守平行四边形定则。 二．匀强磁场 定义 各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。      磁感线特点 间隔相等的平行直线 三．磁通量 定义 匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ＝BS 磁场与平面不垂直 磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量。 单位 国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1T·m2 磁通密度 B＝，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度 磁通量的计算 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）。 磁通量的正、负 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 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。 ③B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS 知识点三：电磁感应现象 一．电磁感应的探索 法拉第的探索 经历了长达10年的探索，经历了一次次失败，最终领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应 电磁感应 由磁产生电的现象 感应电流 由电磁感应产生的电流 二．产生感应电流的条件 1．探索感应电流产生的条件 实验装置 实验过程 开关闭合瞬间 线圈B中有电流 开关断开瞬间 线圈B中有电流 开关闭合时，滑动变阻器不动 线圈B中无电流 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 线圈B中有电流 产生感应电流的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流 感应电流的产生条件理解 （1）闭合电路。 （2）磁通量发生变化。 产生感应电流的常见类型    （1）导线ab切割磁感线时，闭合回路产生的电流（如图甲所示）。 （2）磁铁插入和拉出线圈时，回路中产生的电流（如图乙所示）。 （3）如图丙所示，当开关S闭合或断开时，回路B中产生电流。当开关闭合，滑动变阻器滑片向上或向下滑时，回路B中产生电流 三．电磁感应现象的应用 1．最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。    2．电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。        3．汽车防抱死制动系统（ABS） （1）ABS系统的作用：为了防止汽车紧急制动时，因车轮被抱死，从而发生侧滑。 （2）ABS系统的组成：由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀组成。其中轮速传感器是利用电磁感应现象测量车轮转速的。 4．无线充电技术 又称为非接触式感应充电，是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术。具有安全、耐用、方便等特点，还可应用于生物医疗。 知识点四：电磁波 一．电磁场 1．变化的磁场产生电场。 2．变化的电场产生磁场。 3．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 二．电磁波 1．麦克斯韦的预言 （1）电磁波的预言：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波。 （2）电磁波可以在真空中传播。 （3）光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的速度等于光速。 2．赫兹的贡献：赫兹证实了电磁波的存在，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 三．电磁波谱 1．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系：c＝λf。 2．电磁波在真空中的速度：c＝3×108m/s。 3．电磁波谱的概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，形成电磁波谱。 4．电磁波谱组成 5．各种电磁波的应用 （1）无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。 （2）微波用于卫星通信、电视等信号传输。 （3）红外线用来加热理疗。 （4）可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。 （5）紫外线可以消毒。 （6）X射线用于诊断病情。 （7）γ射线可以摧毁病变的细胞。 四．电磁波的能量 1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式。 2．微波炉加热食物应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。 3．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 五．电磁波通信 1．电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络。 2．以互联网为基础的信息服务都是通过电磁波来传递的。 知识点五：能量量子化 一．热辐射 热辐射 一切物体都在辐射电磁波 热辐射规律 温度越高，热辐射中波长较短的成分越强 黑体 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体 黑体辐射 黑体向外辐射电磁波的现象 对黑体的理解 （1）绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替。如图所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体。 （2）黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体（如太阳、白炽灯灯丝）也被当作黑体来处理。 黑体辐射的实验规律 (1)任何温度下黑体都会同时辐射各种波长的电磁波； (2)随着温度的升高，黑体辐射不同波长的电磁波的强度都有所增加； (3)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动. 二．能量子 普朗克的能量子假设 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个最小的能量值ε叫作能量子 能量子大小 ε＝hν，ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，h＝6.626 070 15×10－34J·s 爱因斯坦光子假设 光是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子叫作光子，光子的能量ε＝hν 量子力学的建立及其应用 （1）20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。 （2）核能的利用，计算机和智能手机的制造，激光技术等的应用都离不开量子力学。是量子力学引领我们迈入了现代社会，让我们享受到丰富多彩的现代生活。 三．能级 定义 原子量子化的能量值 能级跃迁的特点 （1）原子处于能级最低的状态时最稳定，由高能级向低能级跃迁时放出光子。 （2）原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于两个能级之差。 （3）原子光谱的谱线是一些分立的亮线。 练 考点一：磁场 磁感线 【典型例题1】（2024高二上·湖北·学业考试）下图能正确表示条形磁铁或通电直导线周围磁感线分布的是（　　） A． B． C． D． 【典型例题2】（2023高二上·山东·学业考试）关于磁感线，下列说法正确的是（　　） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱 C．沿磁感线的方向磁感应强度一定减弱 D．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 【典型例题3】（2023高二上·河北·学业考试）沿南北方向固定一水平直导线，在其正上方、正下方分别放置甲、乙小磁针，小磁针静止时的指向如图所示，不考虑小磁针之间的互相作用力。当给直导线通以由南向北的恒定电流时，下列说法对的的是（    ） A．小磁针甲不偏转 B．小磁针乙不偏转 C．小磁针甲的N极向纸面外偏转 D．小磁针乙的N极向纸面外偏转 1．（2023高二上·河北·学业考试）如图所示，某同学在通电螺线管的附近与内部画出了a、b、c、d四个小磁针，其中小磁针b在螺线管内部。四个小磁针N极（黑色一端）指向对的的是（    ） A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d 2．（2023高二上·浙江·学业考试）如图所示，小磁针的指向不正确的是（    ） A．   B．   C．       D．   3．（2022高二下·新疆·学业考试）最早提出分子电流假说的物理学家是（　　） A．牛顿 B．欧姆 C．焦耳 D．安培 4．（2023高二下·广东·学业考试）下列各图描述通有稳恒电流的螺线管，其中磁感线分布正确的是（　　） A． B． C． D． 考点二：磁感应强度 磁通量 【典型例题1】（2023高二上·广西·学业考试）如图所示，一通电螺线管水平放置，其轴线上P、Q两点的磁感应强度分别为、，则（    ） A．，方向均水平向右 B．，方向均水平向左 C．，方向均水平向右 D．，方向均水平向左 【典型例题2】（多选）（2023高二下·广东·学业考试）如图所示，平行金属轨道固定在水平面内，M区域内有竖直向上的匀强磁场，与轨道垂直且接触良好的导体棒向右运动，导体棒与导轨及电阻R构成回路。则（　　） A．棒在M区域运动时，回路磁通量不变 B．棒在M区域运动时，回路磁通量增大 C．棒在N区域运动时，回路磁通量不变 D．棒在N区域运动时，回路磁通量增大 【典型例题3】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，水平放置着一根通电直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c和d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四个点。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度在同一圆周上各点大小相等。再添加一个竖直向下的匀强磁场，则在这四个点中合磁场的磁感应强度最大的点是（　　） A．a B．b C．c D．d 1．（2023高二下·新疆·学业考试）关于电场和磁场，下列说法正确的是（    ） A．只有磁铁周围才有磁场 B．磁感线和电场线都是闭合曲线 C．磁场和磁感线都是客观存在的 D．穿过某线圈的磁通量为零，磁感应强度不一定为零 2．（2022高二·海南·学业考试）小磁针静止在匀强磁场中，下列选项中N极指向正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   3．（2023高二·湖南·学业考试）某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图（a）所示。小明为了测量当地的地磁场，如图（b），在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面。某次测量手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据、、。根据测量结果可以推断（　　）      A．测量地点位于南半球 B．x轴正方向指向西方 C．y轴正方向指向南方 D．当地的地磁场大小约为50μT 4．（2022高二·海南·学业考试）在匀强磁场中，穿过平面的磁通量最大时，该平面与磁场方向的关系为（    ） A．   B．   C．   D．   5．（2022高二下·新疆·学业考试）一闭合线圈放置在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量 ；当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量 。（均填“最大”或“最小”） 6．（2023高二·陕西·学业考试）如图所示，边长为的单匝正方形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度大小为，此时穿过线框的磁通量为 ；现让线框绕边转过，此过程磁通量的变化量大小为 。     考点三：电磁感应现象 【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，匀强磁场中有一个闭合矩形导线框，保持线框平面与磁场垂直，下列过程能使线框中产生感应电流的是（　　） A．将线框在磁场内左右移动 B．将线框在磁场内上下移动 C．将线框在磁场内前后移动 D．将线框从磁场内移出磁场 【典型例题2】（2024高二上·北京·学业考试）在“探究产生感应电流条件”的实验中，某同学将螺线管和电流表用导线连接成闭合电路，如图所示。当把条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）；当条形磁铁静止在螺线管中时，观察到电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 1．（2024高二上·四川·学业考试）如图所示，处于磁场中的导体棒和电流表连接成闭合回路。下列判断正确的是（         ） A．导体棒沿着磁感线向上运动，有感应电流 B．导体棒沿着磁感线向下运动，有感应电流 C．导体棒垂直磁感线向左运动，有感应电流 D．导体棒垂直磁感线向右运动，无感应电流 2．（2023高二下·广东·学业考试）如图所示，空间中有一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，纸面内有两个闭合金属线圈M、N，分别为圆形、正三角形，各自中心点均在磁场边界上，不计线圈相互影响，当两个线圈绕过各自中心点、且垂直于纸面的轴旋转时，以下说法正确的是（　　） A．仅M中有感应电流 B．仅N中有感应电流 C．M和N中都有感应电流 D．M和N中都无感应电流 3．（多选）（2024高二下·广东·学业考试）1831年8月29日，法拉第利用如图所示的装置发现了电磁感应现象，其中导线EF南北放置。下列说法正确的有（　　） A．闭合开关的瞬间，小磁针发生偏转 B．闭合开关的瞬间，小磁针不发生偏转 C．断开开关的瞬间，小磁针发生偏转 D．断开开关的瞬间，小磁针不发生偏转 4．（2024高二下·湖南·学业考试）如图所示是“探究感应电流产生的条件”的实验装置，M、N两个线圈绕在闭合铁芯上，线圈M通过滑动变阻器与学生电源的直流输出端连接，线圈N与电流表连接成回路。 闭合学生电源开关的瞬间，流过M的电流瞬间增大，N的磁通量 （填“增大”或“减小”），电流表指针发生偏转；将闭合的学生电源开关断开的瞬间，流过M的电流瞬间减小，则由M产生的磁场消失，N的磁通量变小，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）。 考点四：电磁波 【典型例题1】（2021高二·江苏·学业考试）我们周围的物体都存在辐射电磁波，当温度升高时，辐射中波长较短的成分越来越强。已知光在真空中传播的速度等于，下列关于电磁波的说法中正确的是（　　） A．电磁波没有能量 B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波在真空中传播的速度等于 D．波长越短的电磁波在真空中传播的速度越快 【典型例题2】（2023高二下·辽宁·学业考试）电磁波是一种特殊物质，能传播能量和信息。 （1）电磁波的速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）光速。 （2）电磁波 （选填“可以”或“不可以”）在真空中传播。 1．（2021高二·贵州·学业考试）人们为了纪念用实验证实电磁波存在的科学家，用他的姓氏命名了频率的单位。这位科学家是（　　） A．库仑 B．赫兹 C．韦伯 D．安培 2．（2020高二上·河南·学业考试）英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场 （选填“能”或“不能”）产生电场：已知电磁波在空气中的传播速度约为3.0×108m/s，某广播电台向外发射频些为7.5×107Hz的电磁波，此电磁波在空气中的波长约为 m。 考点五：能量量子化 【典型例题1】关于黑体辐射，下列说法正确的是（    ） A．温度太低的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律 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 【典型例题2】某气体在、两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了、两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系，下列说法正确的是（　　） A．图甲中>，图乙中> B．图甲中<，图乙中< C．图甲中<，图乙中> D．图甲中>，图乙中< 1．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（　　） A．人的个数 B．物体所受的重力 C．物体的长度 2．关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体吸收了绝大部分电磁波 B．黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 3．下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在 B．法拉第最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应 C．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速 D．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关 一、单选题 1．关于电流及电流周围产生的磁场分布，下列各图中正确的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧，当闭合开关S后，不计其他磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是（　　） A．向右 B．向左 C．向上 D．向下 3．关于物理学史，下列说法正确的是（　　） A．库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 B．赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度 C．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子 4．在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。以下说法正确的是（　　） A．奥斯特发现了电磁感应现象 B．库仑通过实验测得了最小电荷量 C．麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 D．普朗克提出了能量子假设 5．关于电磁场和电磁波的说法正确的是（　　） A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电场 B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波 C．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动 6．如图，线圈平面与水平方向夹角，磁感线方向水平向右，线圈平面面积，匀强磁场磁感应强度。现将线圈以为轴按图中所示方向旋转至水平方向，则穿过线圈的磁通量的变化量为（　　） A． B． C． D． 7．在磁感应强度为B0、竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直纸面向里，如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的圆周上的四点，c点的磁感应强度大小为0，则（　　）    A．a点的磁感应强度大小为0 B．d点的磁感应强度大小为2 B0 C．b点的磁感应强度大小为B0 D．b、d两点的磁感应强度相同 8．闭合圆形导体线圈S按如图所示放置在磁场中，直线与导体线圈平面垂直，现将该线圈由位置平移至位置，则在移动过程中（　　） A．穿过线圈的磁通量不变 B．穿过线圈的磁通量增加 C．穿过线圈的磁通量减小 D．线圈中磁通量为0 9．安培用“分子电流”假说说明了物质具有磁性的原因，下列关于甲、乙铁棒说法正确的是（    ）    A．甲棒、乙棒均已磁化 B．甲棒、乙棒均未磁化 C．甲棒未磁化，乙棒已磁化 D．甲棒已磁化，乙棒未磁化 10．指南针是我国古代的四大发明之一，如图是我国春秋战国时期发明的一种指南针——司南，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在光滑青铜盘的中心，可以自由转动。《论衡》中记载，将司南放在地上，它的勺柄静止时指向南方，下列说法正确的是（    ）    A．司南的指向不会受到附近磁铁的干扰 B．光滑的青铜盘不可改用光滑的铁盘代替 C．司南静止时指向南方的勺柄是磁勺的N极 D．司南的勺柄在不同半球指示的方向正好相反 11．磁感线是用来形象地描述磁场的假想曲线，下列通电直导线的磁感线分布正确的是（    ） A． B． C． D． 12．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献。下列有关物理学家的贡献，正确的是（　　） A．安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象 B．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系 C．奥斯特发现电磁感应现象，使人们对电磁内在联系的认识更加完善 D．洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 13．一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成角，下述方法可使穿过线圈的磁通量扩大2倍的是（    ） A．只把线圈匝数扩大2倍 B．只把线圈面积扩大2倍 C．只把线圈半径扩大2倍 D．只把线圈与磁场方向的夹角从改变为 14．下列四个物理量中是矢量且用比值定义法表述正确的是（    ） A．加速度 B．功率 C．磁感应强度 D．电势 15．如图所示，磁带录放机既可录音，也可放音，其主要部件为匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是（　　） A．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应 B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 C．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D．录音和放音的主要原理都是电磁感应 16．如图所示，长直绝缘导线L垂直纸面放置（所通电流的方向向外），处在磁感应强度大小为（方向未知）的水平匀强磁场中，虚线是以通电导线为圆心的圆，A、B为圆周上两点，且过A、B两点的直径垂直。已知B点的磁感应强度为零，则匀强磁场的方向及A点磁感应强度的大小分别为（　　） A．水平向左， B．水平向左， C．水平向右， D．水平向右， 17．下列关于磁感线的说法中，正确的是（　　） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁感线上某点的切线方向与该点的磁场方向一致 C．沿着磁感线的方向磁场逐渐减弱 D．磁感线是不闭合的曲线 二、填空题 18．电磁波在日常生活和生产中得到广泛应用。 （1）对照电磁波的形成过程示意图（如图）可知，电磁波的本质是不断交替变化着的 由近及远在空间的传播。 （2）在下列各电器中，属于利用电磁波传递信号的是： 。 A．打印机　　B．有线电话　　C．手机　　D．VCD播放机 三、实验题 19．（1）课堂上，吴老师带领同学们用如图所示的三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中不会产生感应电流的操作是 。 A．图甲中，条形磁体快速穿过线圈 B．图甲中，条形磁体静止在线圈中 C．图乙中，导体棒AB水平向左运动 D．图乙中，导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD的磁感线条数不变 （2）某物理小组采用图丙所示装置来“探究感应电流产生的条件”，请判断以下的实验操作能否看到指针偏转。 ①开关的闭合与断开过程，电流表的指针 （填“会”或“不会”）偏转； ②开关断开后，将A线圈插入B线圈的过程中，电流表的指针 （填“会”或“不会”）偏转； ③开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针 （填“会”或“不会”）偏转。 （3）以上实验说明：只要穿过闭合电路的 ，闭合电路中就有感应电流产生。 20．如图所示是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流表的指针是否偏转填写在下面的空格处。 (1)磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动，电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 (2)导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$