章末素养提升(第5、6章)-（配套word）2023-2024学年高一新教材物理必修第三册 【步步高】学习笔记（鲁科版）

章末素养提升(第5、6章) 物理观念 10个 概念 1.磁场：磁体或电流周围的空间存在的一种特殊的物质，对磁体产生力的作用 2.磁感线：在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，曲线上任意一点的切线方向即该点磁场方向 3.磁感应强度：垂直于磁场方向的一小段通电导线受到的力F与电流I和直导线长度l的乘积之比叫磁感应强度 4.磁通量：匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积 5.感应电流：闭合回路的磁通量变化而产生的电流叫作感应电流 6.电磁场：变化的电场和磁场互相联系，所形成的不可分割的统一体 7.电磁波：空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波 8.光子：光的发射、传播和接收都是以一份份光子的形式进行的 9.量子化：一个物理量存在最小的不可分割的基本单位，那么该物理量是量子化的 10.量子：最小基本单位称为量子 1个定则 1.直线电流的磁场 安培定则：用右手握住通电直导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致，则四指弯曲的方向就是磁感线环绕的方向 2.环形电流的磁场 安培定则：让右手弯曲四指的方向与环形电流的方向一致，则伸直拇指所指的方向就是环形电流中心轴线处的磁感线的方向 3.通电螺线管的磁场 安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向与电流的方向一致，则伸直拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向 1个条件 产生感应电流的条件：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流 3个关系 1.B＝ 2.Φ＝BS 3.ε＝hν 科学思维 1.类比的思想：对于磁场，通过与电场进行类比学习。如，磁场与电场类比；磁感应强度与电场强度类比；磁感线与电场线类比 2.体会赫兹对电磁波预言的证实，体现了假说、理论预言、实验证实、质疑创新等科学思维在科学发现中的重要意义 科学探究 通过实验“探究感应电流产生的条件”，提高科学探究能力。从已有认知出发，在初中学习的基础上提出问题。通过法拉第的发现，体会“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应 科学态度与责任 电磁感应现象的发现是电磁学中最重大的发现之一。利用电磁感应原理制造的发电机使人类获取了巨大而廉价的电能，为电气化发展奠定了基础 例1　(多选)(2022·山东青岛二中高二月考)1876年物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按图示方向(自上向下看顺时针)高速旋转，发现小磁针发生偏转。忽略地磁场对小磁针的影响，则下列说法正确的是(　　) A．小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了电场 B．小磁针发生偏转说明因电荷运动形成的电流产生了磁场 C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转 D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转 答案　BCD 解析　由题意可知，小磁针受到磁场力的作用，原因是电荷的定向移动形成的电流，产生了磁场，故A错误，B正确；小磁针处于圆盘的左上方时，圆盘带负电，根据安培定则可知，产生的磁场方向向上，则小磁针的N极向左侧偏转，故C正确；同理，当小磁针处于圆盘的左下方时，则小磁针的N极向右侧偏转，故D正确。 例2　如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为(　　) A.∶1 B.∶2 C．1∶1 D．1∶2 答案　B 解析　如图甲所示，当通有电流的长直导线在M、N两处时，根据安培定则知，二者在圆心O处产生的磁感应强度方向相同，磁感应强度大小都为B＝；当将M处长直导线移至P处时，如图乙所示，每根直导线在圆心O处产生的磁感应强度大小为，根据平行四边形定则，由图乙中的几何关系可得cos 30°＝＝＝，故B正确。 例3　(2023·贵州贵阳市高二月考)在如图所示的各图所描述的物理情境中，能产生感应电流的是(　　) A．甲图中开关S闭合稳定后，线圈N中 B．乙图矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移，线圈中 C．丙图金属框从A位置向B位置运动，金属框中 D．丁图矩形导电线圈绕水平轴OO′匀速转动，线圈中 答案　C 解析　题图甲中开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，所以线圈N中不产生感应电流，故A错误；题图乙矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移，穿过线圈平面的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流，故B错误；题图丙金属框从A位置向B位置运动，穿过金属框的磁通量发生变化，所以会在金属框中产生感应电流，故C正确；题图丁矩形导电线圈绕水平轴OO′匀速转动中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不产生感应电流，故D错误。 例4　(2022·海南嘉积中学高二期末)某激光器能发射波长为530 nm的激光，发射功率为 2.3 W，真空中的光速为3×108 m/s，普朗克常量为6.63×10－34 J·s，则激光器每秒发射的光子数量约为(　　) A．3.0×1018 B．4.3×1017 C．6.1 ×1018 D．5.6 ×1019 答案　C 解析　每个光子能量为E＝h，设1 s内激光发出光子数为n，则Pt＝nE，联立得n＝≈6.1×1018，故选C。 例5　(2023·黑龙江铁人中学高二月考)如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。当t＝0时，磁感应强度大小为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，则： (1)磁感应强度B应随时间t增大还是减小？ (2)从t＝0开始，磁感应强度B与t应满足的关系式。 答案　(1)减小　(2)B＝ 解析　(1)金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动时，为使MN棒中不产生感应电流，则穿过MDEN回路的磁通量保持不变，故磁感应强度B应随时间t减小。 (2)穿过回路的磁通量保持不变，则有 B0L2＝BL(L＋vt) 解得B＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$