第六章 电磁现象与电磁波 章末素养提升(Word教参)-【步步高】2024-2025学年高一物理必修第三册学习笔记（粤教版）

该高中物理讲义以章末素养提升为目标，通过表格系统梳理物理观念体系，涵盖12个核心概念、1个安培定则、1个感应电流产生条件及4个关键公式，同时整合能量观、物质观和运动与相互作用观，清晰呈现电磁场与量子物理知识脉络及内在联系。 讲义亮点在于结合科学思维与科学探究设计例题，如通过磁通量变化分析（例2）、感应电流产生条件判断（例3）等题型，培养模型建构与科学推理能力。例题覆盖基础概念到综合应用，基础学生可掌握规律应用，优秀学生能深化逻辑分析，为教师实施分层教学和学生自主复习提供精准支持。

章末素养提升 物理观念 12个 概念 1.磁场：是一种特殊的物质，对磁体或通电导体有力的作用 2．磁感线：用来形象描述磁场而引入的假想的线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致 3．磁感应强度：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度 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，即Φ＝BS 5．感应电流：法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，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：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波 8．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱 9．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 10．能量子：能量的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行，每一份的能量叫能量子，大小为hν 11．光子：光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作光量子，简称光子 12．能级：原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能级 1个定则 1.直线电流的磁场 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 2.环形电流的磁场 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 3.通电螺线管的磁场 安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向 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，闭合回路中就产生感应电流 4个关系 1.B＝　2.Φ＝BS　3.c＝λf　4.ε＝hν 能量观 这一章在机械能和电能的基础上把能量的观念拓展到了电磁领域 物质观 把物质的观念拓展到了电磁场 运动与相互作用观 通过电磁感应进一步丰富了运动与相互作用的观念 科学思维 1.运用类比思维方法，理解磁场、磁感应强度等概念 2.通过安培分子电流假说、麦克斯韦预言电磁波的存在、普朗克能量子假说、爱因斯坦的光子说等，体会科学思维和理论在物理学发展中的重要作用 3.通过例题和训练掌握运用物理规律求解问题的方法 科学探究 1.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 2.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 3.了解黑体辐射、光电效应实验及氢原子光谱的规律，体会物理实验对理论建设的推动作用 科学态度与责任 1.通过学习法拉第发现电磁感应现象的过程，培养严谨的科学态度和坚韧不拔的科学精神 2.通过安培分子电流假说、麦克斯韦电磁场理论、普朗克能量子假说、量子力学的建立等，认识科学本质，形成科学思维，感悟创新精神 3.通过了解电磁感应、电磁场、电磁波的实际应用，以及量子力学的建立在现代科学技术中发挥的重要作用，体会科技进步对人类生活和社会发展的重要影响，增强关注社会可持续发展的责任感 例1　(2023·广州市高二学业考试)在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了突出贡献，下列叙述符合事实的是(　　) A．奥斯特首先发现了电磁感应现象 B．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言并通过实验证实了电磁波的存在 C．安培提出了分子电流假说，成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质 D．爱因斯坦把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念 答案　C 解析　法拉第首先发现了电磁感应现象，A错误；麦克斯韦建立了电磁场理论，预言电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，B错误；安培提出了分子电流假说，成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质，C正确；普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念，D错误。 例2　(多选)如图所示，空间两个区域存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，则(　　) A．当运动到关于OO′对称的位置时穿过回路的磁通量向外 B．当运动到关于OO′对称的位置时穿过回路的磁通量为零 C．在从dc边与MN重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量一直减少 D．在从dc边与MN重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加 答案　BD 解析　正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时，穿过回路的两个方向相反的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为B，故穿过回路的磁通量为零，选项A错误，B正确；正方形闭合回路在从dc边与MN重合的位置运动到完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加，选项C错误，D正确。 例3　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．图甲中开关S闭合稳定后，线圈N中 B．图乙矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移过程中 C．图丙金属框从A位置向B位置运动，金属框中 D．图丁矩形导电线圈绕水平轴OO′匀速转动过程中 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；题图乙中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移过程中，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；题图丙中金属框从A位置向B位置运动，金属框中磁通量发生变化，所以会在金属框中产生感应电流，故C正确；题图丁中矩形导电线圈绕水平轴OO′匀速转动过程中，穿过线圈的磁通量不发生变化，所以在线圈中不产生感应电流，故D错误。 例4　(多选)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外。则(　　) A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 答案　AC 解析　外磁场、电流的磁场方向如图所示 在b点，B0＝B0－B1＋B2，在a点，B0＝B0－B1－B2，由上述两式解得B1＝B0，B2＝B0，故A、C正确，B、D错误。 例5　某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4 s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示，t＝173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达荧光屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10－4 s，电磁波的传播速度为c＝3×108 m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？ 答案　335 m/s 解析　由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0＝10－4 s，甲图发射波和接收波的时间间隔t1＝4×10－4 s，乙图时间间隔t2＝1×10－4 s，所以，第一次战斗机距雷达的距离为s1＝c×＝6.0×104 m，第二次战斗机在雷达正上方。所以，战斗机的高度h＝c×＝1.5×104 m，故173 s内战斗机飞行的水平距离为s＝≈5.8×104 m。所以v＝≈335 m/s。 学科网（北京）股份有限公司 $