第三章 电磁场与电磁波初步 章末综合提升-【名师导航】2025-2026学年高中物理必修第三册教师用书word（教科版）

该高中物理讲义以“电场线与磁感线比较”“安培定则应用及磁场叠加”“电磁感应现象理解”为主题构建知识体系，通过表格对比相似点与区别，用框架图呈现安培定则因果关系，梳理磁通量变化情形，清晰展现场的描述、磁场叠加等重难点内在联系。 讲义亮点在于典例分析与综合测评结合，如磁场叠加计算（典例2）培养科学思维中的模型建构，电磁感应实验题（11题）强化科学探究能力。分层设计选择、计算等题型，基础题夯实概念，综合题提升推理能力，助力学生自主复习，为教师精准教学提供系统支持。

主题1　电场线与磁感线的比较 1．相似之处 (1)电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想的曲线，实际上并不存在。 (2)电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的，电场线和磁感线切线方向分别表示了电场和磁场的方向。 (3)电场线和磁感线都不能相交。因为如果相交，在相交点就会出现两个切线方向，与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾。 2．电场线和磁感线的显著区别：电场线起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷，是非闭合的曲线，而磁感线是闭合的曲线。 【典例1】　(多选)关于电场线和磁感线的概念，以下说法正确的是(　　) A．电场线和磁感线都是不封闭的曲线 B．沿着磁感线的方向，磁场越来越弱 C．任意两条电场线或磁感线都不能相交 D．电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱 CD　[电场线和磁感线都是为了形象描述场而引入的模型，由于曲线的切线方向表示场的方向，所以不可能相交，其疏密都反映场的强弱，所以B错误，C、D正确；电场线不闭合，而磁感线是闭合的，在条形磁铁外部，磁感线由N极到S极；在条形磁铁内部由S极到N极，故A错误.] 　电场线与磁感线的相同点 (1)都能描述场的强弱。 (2)都能描述场的方向。 (3)都不能相交。 主题2　安培定则的应用及磁场叠加 1．安培定则的“因”和“果”判断磁场的方向 原因(电流的方向) 结果(磁场方向) 直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流及通电螺线管的磁场 四指 大拇指 2．磁场的叠加 (1)磁感应强度是矢量，磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。 (2)多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和，叠加时遵循矢量合成法则。 【典例2】　如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2。当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为(　　) 甲　　　　乙 A．B1－　　　　　　　　 B．B2－ C．B2－B1 D． A　[对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的。令aO1＝O1b＝bO2＝O2c＝r，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B0，在距离中点3r位置的磁感应强度为B3，故a点磁感应强度：B1＝B0＋B3，b点磁感应强度：B2＝B0＋B0，当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度：Bc＝B3＝B1－，故A正确，B、C、D错误。] 　(1)两环形电流均存在时，两环心连线上任意点的磁感应强度均为两环形电流单独存在所产生的磁感应强度的矢量和。 (2)距环形电流的距离不同的点，磁感应强度的大小也不同。 主题3　对电磁感应现象的理解及应用 1．判断磁通量变化 变化情形 举例 磁通量变化量 磁场变化 永磁铁靠近或远离线圈、电磁铁(螺线管)内电流发生变化 ΔΦ＝ΔB·S 有效面积变化 回路面 积变化 闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动 ΔΦ＝B·ΔS 回路平面 与磁场夹 角变化 线圈在磁场中转动 ΔΦ＝|Φ2－Φ1| 2．利用产生电磁感应的条件判断是否产生感应电流 (1)磁通量是否变化。 (2)是否为闭合回路。 二者同时满足才能产生感应电流。 【典例3】　上海市某中学的几位同学把一条大约10 m长电线的两端连接在一个灵敏电流计的接线柱上，形成闭合导体回路。甲、乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电线时，灵敏电流计的示数I1，两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时，灵敏电流计的示数I2，则(　　) A．I1＝0，I2≠0　　　　　　 B．I1≠0，I2＝0 C．I1≠0，I2≠0 D．I1＝0，I2＝0 C　[由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学朝东西方向站立，并匀速摇动电线时，导线就会做切割磁感线运动，灵敏电流计有读数I2≠0。沿南北方向站立匀速摇动电线时，由于北半球的磁场有向下的分量，所以穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流，所以I1≠0，故C正确。] 　只要闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流。 章末综合测评(三)　电磁场与电磁波初步 (满分：100分) 一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求。 1．超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是(　　) ①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同　②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反　③超导体使磁体处于失重状态　④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡 A．①③　　　B．①④　　　C．②③　　　D．②④ D　[同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反。磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡，D正确。] 2．取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B。若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以大小也为I电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为(　　) 图(a)　　 　图(b) A．0.5B B．B C．2B D．0 D　[将长导线对折之后绕成图(b)所示的螺线管，根据右手螺旋定则，产生等大反向的两个磁场，相互抵消，所以磁感应强度为零，故D项正确。] 3．下列各选项中是直线电流、环形电流磁场的磁感线分布图，其中电流方向与磁感线方向关系正确的是(　　) A　　　B　　　C　　　　D A　[电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看)，故A正确；电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看)，故B错误；C图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知内部磁场应向右，故C错误；D图中由右手螺旋定则可知内部磁感线方向向左，故D错误。] 4．如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d已静止，N指向正确的是(　　) A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d C　[由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，只有小磁针c的指向正确，C正确。] 5．在闭合的铁芯上绕一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，如图所示，假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内。a、b、c为三个闭合的金属圆环，位置如图所示。当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，磁通量发生变化的圆环是(　　) A．a、b、c三环　　　　　 B．a、b两环 C．b、c两环 D．a、c两环 B　[据题意，线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，根据安培定则判断可知，穿过a的磁感线向左，穿过b的磁感线向上，当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，通过线圈的电流变化，圆环a、b中磁通量变化；而向左和向右穿过c的磁感线条数相等，完全抵消，总的磁通量为零，不发生变化，故选B。] 6．如图所示，三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I，其中P、Q、R为导线上三个点，三点连成的平面与导线垂直，O为PQ连线的中点，且QR＝PR＝PQ。则下列判断正确的是(　　) A．P点和Q点的磁感应强度大小相同，方向不同 B．P点和Q点的磁感应强度大小不同，方向相同 C．R点的磁感应强度沿QP方向 D．O点的磁感应强度为零 A　[如图所示，画出三根导线的截面图，由右手螺旋定则及矢量的叠加规律可知，P点和Q点的磁感应强度大小相同，方向不同，选项A正确，B错误；R点的磁感应强度与QP方向相反，选项C错误；因P、Q两处的导线在O点的磁感应强度叠加后为零，R处的导线在O点的磁感应强度方向沿OP向右，则O点的磁感应强度不为零，选项D错误。故选A。] 7．如图所示是早期发明的一种电流计，它是根据奥斯特现象中小磁针的偏转来计量电流的，缺点是精确度不高、易受外界干扰。接通电流前，位于环形导线中央的小磁针仅在地磁场的作用下处于静止状态，调整电流计的方位，使环形导线与小磁针共面。当给环形导线通以恒定电流I后，小磁针偏转α角；当给环形导线通以恒定电流kI时，小磁针偏转β角。若已知环形电流圆心处的磁感应强度与通电电流成正比。关于这种电流计，下列说法正确的是(　　) A．该电流计测量结果与地磁场的竖直分量有关 B．该电流计在地球上不同位置使用时，所标刻度均相同 C．小磁针偏转角满足关系式sin β＝k sin α D．小磁针偏转角满足关系式tan β＝k tan α D　[由题图可知，该电流计测量结果与地磁场的水平分量有关，故A错误；在地球上不同位置，地磁场的水平分量可能不同，所以该电流计在地球上不同位置使用时，所标刻度不相同，故B错误；根据磁场的矢量关系可得tan α＝，tan β＝，因为环形电流圆心处的磁感应强度与通电电流成正比，所以有tan β＝k tan α，故C错误，D正确。] 二、多项选择题：本题共3个小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．关于电磁波，下列说法正确的是(　　) A．可见光的波长比紫外线的长 B．卫星是用X射线来传输信号的 C．在电磁波谱中，频率最高的是γ射线 D．医用消毒灯利用的是紫光具有消毒作用的特性 AC　[可见光中紫光的频率最高而波长最短，而紫外线的频率比紫光更高，波长比紫光更短，故A正确；卫星是利用微波来传输信号的，故B错误；在电磁波谱中，频率最高的是γ射线，故C正确；紫外线可以消毒，常应用于消毒灯，能起到杀菌、净化空气的作用，故D错误。故选AC。] 9．下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波 B．电磁波的传播需要介质 C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在 D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的 CD　[要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，A选项错误；电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，D选项正确。] 10．如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图中，八个相同的磁铁都处于静止状态，其中甲、乙中的弹簧都处于伸长状态，则(　　) A．对地面压力最大的是丁 B．对地面压力最小的是甲 C．甲、乙对地面的压力相等 D．丙、丁对地面的压力相等 BD　[设磁铁的质量为m，图甲中对地面的压力小于mg，图乙中对地面的压力大于mg，但小于2mg，图丙、丁中对地面的压力都等于2mg，故B、D项正确。] 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(8分)甲、乙、丙是探究感应电流产生条件的实验。 (1)实验丙，开关S闭合或断开瞬间，电流表中________电流通过；保持开关S闭合，滑动变阻器的滑动触头不动，电流表中________电流通过；保持开关S闭合，将铁芯从A中拔出时，电流表中______电流通过。(均选填“有”或“无”) (2)由以上三个实验，可以得出闭合回路有感应电流产生的条件________________。 [解析]　(1)只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会产生感应电流。开关S闭合或断开瞬间，通过闭合螺线圈的磁通量会发生变化，电流表中有电流通过； 保持开关S闭合，滑动变阻器的滑动触头不动，通过闭合螺线圈的磁通量没有变化，电流表中无电流通过； 保持开关S闭合，将铁芯从A中拔出时，通过闭合螺线圈的磁通量会发生变化，电流表中有电流通过。 (2)由以上三个实验，可以得出闭合回路有感应电流产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。 [答案]　(1)有　无　有　(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化 12．(8分)一水平放置的矩形线框abcd在条形磁铁的S极附近下落，在下落过程中，线框平面保持水平，如图所示，位置1和3都靠近位置2。则线框从位置1到位置2的过程中，线框内________(选填“有”或“无”)感应电流，因为穿过线框的磁通量________(选填“增大”或“减小”)，从位置2到位置3的过程中，线框内________(选填“有”或“无”)感应电流，因为穿过线框的磁通量________(选填“增大”或“减小”)。 [解析]　如图所示，线框从位置1到位置2的过程中，穿过线框的磁通量减小，则产生感应电流；线圈从位置2到位置3的过程中，线框内穿过的磁通量增大，则也会产生感应电流。 [答案]　有　减小　有　增大 13．(12分)如图所示，两线圈绕在圆环铁芯上。当开关S处于下列不同状态时，小灯泡会有什么反应？ (1)S闭合的瞬间； (2)S保持闭合状态时； (3)S断开的瞬间； (4)若将左边线圈与交流电源相连，S闭合时，小灯泡又会怎样反应？ [解析]　(1)S闭合的瞬间，小灯泡闪亮一下。 (2)S保持闭合状态时，小灯泡不亮。 (3)S断开的瞬间，小灯泡闪亮一下。 (4)若将左边的线圈与交流电源相连，S闭合时，小灯泡持续亮。 [答案]　见解析 14．(12分) 如图所示，四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的四个顶点a、b、c、d处，导线a、b、c、d中通有大小都相同的电流，导线a、b、d的电流方向垂直于纸面向里，导线c的电流方向垂直于纸面向外，a、c连线和b、d连线的交点为O。测得通电导线a在O处产生磁场的磁感应强度大小为B，则通电导线a和c在O处产生磁场的磁感应强度大小如何？通电导线b和d在O处产生磁场的磁感应强度大小如何？ [解析]　导线a、b、c、d中通有大小都相同的电流，且根据几何知识可知四条导线到O点的距离相等，所以各导线在O点的磁感应强度大小相等 Ba＝Bb＝Bc＝Bd＝B 根据安培定则可知a和c导线在O点产生的磁感应强度方向相同，则通电导线a和c在O处产生磁场的磁感应强度大小为 BO＝2B 根据安培定则可知b和d导线在O点产生的磁感应强度方向相反，则通电导线b和d在O处产生磁场的磁感应强度大小为 B′O＝0。 [答案]　2B　0 15．(14分)如图所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求： (1)初、末位置穿过线框的磁通量Φ1和Φ2； (2)磁通量的变化量ΔΦ。 [解析]　(1)在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝S sin θ，所以Φ1＝BS sin θ。 在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′＝S cos θ。由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BS cos θ。 (2)磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cos θ－BS sin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)。 [答案]　(1)BS sin θ　－BS cos θ (2)－BS(cos θ＋sin θ) 10 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $