第13章 电磁感应与电磁波初步 单元综合提升-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

该高中物理单元复习讲义通过整合教材核心内容与高考真题，构建“地磁场-磁感应强度-磁场叠加”知识体系，利用表格呈现测量数据、示意图展示磁场分布，系统梳理地磁场形成机制、磁感应强度叠加计算等重难点，清晰呈现知识内在联系。 讲义亮点在于“真题溯源+易错突破”设计，如2023福建卷地磁场题衔接鲁科版教材科学书屋，培养科学思维；易错点集锦分析磁感应强度定义式适用条件等误区，助力学生建立科学推理能力。针对练分层设置，基础生掌握概念，优秀生综合应用，为教师精准教学提供支持。

单元综合提升 学生用书第130页 (多选)(2023·福建高考)地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是(　　) A．地表电荷为负电荷 B．环形电流方向与地球自转方向相同 C．若地表电荷的电荷量增加，则地磁场强度增大 D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大 答案：AC 解析：根据磁场方向结合安培定则可知，环形电流方向与地球自转方向相反，则地表电荷为负电荷，故A正确，B错误；若地表电荷的电荷量增加，等效电流增大，则地磁场强度增大，故C正确；若地球自转角速度减小，等效电流减小，则地磁场强度减小，故D错误。故选AC。 [衔接教材]　鲁科版教材必修第三册P146·【科学书屋】 地磁场 地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近(如图)。在地磁两极，磁针竖直指向地面；在赤道上，磁针水平指示南北。磁针指示南北是一种近似的说法，小磁针的指向与地理正南正北方向之间的夹角称为磁偏角。对于地球磁性的成因，目前仍没有确定的说法，部分科学家认为是由地核中熔化了的金属(铁和镍)的环流引起的。 [衔接分析]　关于地磁场的特点，在各种版本的高中物理教材中都做了介绍，要求学生掌握地磁场的分布特点以及用安培分子电流假说分析地磁场的产生，2023年福建高考试题从地球的自转分析地磁场的形成，并考查了地磁场强度与地表电荷的电荷量和地球自转角速度的关系，试题以教材内容为情境，但所考查的知识更综合。 (多选)(2022·全国乙卷)安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知(　　) 测量序号 Bx/μT By/μT Bz/μT 1 0 21 －45 2 0 －20 －46 3 21 0 －45 4 －21 0 －45 A．测量地点位于南半球 B．当地的地磁场大小约为50 μT C．第2次测量时y轴正向指向南方 D．第3次测量时y轴正向指向东方 答案：BC 解析：地磁S极在地理北极附近，地磁N极在地理南极附近。由题表中z轴数据可知，z轴方向的磁场方向竖直向下，则测量地点位于北半球，A错误；磁感应强度为矢量，由题表可知，当地的磁感应强度大小为B＝≈ 50 μT，B正确；由A项分析可知测量地在北半球，而北半球地磁场方向斜向下，第2次测量时By<0，故y轴正向指向南方，第3次测量时Bx>0，故x轴正向指向北方，y轴正向指向西方，C正确，D错误。故选BC。 [衔接教材]　鲁科版教材必修第三册P146·【DIS实验室】 测量磁场中各点的磁感应强度 利用磁感应强度传感器、数据采集器和计算机，可测量磁场中各点的磁感应强度大小。 如图所示，将条形磁体放在坐标纸上，勾画磁体轮廓，并在坐标轴上确定测量点。用连接在数据采集器和计算机上的磁感应强度传感器测量各点的磁感应强度。分析条形磁体周围的磁感应强度的大小分布，对照条形磁体的磁感线分布，你能得出什么结论？ [衔接分析]　磁感应强度的测量可以有多种方法，2022年全国乙卷试题考查了用手机测量磁感应强度，并考查了磁感应强度的叠加计算，考查知识点较全面。试题源于教材情境，但考查知识更全面，因此理解实验方法和物理概念是解答高考试题的关键。 学生用书第131页 针对练．(2025·陕西省大荔县高二上学期期末)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，在手机上建立直角坐标系，如图(b)所示，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Bx＝50 μT、By＝0、Bz＝0。根据测量结果可以推断(　　) A．测量地点位于北半球 B．测量地点位于赤道 C．y轴正方向指向南方 D．当地的地磁场大小为50 μT 答案：B 解析：地磁场可以看成一个巨大的“条形磁体”，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近。在赤道上地磁场的磁感线是平行于地面的，所以测量地点在赤道，且y轴正方向指向西方，故A、C错误，B正确；当地的地磁场大小为B＝＝50 μT，故D错误。故选B。 (2021·全国甲卷)两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O′Q在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为(　　) A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B 答案：B 解析：两通电直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线在M处的磁感应强度方向分别为垂直纸面向里和垂直纸面向外，故M处的磁感应强度大小为0；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度大小为2B。故选B。 [衔接教材]　教科版教材必修第三册P124·T2 两根通电直导线M和N都垂直于纸面放置，通过的电流I1和I2大小相等而方向相反，如图所示。P点是纸面内距离M、N相等的一点，这两个电流产生的磁场在P点的磁感应强度分别为B1和B2，请在图上画出表示B1和B2的箭头，以及它们的合矢量B的箭头。 [衔接分析]　磁感应强度是矢量，叠加时满足平行四边形定则，磁感应强度的叠加计算是近几年高考的热点。2021年全国甲卷试题和教科版教材习题均考查了通电直导线产生的磁场的叠加，考查知识点相同。 针对练．(2025·云南省玉溪市高二上学期期末)如图所示，等边三角形abc中心处静置一长直通电导线，导线与abc平面垂直，电流方向如图所示，该空间还存在与bc边平行的匀强磁场，方向如图所示。若a、b、c三点的磁感应强度大小分别为B1、B2、B3，下列关系式正确的是(　　) A．B1>B2>B3 B．B1<B2<B3 C．B1<B2＝B3 D．B1>B2＝B3 答案：C 解析：设通电直导线在a、b、c三点产生的磁感应强度大小为B0，三点的磁感应强度的方向如图所示。分析可知b、c两点的磁感应强度大小相等，a点的两个磁感应强度方向相反，合成后的磁感应强度最小，则B1<B2＝B3。故选C。 (2021·浙江1月选考)如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是(　　) A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场 B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场 C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场 D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场 答案：B 解析：根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管内部，越接近中心位置，磁感线分布越均匀，越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场。故选B。 [衔接教材]　人教版教材必修第三册P106～107安培定则 学生用书第132页 [衔接分析]　直线电流、通电螺线管、环形电流的磁场分布特点是学习磁场的基础，要求学生熟练掌握安培定则的应用，常见电流磁场的分布特点。2021年浙江1月选考试题便是对学生该部分知识掌握程度的考查，是教材内容在高考中的再现。 易错点1．认为磁感应强度与放入磁场中的电流元有关 (多选)下列说法正确的是(　　) A．由B＝可知，磁场中某位置的磁感应强度B与该处通电导线所受的磁场力F成正比，与通电导线的电流I和通电导线的长度l的乘积Il成反比 B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C．B＝是磁感应强度的定义式，它的大小取决于场源及磁场中的位置，与F、I、l以及通电导线在磁场中的方向无关 D．磁场是客观存在的 答案：CD 解析：当通电导线与磁场平行时，不受磁场力，此时磁感应强度可能不为零，B错误；B＝是磁感应强度的定义式，B的大小取决于场源及磁场中的位置，即是否放入通电导线对磁感应强度B没有影响，故不能说B与F成正比，与Il成反比，A错误，C正确；磁场是客观存在的，D正确。故选CD。 [易错分析]　B＝是磁感应强度的定义式，磁感应强度B取决于场源及磁场中的位置，与放入的通电导线无关。磁场中某位置的磁感应强度B与通电导线所受的磁场力F、通电导线的电流I、通电导线的长度l无关。有些同学忽视了这一点，而错选A。 易错点2．因忽视公式F＝IlB、B＝的适用条件而出错 在匀强磁场中某处P放一根长度为l＝0.2 m、电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的磁场力F＝1.0 N，方向竖直向上。现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度(　　) A．为0 B．一定为10 T C．可能大于10 T，方向竖直向下 D．可能大于10 T，方向一定不沿竖直方向 答案：D 解析：通电导线所受磁场力一定，当其垂直放入磁场中时，磁感应强度最小，则有F＝IlBmin＝1.0 N，解得Bmin＝10 T，故B≥10 T。由磁感应强度方向与磁场力方向垂直，可知磁感应强度的方向一定不是竖直方向。磁感应强度由磁场本身的性质决定，与是否放入通电导线无关，故撤走导线后，P处的磁感应强度不变。故选D。 [易错分析]　当电流与磁场垂直时，F＝IlB；当电流与磁场不垂直时，F<IlB。有些同学忽视了这个条件，认为在任何情况下F＝IlB都成立，直接用B＝计算磁感应强度，从而错选B。 易错点3．没有分析清楚电路结构而出错 如图所示，在匀强磁场中有两条平行金属轨道，金属轨道的右侧通过导线连接，轨道上有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则(　　) A．断开开关S，ab中有感应电流 B．闭合开关S，ab中有感应电流 C．无论断开还是闭合S，ab中都有感应电流 D．无论断开还是闭合S，ab中都无感应电流 答案：B 解析：两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开关S，穿过两根金属棒与导轨构成的回路的磁通量无变化，则回路中无感应电流，A、C错误；若闭合开关S，穿过两根金属棒与导轨构成的回路的磁通量发生变化，则回路中有感应电流，B正确，D错误。故选B。 [易错分析]　此题容易错选D项，原因是没有分析清楚电路结构而出错。解题关键是掌握产生感应电流的条件，认清闭合电路的组成，不能盲目地乱套结论得出答案。 易错点4．误将电流的磁场当作电荷的电场分析而出错 (2025·山东省威海市高二上学期期末)如图所示，纸面内a、b、c三点构成等边三角形，在a、b两点分别放置电流垂直于纸面向里的长直通电导线，导线中的电流大小相等。已知a点的导线在c点的磁感应强度大小为B，则c点的磁感应强度(　　) A．大小为B，方向水平向右 B．大小为B，方向竖直向左 C．大小为B，方向水平向右 D．大小为B，方向竖直向上 答案：C 解析：如图所示，根据安培定则画出a点和b点的导线在c点的磁感应强度，大小均为B，方向分别与ac和bc垂直，夹角为60˚，根据磁场叠加原理，可得c 点的磁感应强度大小为B′＝2B cos 30˚＝B，方向水平向右。故选C。 [易错分析]　判断电流产生的磁场方向用安培定则，在解答磁场叠加问题时判断每个电流产生的磁场是解题关键，有部分同学把向里的电流看成正电荷，画出正电荷的电场，叠加后方向竖直向上，从而错选D。 学科网（北京）股份有限公司 $