第十三章 电磁感应与电磁波初步 知识清单 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件系统梳理了电磁感应与电磁波初步的核心知识，涵盖磁场、磁感应强度、磁通量、电磁感应现象、电磁波及能量量子化等内容，通过知识点分条解析、知识辨析问答、表格对比（如磁场叠加情况）等方式，构建从基础概念到规律应用的逻辑知识网络。 其亮点在于注重科学思维与物理观念培养，通过“知识辨析”（如“两通电导线相互作用是否通过电场”）引导质疑创新，结合“典例分析”（如磁场叠加计算）强化模型建构与科学推理，设置不同视图磁场分析（立体图、截面图）等分层练习。这既帮助学生巩固知识，又为教师提供精准复习工具，提升教学针对性。

第十三章 电磁感应与电磁波初步 知识清单 1 磁场　磁感线 知识点 1 电和磁的联系 必备知识 清单破 1.磁现象 (1)磁性:物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,叫磁性。 (2)磁体:具有磁性的物体叫磁体。 (3)磁极:磁体中磁性最强的区域叫磁极。 2.磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 3.电流的磁效应 　　奥斯特通过实验发现通电导线周围存在磁场,首次揭示了电和磁的联系。 知识点 2 磁场 1.磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用,都是通 过磁场发生的。 2.基本性质:对放入其中的磁体或通电导体有力的作用。 知识点 3 磁感线 1.定义:在磁场中画出一些曲线,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。 2.磁感线的特点 (1)磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在。 (2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线密的地方磁场强,磁感线疏的地方磁场弱。 (3)磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向。在磁体外部,磁感线由N极指向S极;在磁体 内部,磁感线由S极指向N极。 (4)磁感线是闭合曲线,不相交、不相切、也不中断。 3.常见永磁体周围的磁场 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,如图所示。   知识点 4 安培定则 2.环形电流的磁场 　　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,如图所示。   3.通电螺线管的磁场 　　通电螺线管可以看作许多匝环形电流串联而成,因此,通电螺线管的磁场是这些环形电 流磁场的叠加,所以可以利用环形电流的安培定则判断通电螺线管的磁场。 知识辨析 1.两通电导线之间的相互作用是通过电场发生的吗? 2.磁感线总是由磁体的N极指向S极,这种说法正确吗? 3.通电直导线周围磁场的磁感线是一圈圈同心圆,这些同心圆有何特点? 4.两个磁场叠加的区域,磁感线可能相交吗? 一语破的 1.不是。两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的。 2.不正确。在磁体外部,磁感线由磁体的N极指向S极;在磁体内部,磁感线由磁体的S极指向N 极。 3.这些同心圆都在跟导线垂直的平面上,离通电直导线越远,磁感线越稀疏,即同心圆间距不 相等。 4.不可能。磁感线不相交,也不相切。 关键能力 定点破 定点 三种常见的电流的磁场  图示 立体图 截面图 直线电流       从上向下看   从前向后看 特点:以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱 环形电流       从右向左看   从前向后看 特点:内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏 通电 螺线管       从左向右看   从前向后看 特点:内部磁场可视为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极,外部磁场类似于条形磁体的磁场,方向由N极指向S极 说明    图中的“×”号表示垂直于纸面向里,“·”表示垂直于纸面向外。 2 磁感应强度　磁通量 知识点 1 磁感应强度 必备知识 清单破 1.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。 2.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。 3.影响通电导线受力的因素 (1)通电导线与磁场方向垂直时,它受力的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,即与I和l的乘积Il成正比。 (2)同样的I、l,在不同的磁场中,或在非均匀磁场中的不同位置,导线受力一般不同。 4.磁感应强度的大小:在通电导线与磁场垂直的情况下,导线受到的磁场力F与I、l乘积的比 值。定义式:B= 。 5.单位:特斯拉,简称特,符号为T。 6.磁感应强度的方向:磁感应强度是矢量,它的方向为该处的磁场方向,即该处小磁针静止时 北极所指的方向。 知识点 2 匀强磁场 1.定义:如果磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同,这个磁场就叫作匀强磁场。 2.实例:距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场(图甲),除边缘部分外,可以认为是匀强磁 场;两个平行放置较近的线圈通电时,其中间区域的磁场近似为匀强磁场(图乙)。   1.定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,当面积为S的平面与磁场方向垂直时,我们把B与S的 乘积叫作穿过这个面积的磁通量。公式为Φ=BS。 知识点 3 磁通量 导师点睛 当α=90°时,Φ=BS;当0°<α<90°时,Φ=BS sin α;当α=0°时,Φ=0。 2.单位:韦伯,简称韦,符号是Wb。1 Wb=1 T·m2。 3.磁通量是标量,但有正负。由B= 可知,磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位 面积的磁通量。磁通量可以用磁感线的条数形象地说明,穿过平面的磁通量可以理解为向相 反方向穿过平面的磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数。 知识辨析 1.在物理学中,电流元是指很短的一段通电导线,这种说法正确吗? 2.如果将一通电导线放入磁场中,那么通电导线一定会受到磁场力作用吗? 3.在匀强磁场中,将垂直于磁感线放置的线圈翻转180°,穿过线圈的磁通量大小不变,磁通量 的变化量为零,这种说法是否正确? 4.穿过某一截面的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零吗? 一语破的 1.不正确。在物理学中,把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫作电流元。 2.不一定。当放入磁场的通电导线与磁场方向平行时,通电导线不受磁场力。 3.不正确。磁通量的正负表示磁感线由平面的正面或背面穿过,如翻转前磁通量为Φ,则翻转 后磁通量为-Φ,磁通量变化量为-2Φ。 4.不一定。如果磁感线与截面平行,磁通量为零,但磁感应强度不为零。 关键能力 定点破 定点 1 磁感应强度的叠加  1.磁感应强度的矢量叠加 由于磁感应强度是矢量,故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产生的磁感应强度的矢量和。处理多根通电导线在某点产生的磁感应 强度的叠加问题的步骤为: (1)根据安培定则确定每根通电导线周围磁感线的方向。 (2)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。 (3)根据平行四边形定则将各磁感应强度合成。 2.几个特殊的磁场叠加 等大平行同向电流 等大平行反向电流 连线上 的中点   B1=B2,B合=0   B1=B2=B,B合=2B 连线的中 垂线上的 对称点   BA与BA'等大反向   BA与BA'等大同向 3.三点提醒 (1)当两磁场在某点同向时,该点的磁感应强度大小等于两磁场在该点的磁感应强度大小的 和,即B=B1+B2。 (2)当两磁场在某点反向时,该点的磁感应强度大小等于两磁场在该点的磁感应强度大小的 差的绝对值,即B=|B1-B2|。 (3)当两磁场在某点方向成一夹角时,该点的磁感应强度由平行四边形定则求得。 典例　如图所示,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放 置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线 距离均为l的a点处的磁感应强度为零【1】。如果让P中的电流反向,其他条件不变【2】,则a点处 磁感应强度的大小为     (　    )   A.0　　　    B. B0　　　    C. B0　　　    D.2B0 C 信息提取    【1】匀强磁场、长直导线P和Q中电流产生的磁场叠加后的矢量和为零。 【2】根据安培定则可知P中电流在a点产生的磁场也反向。 思路点拨    解答本题要三步走:   解析    两长直导线P和Q中的电流在a点处的磁感应强度的大小相等,设为B,方向如图甲所示, 此时a点处的磁感应强度为零,则两磁感应强度的合磁感应强度B合的大小等于B0,方向与匀强 磁场方向相反,即匀强磁场的方向水平向左(由【1】得到),此时B= = B0;让P中的电 流反向,其他条件不变,两长直导线P和Q中的电流在a点处的磁感应强度的大小仍为B,方向如 图乙所示(由【2】得到),则两磁感应强度的合磁感应强度大小为B,方向竖直向上;此时a点处 合磁感应强度的大小为Ba= = B0,C正确。   甲 乙 1.磁通量的计算 (1)公式:Φ=BS。其中B为匀强磁场的磁感应强度,S为垂直磁场方向的面积。 (2)若磁场与平面不垂直,应取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,Φ=BS cos θ。式中S cos θ 即平面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)。   2.磁通量的正、负 (1)磁通量是标量,但有正、负,当以磁感线从某一面穿入时的磁通量为正值,则磁感线从此面 定点 2 磁通量的理解及计算 穿出时磁通量为负值。 (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。 3.磁通量的变化量 磁通量的变化量 举例或注意事项 B不变, S变 ΔΦ=B·ΔS   例:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时 B变, S不变 ΔΦ=ΔB·S   例:线圈与磁体之间发生相对运动时 磁通量的变化量 举例或注意事项 B和S都变 ΔΦ=B2S2-B1S1 注意:此时由ΔΦ=Φ2-Φ1计算并判断磁通量是否变化,ΔΦ≠ΔB·ΔS B和S大小都不变,但 两者之间的夹角变 ΔΦ=BS(sin θ2-sin θ1)   例:线圈在磁场中转动时 3 电磁感应现象及应用 知识点 1 划时代的发现 必备知识 清单破 1.1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。 2.电磁感应现象:由磁场得到电流的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。 知识点 2 探究感应电流产生的条件 1.实验原理 　　按照实验电路图连接电路,观察在开关闭合、断开瞬间及开关闭合时滑动变阻器滑片不 动及迅速移动情况下,能否产生感应电流。 2.实验结论 　　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。 知识点 3 电磁感应现象的应用 　　发电机、变压器、电磁炉等都是根据电磁感应现象制造的。 知识辨析 1.闭合电路中只要有磁通量,就一定有感应电流产生吗? 2.当导体做切割磁感线运动时,导体中一定产生感应电流吗? 一语破的 1.不一定。穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中才会产生感应电流。 2.不一定。导体做切割磁感线运动时,若无闭合回路或无磁通量变化,则导体中无感应电流产 生。 关键能力 定点破 定点 感应电流产生条件的理解和应用  1.判断电路中能否产生感应电流的一般流程 2.对导体切割磁感线的理解及应注意的问题 　　在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应该注意: (1)导体是否将磁感线“割断”,如果没“割断”,就不能说切割。如图所示,(a)、(b)两图中, 导体棒是真“切割”,而(c)图中,导体棒没有切割磁感线。   (2)即使导体真“切割”了磁感线,也不能保证就能产生感应电流。如图所示,对于图甲(匀强 磁场),尽管导体“切割”了磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流 产生;对于图乙,导线框的一部分“切割”了磁感线,穿过线框的磁通量减少,线框中有感应电 流产生;对于图丙,闭合导线框在非匀强磁场中运动,切割了磁感线,同时穿过线框的磁通量减 少,线框中有感应电流产生;对于图丁,导线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动时,尽管部分导体做切割磁感线运动,但穿过线框的磁通量没有发生变化,所以在线框中没有感应电流产生。   典例　如图所示,矩形导线框abcd处于竖直面内,直导线MN与bc边平行且与线框平面共面 【1】,并通以向上的电流I,则以下情况不能使线框中产生感应电流【2】的是 (　    ) A.线框以直导线MN为轴转动 B.线框以ad边为轴转动 C.线框沿线框平面向右平移 D.增大直导线中的电流I A 信息提取    【1】直导线MN产生的磁场与线框平面垂直。 【2】只要穿过线框回路的磁通量不变,就不能使线框中产生感应电流。 思路点拨    电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可。线框闭 合,只需判断穿过线框的磁通量是否变化即可判断能否产生感应电流。 解析    通电直导线产生的磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆,线框以直导线 MN为轴转动时,穿过线框的磁通量不变(由【1】得到),线框中不产生感应电流(由【2】得 到),A符合题意;线框以ad边为轴转动时,穿过线框的磁通量变化,线框中产生感应电流,B不符 合题意;直导线中电流产生的磁场,离导线越远磁场越弱,所以线框向右平移远离MN时,穿过 线框的磁通量减小,线框中产生感应电流,C不符合题意;增大直导线中的电流I时,磁场增强,穿 过线框的磁通量增大,线框中产生感应电流,D不符合题意。 4 电磁波的发现及应用 知识点 1 电磁场　电磁波 必备知识 清单破 1.麦克斯韦电磁场理论 　　英国物理学家麦克斯韦在总结前人对电磁现象研究成果的基础上,建立了完整的电磁场 理论。可定性表述为:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。变化的电场和变化的磁 场是相互联系着的,形成不可分割的统一的电磁场。 2.麦克斯韦预言电磁波 　　如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么它就在空间引起周期性变化的磁场;这 个变化的磁场又引起新的变化的电场……于是,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,形成了电磁波。 周期性变化的电场 电磁波的产生与传播示意图 知识点 2 电磁波谱 1.描述电磁波的三个物理量 　　波速c、波长λ、频率f,它们之间的关系是c=λf。电磁波在真空中的传播速度都等于光 速,在介质中的传播速度均小于光速。 2.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。按波长从大到小的 顺序依次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 知识辨析 1.电场随时间变化时一定能产生电磁波吗? 2.我们看到的电视直播节目,声音和画面基本同步,能表明声波和光波传播速度十分接近吗? 3.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光;遥控器发出的“光”能用来控制电风 扇、电视机、空调等家用电器。它们发出的“光”相同吗? 一语破的 1.不一定。电场随时间均匀变化时,产生恒定的磁场,不会产生电磁波。 2.不能。电视直播节目中的声音信号是加载在电磁波上传播的。 3.不同。验钞机发出的“光”是紫外线,遥控器发出的“光”是红外线。 5 能量量子化 知识点 1 热辐射 必备知识 清单破 1.定义:一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫作热辐射。一般物体 的热辐射除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关。 2.特点:热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。物体在室温时,热辐射的主 要成分是波长较长的电磁波。当温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强。 3.黑体:在热辐射的同时,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。如果某种物体能够完 全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就叫作黑体。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。 1.能量子假说: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,这个不可再分的 最小能量值ε叫作能量子。 2.能量子大小的公式   知识点 2 能量子 3.能量子假说的意义:在微观世界中微观粒子的能量是一份一份的,或者说微观粒子的能量是 不连续(分立)的。这种现象叫能量的量子化。 4.光子:爱因斯坦认识到了普朗克能量子假设的意义,他把能量子假设进行了推广,认为电磁 场本身就是不连续的。也就是说,光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,频率为ν的 光的能量子为hν,h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子。 知识点 3 能级 1.能级:微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统,原子的能量是量子化的。这些量 子化的能量值叫作能级。通常情况下,原子处于能量最低的状态,这是最稳定的。 2.原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量,等于前后两个能级之差。由于原子的能 级是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 知识辨析 1.辐射强度按波长的分布情况随物体的温度变化而有所不同,温度低时只辐射波长较长的电 磁波,温度高时只辐射波长较短的电磁波吗? 2.原子能够自发地向能量较低的能级跃迁,也能自发地向能量较高的能级跃迁吗? 3.有同学认为,原子的发射光谱只有一些分立的亮线是因为原子的能级是分立的,但放出的光 子的能量不一定是分立的,这种说法正确吗? 一语破的 1.物体温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强,但仍然会辐射波长较长的电磁波。 2.不能。原子能够自发地向能量较低的能级跃迁,但从低能级向高能级跃迁的时候需要吸收 能量。 3.错误。放出的光子的能量也是分立的。 $