第13章 电磁感应与电磁波初步 章末素养能力提升（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第三册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 聚焦磁场与电磁感应单元，以基础概念辨析、综合应用分析、情境化计算为梯度，系统覆盖核心知识点，渗透物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固|8题|科学家贡献、磁感线性质、磁感应强度定义等概念辨析题|从磁场基本属性（方向、强弱）到电磁感应条件，构建“概念建立-规律理解”逻辑链| |综合运用|3题|磁场叠加、电磁波性质、电磁感应实验探究等应用题|结合生活情境（磁星、蓝牙耳机），体现“规律应用-现象解释”的科学探究过程| |拓广探索|2题|磁感应强度计算、磁通量变化及感应电流条件的计算题|通过动态情境（导体棒运动、磁场变化），深化“定量计算-条件分析”的科学推理能力|

章末素养能力提升 基础巩固 1. 在物理学理论建立的过程中, 有许多科学家做出了贡献. 关于科学家的贡献和研究方法, 下列说法正确的是 ( ) A. 库仑用实验测得元电荷 的数值 B. 法拉第引入电场线和磁感线来形象地描述电场和磁场 C. 奥斯特总结出了判断电流和磁场方向关系的右手螺旋定则 D. 爱因斯坦将“能量子“引入物理学，开创了物理学的新纪元 2. 如图所示，宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的 1000 万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是 ( ) 第 2 题 A. “磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示 B. 距“磁星”很远处磁感线中断 C. 磁场只存在于“磁星”外部, 而“磁星”内部不存在磁场 D. “磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切 3. 如图所示，环形导线周围有三只小磁针 、 、 c，闭合开关 后，三只小磁针 极的偏转方向是 ( ) 第 3 题 A. 全向里 B. 全向外 C. a、c 向里, b 向外 D. a、c 向外，b 向里 4. 物理学中用试探电荷研究电场, 用电流元来研究磁场, 通电导线与磁场方向垂直时, 通电导线受到磁场的作用力 ,下列说法正确的是 ( ) A. 由 可知 与 成正比,与 成反比 B. 比值 与电流元无关,是描述磁场性质的 C. 一小段通电导线在某处不受磁场力, 说明该处一定无磁场 D. 若长为 、电流为 的导线在某处受到的磁场力为 ,则该处的磁感应强度大小为 5. 如图所示, 水平长直导线中通有恒定电流, 以导线为中轴线取一个长方体区域，则( ) 第 5 题 A. 上表面四个顶点处磁感应强度的方向都相同 B. 上表面四个顶点处磁感应强度的大小都相同 C. 穿过上表面的磁通量比右侧面的大 D. 穿过上表面的磁通量比右侧面的小 6. 法拉第在研究电磁感应时用过的线圈如图甲所示，其工作原理如图乙所示，开关S闭合瞬间 ( ) 第 6 题 A. 线圈中磁通量减少，电流表指针偏转 B. 线圈中磁通量增加，电流表指针偏转 C. 线圈中磁通量增加, 电流表指针不偏转 D. 线圈中磁通量减少, 电流表指针不偏转 7. 如图所示, 水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线, 以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系. 四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置, 两直导线中的电流大小与变化情况完全相同, 电流方向如图所示, 当两直导线中的电流都减小时, 四个线圈 a、b、c、d 中感应电流的情况是( ) 第 7 题 A. 线圈 a 中无感应电流 B. 线圈 b 中无感应电流 C. 线圈 c 中有感应电流 D. 线圈 a、b、c、d 中均无感应电流 8. 由中国健康发展研究中心发布的《国民视觉健康报告》白皮书显示，我国学生的近视患病率在逐年增加. 课业负担重、沉迷电子产品已成为影响青少年视力的两大“杀手”. 现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视， 所用激光的波长 . 已知普朗克常量 ,光在真空中传播速度 ,则该激光中每个光子的能量为 ( ) A. B. C. D. 综合运用 9. (教材改编题)如图所示，在磁感应强度大小为 的匀强磁场中,两长直导线 和 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 . 在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 时,纸面内与两导线距离均为 的 点处的磁感应强度为 0,如果让 中的电流反向,其他条件不变，那么 点处磁感应强度的大小为 ( ) 第 9 题 A. 0 B. C. D. 10. 使用蓝牙耳机接听手机来电, 其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是 ,则蓝牙通信的电磁波 ( ) 第 10 题 A. 是蓝光 B. 波长比手机通信的电磁波短 C. 在真空中的传播速度大小为 D. 在真空中的传播速度比可见光传播的速度小 11. 小明用如图所示的装置探究“什么情况下磁可以生电”，进行了如下操作，其中能使电流表指针发生偏转的操作是 ( ) 第 11 题 A. 保持磁体与导线 静止不动 B. 让磁体与导体 以相同的速度一起向右运动 C. 保持磁体静止不动，让导体 沿水平方向左右运动 D. 保持磁体静止不动，让导体 沿竖直方向上下运动 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12. 在磁场中放入一通电导线, 导线与磁场垂直, 导线长为 ,电流为 ,所受的磁场力为 . 问: (1)该位置的磁感应强度多大？ (2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大? (3)若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大? 拓广探索 13.(教材改编题)如图所示，“V”形导轨沿水平方向固定， 为 的角平分线. 在整个空间加竖直向下的匀强磁场, 磁感应强度大小 ,导体棒 垂直 放置在 点,从 时刻开始导体棒向右以恒定的速度 运动，导体棒始终与 垂直且始终保持与导轨有良好的接触，从 开始空间的磁感应强度随时间的变化规律为 1 s). 求: (1) 时穿过闭合回路的磁通量； (2) 到 时穿过回路磁通量的变化量; (3)若 开始，欲使回路中没有感应电流产生，写出从 开始磁感应强度随时间的变化规律. 第 13 题 学科网（北京）股份有限公司 $ 章末素养能力提升 基础巩固 1. 在物理学理论建立的过程中, 有许多科学家做出了贡献. 关于科学家的贡献和研究方法, 下列说法正确的是 ( ) A. 库仑用实验测得元电荷 的数值 B. 法拉第引入电场线和磁感线来形象地描述电场和磁场 C. 奥斯特总结出了判断电流和磁场方向关系的右手螺旋定则 D. 爱因斯坦将“能量子“引入物理学，开创了物理学的新纪元 【答案】B 【解析】元电荷的数值是由密立根通过油滴实验测得的, 库仑的贡献是提出库仑定律, 故 A 错误; 法拉第首次引入电场线和磁感线来形象描述电场和磁场,故 正确; 右手螺旋定则(安培定则)是安培总结的，奥斯特的贡献是发现电流的磁效应，故 C 错误；将 “能量子”引入物理学的是普朗克，爱因斯坦在此基础上提出了 “光量子” 理论，故 D 错误. 故选 B. 2. 如图所示，宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的 1000 万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是 ( ) 第 2 题 A. “磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示 B. 距“磁星”很远处磁感线中断 C. 磁场只存在于“磁星”外部, 而“磁星”内部不存在磁场 D. “磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切 【答案】A 【解析】“磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示， 正确；磁感线是闭合的曲线，则距“磁星”很远处磁感线不会中断, B 错误; 在“磁星”外部和内部都有磁场, 内部和外部磁感线组成闭合的曲线, C 错误; “磁星” 表面的磁场非常强, 故磁感线非常密集, 但是磁感线不可能相切或相交, D 错误. 3. 如图所示，环形导线周围有三只小磁针 、 、 c，闭合开关 后，三只小磁针 极的偏转方向是 ( ) 第 3 题 A. 全向里 B. 全向外 C. a、c 向里, b 向外 D. a、c 向外，b 向里 【答案】C 【解析】闭合开关 后,环形导线中通有逆时针方向的电流, 根据安培定则判断环形导线内部磁场垂直纸面向外, 外部磁场垂直纸面向内，则小磁针 的 极向外偏转， 、 两个小磁针向里偏转,故选 C. 4. 物理学中用试探电荷研究电场, 用电流元来研究磁场, 通电导线与磁场方向垂直时, 通电导线受到磁场的作用力 ,下列说法正确的是 ( ) A. 由 可知 与 成正比,与 成反比 B. 比值 与电流元无关,是描述磁场性质的 C. 一小段通电导线在某处不受磁场力, 说明该处一定无磁场 D. 若长为 、电流为 的导线在某处受到的磁场力为 ,则该处的磁感应强度大小为 【答案】 【解析】 是采用比值法定义的,磁感应强度 是由磁场决定的物理量, 是描述磁场性质的, 与电流元无关, 与通电导线受到磁场的作用力以及 IL 无关, A 错误, B 正确; 一小段通电导线在某处不受磁场力, 可能是导线与磁场方向平行,该处不一定无磁场, 错误; 只有长为 、电流为 的导线垂直放入磁场某处,受到的磁场力为 时,该处的磁感应强度大小才为 ,若导线与磁场不垂直,则该处的磁感应强度大小大于 , D 错误. 5. 如图所示, 水平长直导线中通有恒定电流, 以导线为中轴线取一个长方体区域，则( ) 第 5 题 A. 上表面四个顶点处磁感应强度的方向都相同 B. 上表面四个顶点处磁感应强度的大小都相同 C. 穿过上表面的磁通量比右侧面的大 D. 穿过上表面的磁通量比右侧面的小 【答案】 【解析】由右手螺旋定则,根据对称性可知,上表面四个顶点处磁感应强度的方向不都相同，故 A 错误；上表面四个顶点处磁感应强度的大小都相同，故 正确；通过上表面的磁通量为 0 , 同理通过右侧面的磁通量也为 0 , 故 C、D 错误. 6. 法拉第在研究电磁感应时用过的线圈如图甲所示，其工作原理如图乙所示，开关S闭合瞬间 ( ) 第 6 题 A. 线圈中磁通量减少，电流表指针偏转 B. 线圈中磁通量增加，电流表指针偏转 C. 线圈中磁通量增加, 电流表指针不偏转 D. 线圈中磁通量减少, 电流表指针不偏转 【答案】B 【解析】开关 闭合瞬间,线圈电流瞬间增大,则磁通量变大, 产生感应电流, 电流表指针偏转, 故 B 正确. 7. 如图所示, 水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线, 以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系. 四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置, 两直导线中的电流大小与变化情况完全相同, 电流方向如图所示, 当两直导线中的电流都减小时, 四个线圈 a、b、c、d 中感应电流的情况是( ) 第 7 题 A. 线圈 a 中无感应电流 B. 线圈 b 中无感应电流 C. 线圈 c 中有感应电流 D. 线圈 a、b、c、d 中均无感应电流 【答案】A 【解析】根据右手螺旋定则可知线圈 a、c 中两直导线产生的磁场始终相互抵消,即线圈 中的磁通量始终为 0,故没有感应电流; 根据右手螺旋定则可知线圈 中两直导线产生的磁场的合磁场不为 0, b 中合磁场垂直纸面向里, d 中合磁场垂直纸面向外, 当两直导线中的电流都减小时, 线圈 b、d中的磁通量都变小，所以线圈 b、d 中有感应电流. 故选 A. 8. 由中国健康发展研究中心发布的《国民视觉健康报告》白皮书显示，我国学生的近视患病率在逐年增加. 课业负担重、沉迷电子产品已成为影响青少年视力的两大“杀手”. 现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视， 所用激光的波长 . 已知普朗克常量 ,光在真空中传播速度 ,则该激光中每个光子的能量为 ( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由 ,代入数据可得每个光子的能量 . 故 A 正确. 综合运用 9. (教材改编题)如图所示，在磁感应强度大小为 的匀强磁场中,两长直导线 和 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 . 在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 时,纸面内与两导线距离均为 的 点处的磁感应强度为 0,如果让 中的电流反向,其他条件不变，那么 点处磁感应强度的大小为 ( ) 第 9 题 A. 0 B. C. D. 【答案】 【解析】如图甲所示, 中的电流在 点产生的磁感应强度大小相等,设为 ,由几何关系可知 . 如果让 中的电流反向,其他条件不变,如图乙所示,由几何关系可知 点处磁感应强度的大小 . 故 正确, A、B、D 错误. 第 9 题答图 10. 使用蓝牙耳机接听手机来电, 其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是 ,则蓝牙通信的电磁波 ( ) 第 10 题 A. 是蓝光 B. 波长比手机通信的电磁波短 C. 在真空中的传播速度大小为 D. 在真空中的传播速度比可见光传播的速度小 【答案】B 【解析】由题意可得, 蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率, 故不可能是蓝光, A 错误; 由题图可知, 蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大,由 可知,频率越大, 波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短, B正确; 在真空中电磁波的传播速度大小均为 错误. 11. 小明用如图所示的装置探究“什么情况下磁可以生电”，进行了如下操作，其中能使电流表指针发生偏转的操作是 ( ) 第 11 题 A. 保持磁体与导线 静止不动 B. 让磁体与导体 以相同的速度一起向右运动 C. 保持磁体静止不动，让导体 沿水平方向左右运动 D. 保持磁体静止不动，让导体 沿竖直方向上下运动 【答案】 【解析】保持磁体和导体 静止,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流, 错误; 让磁体与导体 以相同的速度一起向右运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流, 错误; 保持磁体静止不动,让导体 沿水平方向左右运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流， 能使电流表指针发生偏转, C 正确; 保持磁体静止不动, 让导体 沿竖直方向上下运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流, 错误. 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12. 在磁场中放入一通电导线, 导线与磁场垂直, 导线长为 ,电流为 ,所受的磁场力为 . 问: (1)该位置的磁感应强度多大？ (2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大? (3)若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大? 【答案】(1)0.1 T(2)0.1 T(3)0 【解析】(1)根据公式 得 . (2)撤去电流元,该处的磁感应强度不变， . (3)若将通电导线跟磁场平行放置, 该导体所受到的磁场力为 0 . 拓广探索 13.(教材改编题)如图所示，“V”形导轨沿水平方向固定， 为 的角平分线. 在整个空间加竖直向下的匀强磁场, 磁感应强度大小 ,导体棒 垂直 放置在 点,从 时刻开始导体棒向右以恒定的速度 运动，导体棒始终与 垂直且始终保持与导轨有良好的接触，从 开始空间的磁感应强度随时间的变化规律为 1 s). 求: (1) 时穿过闭合回路的磁通量； (2) 到 时穿过回路磁通量的变化量; (3)若 开始，欲使回路中没有感应电流产生，写出从 开始磁感应强度随时间的变化规律. 第 13 题 【答案】(1) 【解析】(1) 导体棒 向右匀速运动, 内的位移 ,由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度 ,解得 ,闭合回路围成的面积 ,解得 时穿过闭合回路的磁通量大小 ,解得 导体棒的位移 ,由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度 ,解得 ,闭合回路围成的面积 ,解得 时的磁感应强度 时穿过闭合回路的磁通量大小 ,解得 导体棒的位移 ,由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度 ,解得 ,闭合回路围成的面积 时的磁感应强度 时穿过闭合回路的磁通量大小 到 时穿过回路的磁通量的变化量 . (3) 欲使回路中没有感应电流产生,则穿过回路的磁通量保持不变,即回路中的磁通量始终等于 时的磁通量,即 时间内导体棒的位移 时导体棒接在导轨间的长度 时闭合回路围成的面积 时穿过回路的磁通量 ,欲满足条件,应有 ,解得 . 学科网（北京）股份有限公司 $