第十三章 电磁感应与电磁波初步 重难一学会专项训练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
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内容正文:
第十三章 电磁感应与电磁波初步 重难一学会(学生版)
目录
重难点一 磁场方向的判定链:从电流方向到小磁针 1
重难点二 磁通量的有效面积与变化量 2
重难点三 感应电流产生条件的判别 4
重难点四 电磁场与电磁波的三条边界 5
重难点一 磁场方向的判定链:从电流方向到小磁针
【难在哪】
翻译 安培定则只管电流方向到磁场方向这一段。题目给的是粒子往哪个方向飞、电子往哪个方向绕、圆盘往哪个方向转,前面还有一步,要把这些翻成电流方向。
符号 正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷正好相反。第一步把方向判反了,后面的磁场方向、小磁针偏转方向都跟着反向,卷面上看不出错在哪一步。
【怎么拆】
① 翻电流 规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷正好相反,比如负电荷向右移动,等效电流就算向左。题里只写粒子往哪个方向飞时,先看清电荷的正负,再把飞行方向翻成电流方向。
② 定磁场 直导线,右手握住导线,拇指指电流方向,四指绕向就是磁感线的环绕方向。环形电流和通电螺线管的用法正相反,四指顺着电流的绕行方向,拇指指向管内的磁场方向,拇指这一端就是 N 极。
③ 对磁针 小磁针静止时 N 极的指向就是该点的磁场方向。把第二步得到的方向与题给的偏转方向对照,两次对得上说明判对了,对不上就回到第一步,把电流方向反过来重判。
【典例】
1.(多选)如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方。若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间,小磁针N极向纸面内偏转,则带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
【对点练1】
2.(多选)如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方。若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间,小磁针极向纸面外偏转,则带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
【对点练2】
3.在一根较长的铁钉上,用漆包线绕上两个线圈A、B,将线圈B的两端接在一起,并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方,如图所示。下列判断正确的是( )
A.开关闭合瞬间,小磁针的N极向上转动
B.开关闭合瞬间,小磁针的N极垂直纸面向里转动
C.开关断开瞬间,小磁针的N极垂直纸面向里转动
D.开关断开瞬间,小磁针的N极向上转动
【别再错】
错法1 见到导线就认为 N 极朝导线偏。N 极只报告该点磁场的方向,与导线在旁边没有吸引关系。做法是先定磁场方向,再看 N 极转向。
错法2 负电荷直接把飞行方向当电流方向。题里出现电子、负离子,第一步先把方向翻过来,再进安培定则。
重难点二 磁通量的有效面积与变化量
【难在哪】
面积 Φ=BS 里的 S 是线圈在垂直磁场方向上的投影面积。按几何面积代入,线圈与磁场斜交时结果偏大,只有一部分面积落在磁场里时偏得更多,这两种错值选项里都有。
符号 磁通量的正负看线圈法线与磁场的夹角:夹角小于 90°取正,超过 90°取负。线圈一旦转过与磁场垂直的那个位置,磁感线就从另一面穿入,磁通量变号。只按大小作差,变化量会算小,甚至算成 0。
【怎么拆】
① 定面积 题目给磁场与线圈平面的夹角 α,取 S sinα;给磁感线与法线的夹角 β,取 S cosβ。读题时先在图上把给的是哪个角标出来。
② 算磁通量 线圈平面与磁场平行,有效面积为零,磁通量为零;与磁场垂直,磁通量为 BS;法线越过垂直位置以后磁通量取负值,转过 180°时就是负的 BS。
③ 作差 问变化量时,先给磁通量定一个正方向,初态、末态各按法线与磁场的夹角取正负,两次磁感线从同一面穿入取同号、从另一面穿入取异号,变化量等于末态减初态。磁通量是对单匝说的,题目给的匝数 N 不乘进去。
【典例】
4.如图所示,矩形线圈面积为,放在足够宽的磁感应强度为的匀强磁场中,开始处于水平位置a,磁场与线圈平面夹角,现让矩形线圈绕其一边顺时针转动到竖直位置b,再转到与磁感线垂直的位置c,问由位置a到位置c的过程中,矩形线圈中的磁通量改变了( )
A.0.4Wb B.1.6Wb C.2.0Wb D.3.6Wb
【对点练1】
5.如图所示,面积为的线圈处于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面成角,磁感应强度大小为,则通过线圈的磁通量为( )
A.0 B. C. D.
【对点练2】
6.如图所示,金属线框匝数为N,面积为S,其中O、为两条边的中点,磁感应强度为B的匀强磁场与线框平面夹角斜向上,现使线框右半部分绕虚线向上转过角(左部分不动),该过程穿过线框磁通量变化量的大小( )
A. B. C. D.
【别再错】
错法1 把翻过垂直位置算成变化量为零。磁感线换了面穿入,磁通量由正变负,变化量等于初末两个大小之和,不是 0。
错法2 把匝数乘进磁通量。磁通量只说一匝。题目问磁通量时,N 是干扰项,乘进去得不到选项里的值。
重难点三 感应电流产生条件的判别
【难在哪】
中间一步 书上给的是结论,题目给的是动作。开关通断、滑片移动、线圈插拔、回路平移,都要自己翻成磁通量变不变,这一步没有人替学生做。
判别前提 有磁场不等于有感应电流。线圈放在磁场里不动,穿过的磁感线条数不变,电流为零。
【怎么拆】
① 看回路 开关断开、导线断开、线圈两端悬空,这三种情形没有感应电流,后面的步骤不必再走。
② 看条数 问一句穿过回路的磁感线条数变没变。磁场源与回路有相对运动、磁场源自身的电流在变、回路面积在变,占其中一条,磁通量就在变。回路整体在匀强磁场里平移,条数不变。
③ 定方向 磁通量增加时,感应电流产生的磁场与原磁场方向相反;磁通量减小时,两者方向相同。定出感应磁场的方向,再用安培定则反推电流方向。
【典例】
7.小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,则保持开关闭合,以下操作中也能使电流计右偏的是( )
A.将滑动变阻器的滑片向右移动
B.将滑动变阻器的滑片向左移动
C.断开开关S
D.拔出线圈A
【对点练1】
8.如图,圆环形导体线圈b平放在水平桌面上,在b的正上方固定一竖直螺线管a,二者轴线重合。线圈b中产生俯视顺时针方向的感应电流,是因为( )
A.开关闭合,滑动变阻器的滑片P向上滑动
B.开关断开,滑动变阻器的滑片P向上滑动
C.滑动变阻器的滑片P不动,开关K断开
D.滑动变阻器的滑片P不动,开关K闭合
【对点练2】
9.(多选)某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象,下列说法中正确的是( )
A.在甲图中,AB导线上下运动时,有感应电流产生
B.在乙图中,将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中,有感应电流产生
C.在丙图中,闭合开关S后,将滑片P向右移动的过程中,由于导线没有做切割磁感线的运动,故没有感应电流产生
D.在丙图中,闭合开关S后,滑片P向左移动过程中,穿过线圈B的磁通量增加
【别再错】
错法1 线圈在磁场里动就判有电流。匀强磁场中整体平移,穿过的磁感线条数不变,电流为零。
错法2 断开开关判成没有电流。断开瞬间磁通量从有到无,变化集中在这一刻,指针照样偏转,方向与闭合瞬间相反。
重难点四 电磁场与电磁波的三条边界
【难在哪】
层级 教材说变化的磁场产生电场,只到电场这一层。要向外辐射成电磁波,还要求这个变化是周期性的。均匀变化只产生稳定电场,不会向外辐射。把这两层当成一回事,遇到直流电路通断就误判成有电磁波。
介质 机械波离开介质不传,电磁波不需要介质。真空中照样传,光就是电磁波。
【怎么拆】
① 分级 磁场均匀变化,产生稳定电场;磁场周期性变化,产生周期性变化的电场,电场再产生磁场,电场和磁场交替向外传,才是电磁波。
② 看条件 电磁波是横波,电场方向、磁场方向都与传播方向垂直。传播不需要介质,真空中波速 3×108 m/s,波长、频率与波速满足 c=λf。
③ 比波长 问到波长长短与衍射时,同一介质中频率越高波长越短,波长越长越容易绕过障碍物。微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线按波长从长到短排,判断时先定位再比较。
【典例】
10.物理学是一门以实验为基础的学科,物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品,说法正确的是( )
A.甲图中,两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过电场实现的
B.乙图中,若在ab的两端接上交流电源(电流的大小和方向发生周期性变化),稳定后接在cd端的电流表也会有偏转
C.丙图中,生活中常用微波炉来加热食物,微波是一种电磁波,微波具有可连续变化的能量
D.奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象
【对点练1】
11.随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则以下说法正确的是( )
A.甲波的波长比可见光的小
B.乙波的波长比可见光的大
C.甲波的波长比乙波的小
D.乙波比甲波更容易发生衍射现象
【别再错】
错法1 没有介质就不能传播。电磁波不需要介质,真空中波速最大。
错法2 把频率越高波长越短当成普遍规律。这条只在同一介质中成立。换了介质波速改变,波长跟着变,频率不变。
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第十三章 电磁感应与电磁波初步 重难一学会(解析版)
目录
重难点一 磁场方向的判定链:从电流方向到小磁针 1
重难点二 磁通量的有效面积与变化量 3
重难点三 感应电流产生条件的判别 5
重难点四 电磁场与电磁波的三条边界 7
重难点一 磁场方向的判定链:从电流方向到小磁针
【难在哪】
翻译 安培定则只管电流方向到磁场方向这一段。题目给的是粒子往哪个方向飞、电子往哪个方向绕、圆盘往哪个方向转,前面还有一步,要把这些翻成电流方向。
符号 正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷正好相反。第一步把方向判反了,后面的磁场方向、小磁针偏转方向都跟着反向,卷面上看不出错在哪一步。
【怎么拆】
① 翻电流 规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷正好相反,比如负电荷向右移动,等效电流就算向左。题里只写粒子往哪个方向飞时,先看清电荷的正负,再把飞行方向翻成电流方向。
② 定磁场 直导线,右手握住导线,拇指指电流方向,四指绕向就是磁感线的环绕方向。环形电流和通电螺线管的用法正相反,四指顺着电流的绕行方向,拇指指向管内的磁场方向,拇指这一端就是 N 极。
③ 对磁针 小磁针静止时 N 极的指向就是该点的磁场方向。把第二步得到的方向与题给的偏转方向对照,两次对得上说明判对了,对不上就回到第一步,把电流方向反过来重判。
【典例】
1.(多选)如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方。若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间,小磁针N极向纸面内偏转,则带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
【答案】AD
① 翻电流 题给的是一束带电粒子。按选项把电荷的正负和飞行方向翻成等效电流方向:正离子往哪个方向飞,等效电流就朝哪个方向;负离子反过来,它飞的方向与等效电流的方向相反。四个选项翻下来只落到两种等效电流,一种向右,一种向左。
② 定磁场 等效电流向右时,右手握导线、拇指指向右,粒子束下方小磁针所在处的磁感线垂直纸面向里;等效电流向左时,该处磁感线垂直纸面向外。
③ 对磁针 N 极向纸面内偏,该点磁场方向向里,与等效电流向右对应。所以向右飞行的正离子束、向左飞行的负离子束成立,AD 正确;BC 给出的磁场方向相反,排除。故选 AD。
【对点练1】
2.(多选)如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方。若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间,小磁针极向纸面外偏转,则带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
【答案】BC
① 翻电流 题给的是一束带电粒子。按选项把电荷的正负和飞行方向翻成等效电流方向:正离子往哪个方向飞,等效电流就朝哪个方向;负离子反过来,它飞的方向与等效电流的方向相反。四个选项翻下来只落到两种等效电流,一种向右,一种向左。
② 定磁场 等效电流向右时,右手握导线、拇指指向右,粒子束下方小磁针所在处的磁感线垂直纸面向里;等效电流向左时,该处磁感线垂直纸面向外。
③ 对磁针 N 极向纸面外偏,该点磁场方向向外,只与等效电流向左对应。所以向左飞行的正离子束、向右飞行的负离子束成立,BC 正确;AD 给出的磁场方向相反,排除。故选 BC。
【对点练2】
3.在一根较长的铁钉上,用漆包线绕上两个线圈A、B,将线圈B的两端接在一起,并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方,如图所示。下列判断正确的是( )
A.开关闭合瞬间,小磁针的N极向上转动
B.开关闭合瞬间,小磁针的N极垂直纸面向里转动
C.开关断开瞬间,小磁针的N极垂直纸面向里转动
D.开关断开瞬间,小磁针的N极向上转动
【答案】C
① 翻电流 闭合开关瞬间线圈 A 中电流从无到有,穿过线圈 B 的磁通量增加,B 中感应电流产生的磁场要反抗这个增加,所以 B 中的电流方向与 A 中的电流方向相反。这个电流经线圈 B 的两端送到 CD 段,方向由 D 到 C;断开瞬间磁通量减少,感应电流反向,CD 段中电流由 C 到 D。
② 定磁场 CD 段电流由 D 到 C 时,右手握导线、拇指指向 C,小磁针所在处磁感线垂直纸面向外;电流由 C 到 D 时,该处磁感线垂直纸面向里。
③ 对磁针 闭合瞬间 N 极向纸面外转,断开瞬间向纸面内转,C 正确、D 错误。CD 段产生的磁场垂直于纸面,N 极只能向里或向外转,AB 说的向上转不可能出现,排除。故选 C。
【别再错】
错法1 见到导线就认为 N 极朝导线偏。N 极只报告该点磁场的方向,与导线在旁边没有吸引关系。做法是先定磁场方向,再看 N 极转向。
错法2 负电荷直接把飞行方向当电流方向。题里出现电子、负离子,第一步先把方向翻过来,再进安培定则。
重难点二 磁通量的有效面积与变化量
【难在哪】
面积 Φ=BS 里的 S 是线圈在垂直磁场方向上的投影面积。按几何面积代入,线圈与磁场斜交时结果偏大,只有一部分面积落在磁场里时偏得更多,这两种错值选项里都有。
符号 磁通量的正负看线圈法线与磁场的夹角:夹角小于 90°取正,超过 90°取负。线圈一旦转过与磁场垂直的那个位置,磁感线就从另一面穿入,磁通量变号。只按大小作差,变化量会算小,甚至算成 0。
【怎么拆】
① 定面积 题目给磁场与线圈平面的夹角 α,取 S sinα;给磁感线与法线的夹角 β,取 S cosβ。读题时先在图上把给的是哪个角标出来。
② 算磁通量 线圈平面与磁场平行,有效面积为零,磁通量为零;与磁场垂直,磁通量为 BS;法线越过垂直位置以后磁通量取负值,转过 180°时就是负的 BS。
③ 作差 问变化量时,先给磁通量定一个正方向,初态、末态各按法线与磁场的夹角取正负,两次磁感线从同一面穿入取同号、从另一面穿入取异号,变化量等于末态减初态。磁通量是对单匝说的,题目给的匝数 N 不乘进去。
【典例】
4.如图所示,矩形线圈面积为,放在足够宽的磁感应强度为的匀强磁场中,开始处于水平位置a,磁场与线圈平面夹角,现让矩形线圈绕其一边顺时针转动到竖直位置b,再转到与磁感线垂直的位置c,问由位置a到位置c的过程中,矩形线圈中的磁通量改变了( )
A.0.4Wb B.1.6Wb C.2.0Wb D.3.6Wb
【答案】D
① 定面积 磁场与线圈平面的夹角是 53°,有效面积取线圈面积在垂直磁场方向上的投影,S sin53°=0.8S。
② 算磁通量 a 位置的磁通量 Φ=0.8×2.0×1.0Wb=1.6Wb。c 位置线圈与磁感线垂直,磁通量大小取最大值 BS,即 2.0Wb。b 位置线圈平面与磁场平行,磁通量为零。
③ 作差 线圈是绕一边翻过去的,磁感线从另一面穿入,末态与初态的符号相反,按 a 位置取负、c 位置取正记账,ΔΦ=2.0Wb−(−1.6Wb)=3.6Wb。本题没有给匝数,也不乘进磁通量。故选 D。
【对点练1】
5.如图所示,面积为的线圈处于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面成角,磁感应强度大小为,则通过线圈的磁通量为( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
① 定面积 题给的是磁场方向与线圈平面的夹角 θ,有效面积取线圈面积在垂直磁场方向上的投影,即 S sinθ。
② 算磁通量 磁通量 Φ=BS sinθ,与线圈的形状、位置无关,只看有效面积。A 项对应线圈平面与磁场平行,B 项对应线圈平面与磁场垂直,D 项的 BScosθ 是把 θ 当成磁场与法线的夹角算的,都不是本题的情形。故选 C。
【对点练2】
6.如图所示,金属线框匝数为N,面积为S,其中O、为两条边的中点,磁感应强度为B的匀强磁场与线框平面夹角斜向上,现使线框右半部分绕虚线向上转过角(左部分不动),该过程穿过线框磁通量变化量的大小( )
A. B. C. D.
【答案】C
① 定面积 磁场与线框平面的夹角是 45°,初态有效面积为 S sin45°= S。
② 算磁通量 初态磁通量 Φ= BS。右半绕 OO′ 转过 90° 后,磁感线相对右半的穿入方向反过来,右半贡献−Bcos45°,左半未动仍是 +Bsin45°,把两半的磁通量代数相加,两项大小相等、符号相反,末态磁通量为零。
③ 作差 变化量等于末态减初态,末态为零,变化量的大小就是 BS。线框有 N 匝,但磁通量按单匝算,N 不乘进去,故选 C。
【别再错】
错法1 把翻过垂直位置算成变化量为零。磁感线换了面穿入,磁通量由正变负,变化量等于初末两个大小之和,不是 0。
错法2 把匝数乘进磁通量。磁通量只说一匝。题目问磁通量时,N 是干扰项,乘进去得不到选项里的值。
重难点三 感应电流产生条件的判别
【难在哪】
中间一步 书上给的是结论,题目给的是动作。开关通断、滑片移动、线圈插拔、回路平移,都要自己翻成磁通量变不变,这一步没有人替学生做。
判别前提 有磁场不等于有感应电流。线圈放在磁场里不动,穿过的磁感线条数不变,电流为零。
【怎么拆】
① 看回路 开关断开、导线断开、线圈两端悬空,这三种情形没有感应电流,后面的步骤不必再走。
② 看条数 问一句穿过回路的磁感线条数变没变。磁场源与回路有相对运动、磁场源自身的电流在变、回路面积在变,占其中一条,磁通量就在变。回路整体在匀强磁场里平移,条数不变。
③ 定方向 磁通量增加时,感应电流产生的磁场与原磁场方向相反;磁通量减小时,两者方向相同。定出感应磁场的方向,再用安培定则反推电流方向。
【典例】
7.小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,则保持开关闭合,以下操作中也能使电流计右偏的是( )
A.将滑动变阻器的滑片向右移动
B.将滑动变阻器的滑片向左移动
C.断开开关S
D.拔出线圈A
【答案】B
① 看回路 开关保持闭合,线圈 B 与电流计接成闭合回路,可以往下判。
② 看条数 闭合开关瞬间指针右偏,可见穿过线圈 B 的磁通量增加时,指针往右偏。要让指针再往右偏,就得让磁通量继续增加,也就是让线圈 A 中的电流增大。滑片向左移动,接入电路的电阻减小,电流增大,穿过 B 的磁通量增加。
③ 定方向 滑片向右移动使电流减小,断开开关与拔出线圈 A 都使磁通量减少,这三种情况指针左偏。故选 B。
【对点练1】
8.如图,圆环形导体线圈b平放在水平桌面上,在b的正上方固定一竖直螺线管a,二者轴线重合。线圈b中产生俯视顺时针方向的感应电流,是因为( )
A.开关闭合,滑动变阻器的滑片P向上滑动
B.开关断开,滑动变阻器的滑片P向上滑动
C.滑动变阻器的滑片P不动,开关K断开
D.滑动变阻器的滑片P不动,开关K闭合
【答案】D
① 看回路 圆环 b 本身闭合,只要穿过它的磁通量变化就有感应电流。螺线管 a 中先要有电流,b 才有磁通量可谈。
② 看条数 A 与 C 都会使 a 中电流减小,b 中感应电流的方向也就相同,单选题里不可能两项都对,一起排除。B 项开关断开后 a 中始终没有电流,穿过 b 的磁通量恒为零,滑片怎么移都不会变,也排除。剩下 D 项,它使 a 中电流增大。
③ 定方向 a 中电流增大,穿过 b 的磁场增强,b 的感应磁场要反抗这个增强,方向与 a 的磁场相反。b 中俯视顺时针的电流产生的磁场竖直向下,正好与 a 的磁场反向,与题设一致。故选 D。
【对点练2】
9.(多选)某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象,下列说法中正确的是( )
A.在甲图中,AB导线上下运动时,有感应电流产生
B.在乙图中,将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中,有感应电流产生
C.在丙图中,闭合开关S后,将滑片P向右移动的过程中,由于导线没有做切割磁感线的运动,故没有感应电流产生
D.在丙图中,闭合开关S后,滑片P向左移动过程中,穿过线圈B的磁通量增加
【答案】BD
① 看回路 甲图的导线 AB 与电流表接成闭合回路,乙图的线圈接电流表,丙图 A、B 两个线圈都闭合,三组都能判。
② 看条数 甲图磁感线竖直,AB 上下运动与磁感线平行,不切割,穿过回路的条数不变,无电流,A 错。乙图磁铁插入,穿过线圈的条数变化,有电流,B 对。丙图滑片移动改变 A 中的电流,B 中的条数跟着变,有电流,C 错在说没有。
③ 定方向 丙图变阻器接的是左下接线柱,滑片左移接入电阻变小,A 中电流增大,穿过 B 的磁通量增加,D 对。故选 BD。
【别再错】
错法1 线圈在磁场里动就判有电流。匀强磁场中整体平移,穿过的磁感线条数不变,电流为零。
错法2 断开开关判成没有电流。断开瞬间磁通量从有到无,变化集中在这一刻,指针照样偏转,方向与闭合瞬间相反。
重难点四 电磁场与电磁波的三条边界
【难在哪】
层级 教材说变化的磁场产生电场,只到电场这一层。要向外辐射成电磁波,还要求这个变化是周期性的。均匀变化只产生稳定电场,不会向外辐射。把这两层当成一回事,遇到直流电路通断就误判成有电磁波。
介质 机械波离开介质不传,电磁波不需要介质。真空中照样传,光就是电磁波。
【怎么拆】
① 分级 磁场均匀变化,产生稳定电场;磁场周期性变化,产生周期性变化的电场,电场再产生磁场,电场和磁场交替向外传,才是电磁波。
② 看条件 电磁波是横波,电场方向、磁场方向都与传播方向垂直。传播不需要介质,真空中波速 3×108 m/s,波长、频率与波速满足 c=λf。
③ 比波长 问到波长长短与衍射时,同一介质中频率越高波长越短,波长越长越容易绕过障碍物。微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线按波长从长到短排,判断时先定位再比较。
【典例】
10.物理学是一门以实验为基础的学科,物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品,说法正确的是( )
A.甲图中,两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过电场实现的
B.乙图中,若在ab的两端接上交流电源(电流的大小和方向发生周期性变化),稳定后接在cd端的电流表也会有偏转
C.丙图中,生活中常用微波炉来加热食物,微波是一种电磁波,微波具有可连续变化的能量
D.奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象
【答案】B
① 分级 乙图中 ab 端接交流电源,电流的大小和方向周期性变化,属于变化的磁场产生电场这一层;cd 线圈与电流表接成回路,要判的就是这一层。甲图两根反向通电的导线相互排斥,靠的是磁场不是电场;丙图微波炉把微波的能量转成内能,只说明微波有能量;丁图奥斯特发现的是电流的磁效应。三图都不在这一层。
② 看条件 ab 中电流变化,穿过 cd 的磁通量不断变化,cd 中有感应电流,所接电流表的示数不为零,B 正确。故选 B。
【对点练1】
11.随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则以下说法正确的是( )
A.甲波的波长比可见光的小
B.乙波的波长比可见光的大
C.甲波的波长比乙波的小
D.乙波比甲波更容易发生衍射现象
【答案】B
① 分级 基站与手机、手机与耳机之间传的是通信信号,甲、乙都属无线电波,波长比可见光长得多。A 项说甲比可见光短,错。
② 看条件 两波都在空气中传播,波速相同,波长与频率成反比,只比波长就够了,不必去算频率。题图下方标了数值,甲波在 0.333~0.375m 之间,乙波在 0.121~0.125m 之间。
③ 比波长 甲波的波长大于乙波。C 项说甲比乙小,错;B 项说乙比可见光大,对。波长越长越容易绕过障碍物,甲波长较长,应是甲比乙容易衍射,D 项说反了。故选 B。
【别再错】
错法1 没有介质就不能传播。电磁波不需要介质,真空中波速最大。
错法2 把频率越高波长越短当成普遍规律。这条只在同一介质中成立。换了介质波速改变,波长跟着变,频率不变。
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