第18讲 电磁感应初步与电磁场 讲义-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第18讲 电磁感应初步与电磁场 知识点一、划时代的发现 （阅读教材114-116页，完成以下填空） 1. 电磁感应：法拉第经过长达10年的探索，在1831年发现了电磁感应现象，产生的电流叫作感应电流。 (1) “磁生电”的本质：是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 2. 产生感应电流的条件 (1) 实验探究：闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。此时，变化的只有电路ABCD的面积，即穿过电路的磁通量发生了变化。 (2) 产生条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就会产生感应电流。 3. 电磁感应现象的应用 (1) 发电机：根据电磁感应现象制造的最早的发电机，开辟了人类社会的电气化时代。 (2) 其他应用：生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的。 课中训练 1. 某磁场的磁感线分布如图所示，将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处，以下说法正确的 1．某磁场的磁感线分布如图所示，将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处，以下说法正确的是（　　） A．此磁场是匀强磁场 B．M处的磁感应强度比N处的磁感应强度小 C．通过圆环的磁通量将增大 D．圆环中会产生感应电流 【答案】D 【详解】A．匀强磁场的磁感线是平行且等间距的直线，图中磁感线是曲线且疏密不同，因此不是匀强磁场，故A错误； B．磁感线的疏密表示磁感应强度的大小。由题图可知，M处磁感线更密集，所以M处磁感应强度比N处大，故B错误； C．磁通量的大小与磁感应强度的大小以及线圈垂直于磁场方向的有效面积有关，由题图可知，圆环从M移到N的过程中，磁感应强度减小，所以通过圆环的磁通量减小，故C错误； D．圆环从M移到N的过程中，闭合圆环的磁通量发生了变化，则根据电磁感应定律可知，圆环中会产生感应电流，故D正确。 故选D。daanortimuend 2. 下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　）/A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向 2．下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 【答案】A 【详解】A．圆环在匀强磁场中向左平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A正确； B．圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B错误； C．离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故C错误； D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D错误。 故选A 。daanortimuend 3. （多选）法拉第在日记中记录了其发现电磁感应现象的过程，某同学用现有器材重现了其中一个实验。如 3．（多选）法拉第在日记中记录了其发现电磁感应现象的过程，某同学用现有器材重现了其中一个实验。如图所示，线圈P两端连接到灵敏电流计上，线圈Q通过开关S连接到直流电源上．将线圈Q放在线圈P的里面后，则（    ） A．开关S闭合瞬间，电流计指针发生偏转 B．开关S断开瞬间，电流计指针不发生偏转 C．保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针发生偏转 D．保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针不发生偏转 【答案】AC 【详解】A．开关S闭合瞬间，通过线圈Q的电流增加，则穿过线圈P的磁通量增加，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项A正确； B．开关S断开瞬间，通过线圈Q的电流减小，则穿过线圈P的磁通量减小，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项B错误； CD．保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，则穿过线圈P的磁通量减小，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项C正确，D错误。 故选AC。daanortimuend 4. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，下列说法正确的是（    ）/A． 4．以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，下列说法正确的是（    ） A．图甲中ABC构成等边三角形，C处磁场方向平行于导线AB连线向右 B．图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下，北半球竖直向上 C．图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 D．图丁中金属框在同一平面内沿平行于直导线方向运动，线框中无感应电流 【答案】D 【详解】A．若两导线的电流相等，根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向斜向右下，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向斜向右上，则磁场在C处相互叠加，如图所示 可知C处磁场方向平行于导线AB连线向右，但题中导线B的电流大，则导线B产生的磁场较强，根据平行四边形定则可知C处磁场方向不可能平行于导线AB连线向右，A错误； B．地磁场中在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量，B错误； C．图丙中条形磁体内部磁场方向向上，且向上穿过两环的磁感线条数是相同的；磁铁外部线圈所在位置磁场方向向下，且环面积越大，向下穿过的磁感线条数越多，由于2环面积大，抵消的磁感线条数较多，故图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为，C错误； D．图丁中与通电导线在同一平面内的金属线框沿平行于直导线方向运动，线框中磁通量不变，不会产生感应电流，D正确。 故选D。daanortimuend 5. 如图所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环，则（　　）/A．穿 5．如图所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环，则（　　） A．穿入过程，穿过圆环的磁通量不变 B．穿入过程，圆环中会产生感应电流 C．穿出过程，穿过圆环的磁通量不变 D．穿出过程，圆环中不会产生感应电流 【答案】B 【详解】AB．穿入过程，穿过圆环的磁通量变大，则圆环中会产生感应电流，故A错误，B正确； CD．穿出过程，穿过圆环的磁通量变小，则圆环中会产生感应电流，故CD错误。 故选B。daanortimuend 知识点二、电磁波的发现及应用 （阅读教材118-121页，完成以下填空） 1. 电磁场 (1) 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 (2) 电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 2. 电磁波 (1) 产生：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，形成电磁波。 (2) 传播：电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。（如图13.4-1所示） (3) 证实：1886年，德国科学家赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 3. 电磁波谱 (1) 波速、波长、频率的关系：。电磁波在真空中的速度。 (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。包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等。 (3) 不同电磁波具有不同的特性，因此具有不同的应用。例如：红外线可以用来加热理疗，紫外线可以消毒，X射线可以用于诊断病情，射线可以摧毁病变的细胞。（如图13.4-4所示） （阅读教材122页，完成以下填空） 4. 电磁波的能量：电磁波具有能量，电磁波是一种物质。微波炉加热食物就是利用微波使食物中的水分子热运动加剧。（如图13.4-5所示） 5. 电磁波通信：电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。移动通信、卫星宽带通信等均依赖电磁波传递信息。 课中训练 6. 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁 6．英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 【答案】C 【详解】A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确； D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。 故选C。daanortimuend 7. “中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙 7． “中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．法拉第通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】B 【详解】A．电磁波仅在真空中的传播速度为，在介质中传播速度为（为介质折射率，），小于，故A错误； B．按电磁波谱波长从长到短的排序：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，可知红外线波长比紫外线大，故B正确； C．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场会激发出恒定的磁场，恒定磁场无法再激发电场，不能产生电磁波，故C错误； D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D错误。 故选B。daanortimuend 8. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B 8．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．稳定的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在传播过程中不能发生反射和折射 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 【答案】A 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度恒定，与频率无关，故A正确； B．根据麦克斯韦电磁理论可知，周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B错误； C．电磁波也是波的一种，具有波的一切特性，可以发生反射和折射，故C错误； D．电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，故D错误。 故选A。daanortimuend 9. 下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视B． 9．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B．紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C．麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 D．红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的 【答案】A 【详解】A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视，故A正确； B．紫外线有很强的荧光效应，可用于防伪，但不带电，不能在磁场中偏转，故B错误； C．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C错误； D．红外体温计是依据人体发射红外线来测量体温的，不是体温计发射红外线，故D错误。 故选A。daanortimuend 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 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 【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线产生的磁场方向相反，因此两导线相互排斥，相互排斥的作用是通过磁场实现的，故A错误； B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，接在cd端的电流表示数不为0，故B正确； C．微波是一种电磁波，丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，提供内能，说明微波具有能量，但并不能说明微波具有可持续变化的能量，故C错误； D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电流的磁效应，故D错误。 故选B。daanortimuend 知识点三、能量量子化 （阅读教材124-127页，完成以下填空） 1. 热辐射 (1) 概念：周围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。 (2) 特点：物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。（如图13.5-1所示） (3) 黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，如下图所示，其中T1>T2。 2. 能量子 (1) 普朗克假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 的整数倍，这个不可再分的最小能量值 叫作能量子。 (2) 能量子大小：。其中 是电磁波的频率， 叫作普朗克常量，其值为。 (3) 意义：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是不连续的（分立的）。 3. 光子 爱因斯坦认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为 的光的能量子为，这些能量子后来被称为光子。 4. 能级 (1) 概念：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。 (2) 跃迁：原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量，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。（如图13.5-2所示） 课中训练 11. 关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　）A．黑体吸收了绝大部分电磁波B．黑体辐 11．关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体吸收了绝大部分电磁波 B．黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 【答案】D 【详解】A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，选项A错误； B．根据黑体辐射规律：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，与材料及表面状况无关，故B错误； C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较短的方向移动，选项C错误； D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律，选项D正确。 故选D。daanortimuend 12. 2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量 12． 2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（　　） A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位 C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子 【答案】C 【详解】量子是不可分割的最小的单元，体现了物质的不连续性，即通常所说的“量子化”。 故选C。daanortimuend 13. 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑 13．对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体不会辐射电磁波 B．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波 C．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 D．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 【答案】C 【详解】AB．一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，AB错误； CD．普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，C正确，D错误。 故选C。daanortimuend 14. 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉 14．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是（　　） A．T1＜T2 B．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低 D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动 【答案】D 【详解】A．不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不同的，温度越高向外辐射的能量中，频率小的波越多，所以T1>T2，故A错误； B．由图像可知，同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间，故B错误； C．由图像可知，黑体的辐射强度随着温度的升高而增大，故C错误； Ｄ．由图可知，随着温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增大，同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，故D正确。 故选D。daanortimuend 效果验证 15. （多选）机器人利用柔性磁膜触觉传感器可以轻松拿起鸡蛋而不破裂，如图所示，传感器核心部分的结构 15．（多选）机器人利用柔性磁膜触觉传感器可以轻松拿起鸡蛋而不破裂，如图所示，传感器核心部分的结构为内置柔性磁膜与固定的线圈矩阵，通过线圈产生感应电流以感知磁膜上表面受到的压力变化情况。下列说法正确的是（   ） A．磁膜没有受到压力时，线圈没有感应电流产生 B．磁膜受到压力稳定后，线圈有感应电流产生 C．磁膜受到的压力减小时，线圈没有感应电流产生 D．磁膜受到的压力增大时，线圈有感应电流产生 【答案】AD 【详解】A．磁膜没有受到压力时，线圈的磁通量不变，线圈没有感应电流产生，故A正确； B．磁膜受到压力稳定后，线圈的磁通量不变，线圈没有感应电流产生，故B错误； CD．磁膜受到的压力减小或增大时，线圈的磁通量改变，线圈有感应电流的产生，故C错误，D正确。 故选AD。daanortimuend 16. （多选）1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说 16．（多选）1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（　　） A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 【答案】ABC 【详解】能量子假说认为，物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份能量单位，称为“能量子”，能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。daanortimuend 17. 下列说法正确的是（　　）A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射B 17．下列说法正确的是（　　） A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．只有温度高的物体才会有热辐射 C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播 D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值 【答案】A 【详解】A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，A正确； B．任何物体都会有热辐射，B错误； C．电磁波是一种物质，能在真空中传播，C错误； D．一个物体所具有的能量是量子化的，是一个非连续值，D错误； 故选A。daanortimuend 18. 如图所示是教材中的一些插图，下列说法正确的是（　　）/A．图甲中，在用图像 18．如图所示是教材中的一些插图，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，在用图像计算做功时，变力所做功的大小近似等于所有小矩形面积之和，这里采用了控制变量法的思路 B．图乙中，在卡文迪什扭秤实验中采用了放大法的思路 C．图丙中，光滑斜面体对于用轻绳竖直悬挂的小球有垂直于斜面的弹力 D．图丁中，闭合线圈绕平行于磁感线的轴转动，线圈中会产生逆时针方向的感应电流 【答案】B 【详解】A．图甲中，在用图像计算做功时，变力所做功的大小近似等于所有小矩形面积之和，这里采用了微元法的思路，故A错误； B．图乙中，在卡文迪什扭秤实验中采用了放大法的思路，故B正确； C．图丙中，小球只受到重力和轻绳的拉力，光滑斜面体对小球没有弹力，故C错误； D．图丁中，闭合线圈绕平行于磁感线的轴转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，线圈中无感应电流产生，故D错误。 故选B。daanortimuend 19. 电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）/  A． 19．电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）    A．电磁炉是利用电磁波来工作的 B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的 C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的 D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的 【答案】A 【详解】A．电磁炉是利电磁感应原理和电流的热效应来工作的，故A错误，符合题意； B．微波时电磁波的一部分，食物分子在微波的作用下剧烈震动，内能增大，温度升高，达到加热的目的，故B正确，不符合题意； C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故C正确，不符合题意； D．不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确，不符合题意。 故选A。daanortimuend 强化提升 20. （多选）利用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件，线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源 20．（多选）利用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件，线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈Q的两端连接到电流表上，线圈装在线圈的里面。下列说法正确的是（     ） A．开关闭合瞬间，线圈中产生感应电流 B．开关断开瞬间，线圈中不产生感应电流 C．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片，线圈中产生感应电流 D．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片，线圈中不产生感应电流 【答案】AC 【详解】A．开关闭合瞬间，线圈P的电流从无到有，产生的磁场也从无到有，穿过线圈Q的磁通量突然增加，满足感应电流产生条件，Q中会产生感应电流，A正确； B．开关断开瞬间，线圈P的电流从有到无，产生的磁场也从有到无，穿过线圈Q的磁通量突然减小，Q中会产生感应电流，B错误； CD．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的阻值快速变化，线圈P的电流随之快速变化，它产生的磁场也发生变化，穿过Q的磁通量随之改变，因此线圈Q中会产生感应电流，C正确，D错误。 故选AC。daanortimuend 21. 下列说法中正确的是（　　）A．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用B．阳光可以晒黑 21．下列说法中正确的是（　　） A．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用 B．阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用 C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 D．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 【答案】A 【详解】A．由于紫外线有很强的荧光效应，所以紫外验钞机就是利用紫外线的荧光效应而工作的，故A正确； B．阳光晒黑皮肤是紫外线的作用，故B错误； C．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误； D．微波炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故D错误。 故选A。daanortimuend 22. 关于物理学史，下列说法正确的是（    ）A．库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描 22．关于物理学史，下列说法正确的是（    ） A．库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 B．赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度 C．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的 【答案】B 【详解】A．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，A错误； B．赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度，B正确； C．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，C错误； D．普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，D错误。 故选B。daanortimuend 23. 关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）A．麦克斯韦预言并证 23．关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B．电磁波是一种客观存在的物质 C．普朗克认为微观粒子的能量是连续的 D．奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象 【答案】B 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，证实电磁波存在的人时赫兹，故A错误； B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在，故B正确； C．普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的，故C错误； D．法拉第通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象，故D错误。 故选B。daanortimuend 24. 下列各图所描述的物理情境中，线圈或回路中能产生感应电流的是（　　）/A．甲图 24．下列各图所描述的物理情境中，线圈或回路中能产生感应电流的是（　　） A．甲图中开关S闭合的瞬间，线圈N中能产生感应电流 B．乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后，线圈中能产生感应电流 C．丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中，线圈中能产生感应电流 D．丁图中增大通入的电流，水平放置的圆形线框中能产生感应电流 【答案】A 【详解】A．甲图中开关S闭合瞬间，穿过线圈N的磁通量增大，所以线圈N中产生感应电流，故A正确； B．乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后，穿过线圈平面的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流，故B错误； C．丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中，金属框中磁通量不发生变化，所以不会在金属框中产生感应电流，故C错误； D．丁图中增大通入的电流，穿过线圈的磁通量始终为零，所以在线圈中不会产生感应电流，故D错误。 故选A。daanortimuend 学科网（北京）股份有限公司 $ 第18讲 电磁感应初步与电磁场 知识点一、划时代的发现 （阅读教材114-116页，完成以下填空） 1. 电磁感应：法拉第经过长达10年的探索，在1831年发现了 现象，产生的电流叫作 。 (1) “磁生电”的本质：是一种在 、 的过程中才能出现的效应。 2. 产生感应电流的条件 (1) 实验探究：闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。此时，变化的只有电路ABCD的 ，即穿过电路的 发生了变化。 (2) 产生条件：当穿过 的 发生变化时，闭合导体回路中就会产生感应电流。 3. 电磁感应现象的应用 (1) 发电机：根据电磁感应现象制造的最早的发电机，开辟了人类社会的 时代。 (2) 其他应用：生产、生活中广泛使用的 、 等也是根据电磁感应制造的。 课中训练 1. 某磁场的磁感线分布如图所示，将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处，以下说法正确的 1．某磁场的磁感线分布如图所示，将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处，以下说法正确的是（　　） A．此磁场是匀强磁场 B．M处的磁感应强度比N处的磁感应强度小 C．通过圆环的磁通量将增大 D．圆环中会产生感应电流 2. 下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　）/A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向 2．下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 3. （多选）法拉第在日记中记录了其发现电磁感应现象的过程，某同学用现有器材重现了其中一个实验。如 3．（多选）法拉第在日记中记录了其发现电磁感应现象的过程，某同学用现有器材重现了其中一个实验。如图所示，线圈P两端连接到灵敏电流计上，线圈Q通过开关S连接到直流电源上．将线圈Q放在线圈P的里面后，则（    ） A．开关S闭合瞬间，电流计指针发生偏转 B．开关S断开瞬间，电流计指针不发生偏转 C．保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针发生偏转 D．保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针不发生偏转 4. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，下列说法正确的是（    ）/A． 4．以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，下列说法正确的是（    ） A．图甲中ABC构成等边三角形，C处磁场方向平行于导线AB连线向右 B．图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下，北半球竖直向上 C．图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 D．图丁中金属框在同一平面内沿平行于直导线方向运动，线框中无感应电流 5. 如图所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环，则（　　）/A．穿 5．如图所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环，则（　　） A．穿入过程，穿过圆环的磁通量不变 B．穿入过程，圆环中会产生感应电流 C．穿出过程，穿过圆环的磁通量不变 D．穿出过程，圆环中不会产生感应电流 知识点二、电磁波的发现及应用 （阅读教材118-121页，完成以下填空） 1. 电磁场 (1) 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生 ，变化的电场产生 。 (2) 电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的 。 2. 电磁波 (1) 产生：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 。 (2) 传播：电磁波的传播不需要介质，可以在 中传播。（如图13.4-1所示） (3) 证实：1886年，德国科学家 通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 3. 电磁波谱 (1) 波速、波长、频率的关系：。电磁波在真空中的速度。 (2) 电磁波谱：按电磁波的 或 大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等。 (3) 不同电磁波具有不同的特性，因此具有不同的应用。例如：红外线可以用来加热理疗，紫外线可以消毒，X射线可以用于诊断病情，射线可以摧毁病变的细胞。（如图13.4-4所示） （阅读教材122页，完成以下填空） 4. 电磁波的能量：电磁波具有 ，电磁波是一种 。微波炉加热食物就是利用微波使食物中的水分子热运动加剧。（如图13.4-5所示） 5. 电磁波通信：电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。移动通信、卫星宽带通信等均依赖电磁波传递信息。 课中训练 6. 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁 6．英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 7. “中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙 7． “中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．法拉第通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 8. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B 8．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．稳定的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在传播过程中不能发生反射和折射 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 9. 下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视B． 9．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B．紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C．麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 D．红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的 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 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 知识点三、能量量子化 （阅读教材124-127页，完成以下填空） 1. 热辐射 (1) 概念：周围一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的 有关，所以叫作热辐射。 (2) 特点：物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。（如图13.5-1所示） (3) 黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的 有关，如图所示，其中T1>T2。 2. 能量子 (1) 普朗克假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 的整数倍，这个不可再分的最小能量值 叫作 。 (2) 能量子大小：。其中 是电磁波的频率， 叫作 ，其值为。 (3) 意义：微观粒子的能量是 的，或者说微观粒子的能量是 的（分立的）。 3. 光子 爱因斯坦认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为 的光的能量子为，这些能量子后来被称为 。 4. 能级 (1) 概念：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 。 (2) 跃迁：原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量，等于前后两个能级 。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。（如图13.5-2所示） 课中训练 11. 关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　）A．黑体吸收了绝大部分电磁波B．黑体辐 11．关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体吸收了绝大部分电磁波 B．黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 12. 2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量 12． 2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（　　） A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位 C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子 13. 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑 13．对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体不会辐射电磁波 B．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波 C．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 D．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 14. 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉 14．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是（　　） A．T1＜T2 B．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低 D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动 效果验证 15. （多选）机器人利用柔性磁膜触觉传感器可以轻松拿起鸡蛋而不破裂，如图所示，传感器核心部分的结构 15．（多选）机器人利用柔性磁膜触觉传感器可以轻松拿起鸡蛋而不破裂，如图所示，传感器核心部分的结构为内置柔性磁膜与固定的线圈矩阵，通过线圈产生感应电流以感知磁膜上表面受到的压力变化情况。下列说法正确的是（   ） A．磁膜没有受到压力时，线圈没有感应电流产生 B．磁膜受到压力稳定后，线圈有感应电流产生 C．磁膜受到的压力减小时，线圈没有感应电流产生 D．磁膜受到的压力增大时，线圈有感应电流产生 16. （多选）1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说 16．（多选）1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（　　） A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 17. 下列说法正确的是（　　）A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射B 17．下列说法正确的是（　　） A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．只有温度高的物体才会有热辐射 C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播 D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值 18. 如图所示是教材中的一些插图，下列说法正确的是（　　）/A．图甲中，在用图像 18．如图所示是教材中的一些插图，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，在用图像计算做功时，变力所做功的大小近似等于所有小矩形面积之和，这里采用了控制变量法的思路 B．图乙中，在卡文迪什扭秤实验中采用了放大法的思路 C．图丙中，光滑斜面体对于用轻绳竖直悬挂的小球有垂直于斜面的弹力 D．图丁中，闭合线圈绕平行于磁感线的轴转动，线圈中会产生逆时针方向的感应电流 19. 电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）/  A． 19．电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）    A．电磁炉是利用电磁波来工作的 B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的 C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的 D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的 强化提升 20. （多选）利用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件，线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源 20．（多选）利用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件，线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈Q的两端连接到电流表上，线圈装在线圈的里面。下列说法正确的是（     ） A．开关闭合瞬间，线圈中产生感应电流 B．开关断开瞬间，线圈中不产生感应电流 C．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片，线圈中产生感应电流 D．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片，线圈中不产生感应电流 21. 下列说法中正确的是（　　）A．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用B．阳光可以晒黑 21．下列说法中正确的是（　　） A．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用 B．阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用 C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 D．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 22. 关于物理学史，下列说法正确的是（    ）A．库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描 22．关于物理学史，下列说法正确的是（    ） A．库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 B．赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度 C．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的 23. 关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）A．麦克斯韦预言并证 23．关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B．电磁波是一种客观存在的物质 C．普朗克认为微观粒子的能量是连续的 D．奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象 24. 下列各图所描述的物理情境中，线圈或回路中能产生感应电流的是（　　）/A．甲图 24．下列各图所描述的物理情境中，线圈或回路中能产生感应电流的是（　　） A．甲图中开关S闭合的瞬间，线圈N中能产生感应电流 B．乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后，线圈中能产生感应电流 C．丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中，线圈中能产生感应电流 D．丁图中增大通入的电流，水平放置的圆形线框中能产生感应电流 第3页 第2页 学科网（北京）股份有限公司 $