新教材人教版高中物理必修第三册电磁感应与电磁波初步知识点考点总结及配套练习含解析

1—生疏磁场的性质对磁场性质的理解:根本性质对放入其中的磁体或电流产生力的作用客观性质

磁场虽然不是由分子、原子组成的,但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样,是一种客观存在的物质特别性质磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同,它是以一种场的形式存在的形象性

磁体之间、磁体与电流间,电流与电流间通过磁场发生作用,如同用弹簧连接的小球,靠弹簧发生相互作用一样电场与磁场的比较:比较工程产生 电荷四周

电场 磁场磁体、电流、运动电荷四周不 同

对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用点 作用特点

对放入其中的磁体无力的作用

对放入其中的静止电荷无力的作用一样磁场和电场一样,都是不依靠于人的意志而客观存在的特别物质,都具有能量点【思考·争论】图一中异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,图二中一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间,通以电流,导线就会移动;图三中两条通过同向电流的导线相互吸引,通过反向电流的导线相互排斥,这些相互作用是怎样实现的?提示:之间的相互作用都是通过磁场来传递的。【典例示范】以下关于磁场的说法中,正确的选项是 ( )A.只有①磁铁四周才存在磁场磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的磁场只有②在磁极与磁极、磁极和通电导线发生作用时才产生用的【审题关键】序号① 电流四周也有磁场② 电流和电流之间发生作用时也有

信息提取【解析】DABCD【素养训练】1.如下图,小磁针N极指向正确的选项是 ( )【解析】ANAB、C、D2.(多项选择)司南是中国古代区分方向用的一种仪器,据近代考古学家猜测,司南是用自然磁铁矿石琢成一个勺形的东西,放在一个光滑的盘上,盘上刻着方位,可以区分方向,如下图,以下说法正确的选项是( )司南不行能仅具有一个磁极司南能够指向南北,说明地球具有磁场C.司南的指向会受到四周铜块的干扰D.在司南正上方四周沿勺柄方向放置始终导线,导线通电时司南会发生偏转【解析】A、B、DA指向南北,说明地球具有磁场,故B正确;铜不是磁性材料,则司南的指向不会受到四周铜块的干扰,故C错误;在司南正上方四周沿勺柄方向放置始终导线,因直导线下面的磁场与直导线垂直D【补偿训练】如下图,一条形磁铁的四周放着能自由转动的甲、乙、丙、丁四根小磁针,静止时,画错的是( )甲 B.乙 C.丙 D.丁【解析】A。磁场中的磁感线方向从磁体的N极出来回到S极,小磁针静止时NA以下关于磁场的说法,正确的选项是 ( )在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极,指北的磁极叫南极B.磁场和电场一样,是客观存在的特别物质C.磁铁与磁铁之间的相互作用是通过磁场发生的,通电导体与通电导体之间的相互作用是通过电场发生的D.19【解析】选B。小磁针放在该处静止时北极所指的方向为北极,即指北的磁极叫北极,指南的磁极叫南极,故A错误;磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,通电导体与通电导体之间的相互CB确;19D二生疏磁感线的性质常见磁体的磁感线:磁感线与电场线的比较:比较内容 磁感线 电场线引入目的相疏密似切线方向点相交不同点

闭合曲线

形象地描述场而引入的假想线,实际不存在场的强弱场的方向不能相交不闭合,起始于正电荷,终止于负电荷或无穷远;或者起始于无穷远,终止于负电荷【思考·争论】如图是U形磁体的磁感线。a,a提示:磁场不等于零,磁体四周存在磁场,磁感线是形象地描述磁场而引入的假想线,实际不存在,磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。磁感线是起始于正电荷,终止于负电荷吗?提示:不是。磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,图中没有画出磁体内部的磁感线。【典例示范】如图为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布状况,O点(图中白点)为坐标原点,沿z轴正方向磁场大小的变化最有可能是图中的(磁场的大小用B来表示)( )【解题探究】(1)沿z提示:由密到疏再到密,即磁场由大到小再到大。(2)能表示磁场由大到小再到大的函数图像怎样推断?提示:C【解析】选C。磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线,其疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强,沿z轴正方向磁感线由密到疏再到密,即磁感应强度由大到小再到大,故只有C【规律方法】磁场中的磁感线描述在没画磁感线的地方,并不表示没有磁场存在;假设多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加,磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布状况。【母题追问】把一个小磁针放置在【典例示范】磁场(未标出方向)中,静止时的指向如下图。以下分析正确的选项是 ( )A.SB.NC.该磁场是匀强磁场D.a【解析】B。物理学上规定:小磁针静止时NB该点的磁场方向与S极指的方向相反,故A错误;由图看出,该磁场的磁感线分布不均匀,说明各C;aD在【典例示范】磁场中,取其中的一条磁感线,其上有A、B两点,则()A.A点的磁感应强度肯定大B.B点的磁感应强度肯定大C.由于磁感线是直线,A、B两点的磁感应强度一样大D.条件缺乏,无法推断【解析】选D。由磁场中一根磁感线无法推断某点四周的磁感线的疏密,故也无法推断某点磁场的强弱,应选项D【补偿训练】关于电场线和磁感线,以下说法正确的选项是 ( )A.电场线和磁感线都是闭合的曲线B.磁感线是从磁体的N极发出,终止于SC.电场线和磁感线都不能相交D.电场线和磁感线都是现实中存在的【解析】选C。电场线和磁感线是分别用于描述电场和磁场分布状况的,在现实中都是不存在的;二者都不能相交;电场线是不闭合的,而磁感线是闭合曲线,选项C关于磁感线,以下说法正确的选项是 ( )条形磁铁的磁感线从磁铁的N极动身,终止于磁铁的S极磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线疏的地方磁场弱,磁感线密的地方磁场强C.磁感线是客观存在的物质,没画磁感线的地方就表示磁场不存在D.通电长直导线四周的磁场方向可以用左手定则进展推断【解析】B。在磁体的外部,磁感线是从磁体的N极动身回到S是从磁体的S极动身回到NABCD误。三科学探究——安培定则的应用三种常见的电流的磁场安培定则 立体图 横截面图 纵截面图以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏【思考·争论】

内部为匀强磁场且比外部强,方向由SN铁,由NS行地放在直导线的下方。观看直导线通、断电时小磁针的偏转状况,试验说明白什么?(科学探究)提示:直线通电时,小磁针的N极向外偏转,直导线断电时,小磁针仍旧指向南北方向,说明通电导线四周存在磁场。我们知道,磁场是有方向的,那么电流四周的磁场方向是怎样的呢?它与电流的方向有关吗?提示:通电直导线四周的磁场与导线中电流的方向有关,电流和磁场的关系安培格外奇异地总结出来,即安培定则。【典例示范】(多项选择)一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方,并与磁针指向平行,如下图,此时小磁针S( )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【解题探究】

D.向左飞行的负离子束小磁针的S极向纸内偏转,可推断磁场的方向是怎样?提示:磁场方向垂直于纸面对外。带电粒子从小磁针下面通过时,电流的方向是沿什么方向?提示:由安培定则可得电流方向向右,形成方向向右的电流的可以是正离子向右,负离子向左。【解析】A、D。小磁针S安培定则可得电流方向向右,可以形成方向向右的电流的是向右飞行的正离子束或向左飞行的A、D【素养训练】如下图,EF分别表示蓄电池两极,PQ分别表示螺线管两端当闭合开关时,觉察小磁针N极偏向螺线管Q端。以下推断正确的选项是( )A.E螺线管P端为S流过电阻R的电流方向向上管内磁场方向由P指向Q【解析】C。由题知,闭合开关时,螺线管Q端为S极,管内磁场方向由Q指向P,依据安培定则推断知,ERC在如下图的磁场中有一个垂直于磁场方向放置的闭合圆环,现在圆环的直径ab平行于导线ef,沿直径由a到b移动时,则磁场的变化状况是( )变小C.不变

变大D.先变小后变大【解析】C。由图可知,圆环的直径ab平行于导线ef,沿直径由a到bC如下图,通电螺线管中放入一小磁针,则通电后小磁针的N极指向及螺线管a端的极性分别为( )小磁针的N极指向a,a端为N小磁针的N极指向a,a端为S小磁针的N极指向b,a端为N小磁针的N极指向b,a端为SAa端为N,b端为SSNNaA【补偿训练】如下图,环形导线四周有三只小磁针a、b、c,闭合开关S后,三只小磁针N极的偏转方向是( )全向里C.ab、c

全向外D.a、c,b选Dac磁针N,bN2、磁感应强度磁通量—磁感应强度的含义磁感应强度由磁场本身打算,就像电场强度由电场本身打算一样,跟该位置放不放通电导线无关,因此不能依据公式B=说BFIl成反比。磁感应强度B的定义式也是其度量式,但用来测量的小段通电导线必需垂直放入磁场,假设小段通电导线平行放入磁场,则所受磁场力为零,但不能说该点的磁感应强度为零。磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针静止时N极的指向。磁感应强度B与电场强度E比较工程 磁感应强度(B) 电场强度(E)定义物理意义打算因素方向(矢量)

比值定义法B=(条件:I⊥B)反映磁场力的性质与磁场有关,与电流元无关小磁针静止时N行四边形定则

比值定义法E=反映电场力的性质与电场有关,与摸索电荷无关带正电的摸索电荷的受力方向;叠加时遵从平行四边形定则单位 T N/C形象表示区分

磁感线的疏密表示磁场的强弱、某点的切电场线的疏密表示电场的强弱、某点的切线线方向表示磁感应强度方向 方向表示电场强度方向正电荷所受电场力方向为电场强度方向,而电流所受磁场力方向并不是磁感应强度的方向。电荷在电场中肯定受力,而电流在磁场中不肯定受力(电流与磁场方向平行时不受力)一样 都是矢量,叠加时等于各分(电场)磁场的矢量和【思考·争论】图甲小磁针能定量反映磁场的强弱吗?提示:NN大小来确定磁感应强度的大小。磁场对通电导线有力的作用,如图乙中能通过通电导线受力的大小来推断磁场的强弱吗?通过怎样的试验来验证这些猜测?提示:应用掌握变量法,保持电流和通电导线的长度不变,推断导线受力的大小,可以推断磁场的强弱。在磁场的同一位置,无论怎样转变I、l,F与Il的比值是变化的吗? (物理观念)提示:比值不变,而不同位置比值是不一样的,磁场越强,这个比值也就越大,这个比值不随通电导线电流和长度的转变而转变,因而它所反映的就是磁场本身的性质。【典例示范】2cm2A4×10-3N,问:该处的磁感应强度B【审题关键】序号 信息提取① 导线与磁场方向垂直时磁感应强度最大。② 磁感应强度是矢量,这里只计算大小。【解析】当磁场方向与导体垂直时磁感应强度最小,依据磁感应强度的定义B== T=0.1T答案:0.1T【规律方法】磁感应强度的影响因素磁场的磁感应强度只取决于磁场本身,与摸索电流元无关,正如电场中的电场强度与检验电荷无关一样,是磁场本身的属性。【母题追问】1cm,则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?【解析】某处的磁感应强度由建立该磁场自身状况和该点的空间位置来打算,与检验通电直导线的电流大小、导线长短无关,因此BB=0.1TF=BIL2A,F=BIL=0.1T×2A×0.01m=2×10-3N,答案:2×10-3N0.1T在【典例示范】中将导线放在匀强磁场中,受到的安培力为0.2N,则匀强磁场的磁感应强度的大小可能是 ( )A.0.8T B.0.4TC.0.2T D.0.1T【解析】A0.2m2A0.2N,当磁场的方向与电流的方向垂直时,磁感应强度最小。B== T=0.5TB≥0.5TAB、C、D【补偿训练】1.以下关于磁感应强度大小的说法,正确的选项是( )A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度肯定大通电导线在磁感应强度大的地方受力肯定大放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处一样磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关【解析】选D。磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身打算,与通电导线的受力及方向都无关,应选项A错误,选项D正确;通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关,而且与通电导线的取向有关,应选项B错误;虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等,但当导线在各个位置的方向不同时,磁场力是不一样的(导线与磁场垂直时所受磁场力最大,与磁场平行时所受磁场力为0),而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否一样,所以选项C错误。2.(多项选择)以下关于磁感应强度的方向的说法中,正确的选项是 ( )A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B.小磁针NC.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向【解析】选B、DN二磁通量的计算Φ磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S通量,定义式为Φ=BS。面积S如下图,假设闭合电路abcdABCDBS和S,且S>S1 2 1 2但磁场区域恰好只有ABCDΦ=BS2假设面积S与磁感应强度B不垂直,可将磁感应强度B向着垂直于面积S以将面积SB的方向投影。当B∥S,Φ=0;当B⊥S,Φ磁通量的方向:磁通量是标量,但有正负,假设设初始时为正,则转过180°抵消一局部,这类似于导体带电时的“净”电荷。ΔΦ:由公式:Φ=BScosθ,θSΔΦ=Φ-Φ有多种2 1形式,主要有:(1)S、θ,B转变,这时ΔΦ=ΔBScosθ(2)B、θ,S转变,这时ΔΦ=ΔSBcosθ(3)B、S,θ转变,这时ΔΦ=BS(cosθ-cosθ2 1可见磁通量Φ是由BS及它们间的夹角θ共同打算的,磁通量的变化状况应从这三个方面去考虑。【思考·争论】情境一:磁场方向与平面垂直时。如图一情境二:磁场方向与平面不垂直时。如图二(1)如图一,在磁感应强度为B的匀强磁场中,当磁场方向与某一面积S垂直时,则穿过该面积的磁通量是多少?提示:磁场中穿过某一面积(S)的磁感线条数称穿过该面积的磁通量,即Φ=BS。(2)假设面积为S提示:当平面与磁场方向的夹角变化时,穿过平面的磁感线条数也发生变化条数与平面在垂直磁场方向上的投影面积穿过的磁感线条数相等,即Φ=BScosαα为平面与垂直磁场方向的夹角。【典例示范】如下图是等腰直角三棱柱,其中abcd面为正方形,边长为L,将它按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,求通过dcfeabfe面和abcdabcdL,abfedcfeabcd45°,则dcfe面的面积为L2,磁场方向与dcfeΦ=BScosθ得dcfeΦ= BL21磁场方向与abfeabfeΦ=02abcd面为正方形,边长为L,则面积为L245°,通过abcd的磁通量:Φ= BL23

BL2 0

BL2【素养训练】一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右,一面积为S的矩形线圈abcdabcd与竖直方向成θ角。将abcd绕ad180°角,则穿过线圈平面的磁通量变化量的大小为()A.0 B.2BSC.2BScosθD.2BSsinθ【解析】Cabcd的有效面积为与B垂直的竖直投影面积为Scosθ,其磁通量为BScosθ;将abcd绕ad轴转180°角后,其磁通量为-BScosθ,则穿过线圈平面的磁通量变化量的大小为ΔΦ=|ΦΦ|=2BScosθ,故C2 1一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中,如下图,假设球冠的底面大圆半径为r,磁场方向与球冠底面垂直,则穿过整个球冠的磁通量为多少?【解析】由图可知,球冠中的磁通量即为磁感应强度与球冠在垂直磁场方向上的投影面积;即为:S=πr2;故磁通量为Φ=Bπr2。答案:Bπr2【补偿训练】1.(多项选择)关于磁通量,以下表达正确的选项是( )A.穿过某一面的磁感线的条数越多,则穿过该面的磁通量越大B.穿过两个面的磁感线的条数相等,则穿过两个面的磁通量相等C.磁场中某处的磁感应强度等于穿过该处单位面积的磁通量D.磁场中某处的磁感应强度等于垂直穿过该处单位面积的磁通量ABDAB;B=中,SBC,D如下图,a、b、ca中有电流I磁通量分别为Φ、Φ、Φ,则( )a b cΦ<Φ<Φa b cΦ>Φ>Φa b cΦ<Φ<Φa c bΦ>Φ>Φa c b【解析】选B。磁通量可以形象地理解为穿过回路的磁感线的条数;假设该回路面积内有磁感线穿进和穿出两种状况,可把磁通量理解为穿过回路的净磁感线的条数。当a中有电流通过时,abcc其次是b,aa,b,c中最少,即Φa>Φb>Φc,应选项B3、电磁感应现象及应用电磁感应产生的条件电磁感应:电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象。产生感应电流的条件①电路闭合;②磁通量变化。电磁感应现象的实质:电路中产生感应电动势,假设电路闭合则有感应电流产生。(4)能量转化:发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能。常见的产生感应电流的三种状况:推断电磁感应现象是否发生的一般流程(1)确定争论的闭合回路;(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量Φ;(3)磁通量变化与感应电流的产生【思考·争论】保持线框平面始终与磁感线垂直,图甲中线框在磁场中上下运动;图乙中线框在磁场中左右运动;如图丙所示,有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路,将一条形磁铁的一局部插入线圈中。保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中上下运动(图甲)。线框中是否产生感应电流?提示:图甲中,线框在磁场中上下运动的过程中,导体没有切割磁感线,穿过线框的磁通量没有发生变化,所以无感应电流产生。保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中左右运动(图乙),线框中是否产生感应电流?提示:图乙中,线框在磁场中左右运动的过程中,尽管导体切割磁感线,但是整个线框都处在磁场中,穿过线框的磁通量没发生变化,所以无感应电流产生。条形磁铁向左右运动时(丙图),电流计的指针是否发生偏转?为什么?提示:发生偏转。闭合螺线管线圈中磁通量发生变化。条形磁铁插入到线圈后停顿运动(丙图),电流计的指针是否发生偏转?为什么?提示:不发生偏转。闭合螺线管线圈中磁通量没有变化。某一时刻穿过闭合回路的磁通量为零时,回路肯定无感应电流吗?提示:不肯定,假设穿过闭合回路的磁通量正在变化,只是某一时刻磁通量为零,则回路中会产生感应电流。【典例示范】如下图,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在以下各过程中,肯定能在轨道回路里产生感应电流的是()abθ使磁感应强度B,θabBabBθ(0°<θ<90°)【解析】A。设此时回路面积为S,据题意,磁通量Φ=BScosθ,S,θ,cosθΦ,A;B,θ,cosθ,Φ,B;S,B,Φ变,C;S,B,θ,cosθ,Φ,D【规律方法】推断有无感应电流产生的方法推断有无感应电流产生,关键是抓住两个条件:电路是否为闭合回路;穿过电路本身的磁通量是否发生变化。【素养训练】如选项图所示的条件下,闭合矩形线圈能产生感应电流的是( )【解析选DA.由于线圈平面平行于磁感线,在以OO′为轴转动的过程中,线圈平面始终与磁感线平行,穿过线圈的磁通量始终为零,所以无感应电流产生,A错误;B.线圈平面也与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,竖直向上运动过程中,线圈平面始终与磁感线平行,磁通量始终为零,故无感应电流产生,B选项错误;C.尽管线圈在转动,但B与S都不变,B又垂直于S,所以Φ=BS始终不变,线圈中无感应电流,C项错误;D.图示状态Φ=0,当转过90°时Φ=BS,所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化,因此转动过程中线圈中产生感应电流,D选项正确。2.(多项选择)如下图,1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路。通过屡次试验,法拉第最终总结出产生感应电流的条件,关于该试验以下说法正确的选项是( )闭合开关S的瞬间,电流表G闭合开关S的瞬间,电流表G闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G闭合开关SG【解析】B、C。闭合S的瞬间,穿过B,G,A,B当闭合S后,假设R增大,则A中电流减小,则A中磁场减小,穿过B,C合开关S定不变,则穿过BD【补偿训练】1.(多项选择)如下图,开头时矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场中,另一半在匀强磁场外,假设要使线圈中产生感应电流,以下方法中可行的是( )A.将线圈向左平移一小段距离B.将线圈向上平移C.AB60°)D.AD90°)【解析】A、C、D。线圈左右移动时,线圈在匀强磁场中的面积发生变化,磁通量变化,故有感应电流产生,上下移动线圈时,B与S均未发生变化,线圈内磁通量不变,故无感应电流产生。假设以AB,BSAD,BS起磁通量的变化,产生感应电流,应选项A、C、D2.(多项选择)在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直;导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab、cd,这两个导体棒的运动速度分别为v、v,如下图,则以下四种1 2状况,ab棒中有感应电流通过的是( )A.v>v1 2C.v≠v D.v=v1 2 1 2

B.v<v1 2【解析】A、B、C。题中导轨位于匀强磁场中,只要满足vv1 2A、B、C4、电磁波的觉察及应用—电磁波的性质麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场四周会产生电场:麦克斯韦提出,在变化的磁场四周会激发出一种电场,不管有无闭合电路,变化的磁场激发的电场总是存在的,如下图:变化的电场四周会产生磁场:麦克斯韦从场的观点得出,即使没有电流存在,只要空间某处的电场发生变化,就会在其四周产生磁场。对麦克斯韦电磁场理论的理解:恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场在四周空间产生恒定的磁场不均匀变化的电场在四周空间产生变化的磁场电磁波的性质:

恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场在四周空间产生恒定的电场不均匀变化的磁场在四周空间产生变化的电场电磁波是横波,在传播方向上,任意一点的E和B,E和B与电磁波的传播方向垂直。如图电磁场中储存电磁能,电磁波的放射过程就是辐射能量的过程。c=3.0×108m/s,电磁波传播虽然不需要介质,但在其他介质中的速度都比在真空中的小。只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。光也是一种电磁波,电磁波在真空中的传播速度与光速c一样。【思考·争论】(1)观看上面两幅图,变化的磁场所产生电场的电场线和以前所学静电场的电场线有区分吗?提示:变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的;而静电场中的电场线是不闭合的。(2)变化的磁场肯定能产生电磁波吗?为什么?提示:不肯定,均匀变化的磁场在四周空间产生恒定的电场,不均匀变化的磁场在四周空间产生变化的电场,假设变化的磁场能产生变化的电场,变化的电场又能产生变化的磁场,才能在四周空间产生电磁波。【典例示范】依据麦克斯韦电磁场理论,以下说法正确的选项是( )有电场的空间肯定存在磁场,有磁场的空间也肯定能产生电场在变化的电场四周肯定产生变化的磁场,在变化的磁场四周肯定产生变化的电场C.均匀变化的电场四周肯定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的磁场四周空间肯定产生周期性变化的电场【解题探究】恒定电场(磁场)能产生磁场(电场)吗?提示:不能。均匀变化电场(磁场)能产生什么样磁场(电场)?提示:均匀变化电场(磁场)能产生恒定磁场(电场)。非均匀变化电场(磁场)产生怎样变化的磁场(电场)?提示:非均匀变化电场(磁场)产生变化磁场(电场)。(4)周期性变化电场(磁场)产生什么样的磁场(电场)?提示:周期性变化电场(磁场)产生周期性变化的磁场(电场)。【解析】选D。依据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场才能产生磁场,均匀变化的电场产生D【素养训练】1.(多项选择)依据麦克斯韦的电磁场理论推断以下表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场,以下图是表示变化的场产生的另外的场),正确的选项是( )选BCA图中的上图磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论可知,其四周空间不会产生电场,A;B场,以下图的磁场是稳定的,所以B;C期性变化的电场,且相位相差,C;D产生周期性变化的磁场,但是以下图中的图像与上图相比较,相位相差π,故DB、C关于电磁波,以下说法正确的选项是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.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D.电磁波可以由电磁振荡产生,假设波源的电磁振荡停顿,空间的电磁波随即消逝【解析】BA斯韦电磁理论,B正确。电磁波传递信号可以实现无线通信,电磁波也能通过电缆、光缆传输,故CD【补偿训练】关于电磁场和电磁波,以下说法中正确的选项是( )A.电磁波是纵波B.静止的电荷放在变化的磁场中不会受到力的作用C.当电磁波在空间中传播时,能量也随着一起传播D.电磁波的传播速度与介质无关选C因此电磁波是横波,应选项ABCD以下关于电磁波的说法,正确的选项是( )A.只要电场和磁场发生变化,就能产生电磁波B.电磁波传播需要介质C.停顿放射电磁波,放射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波的应用之一是电磁起重机【解析】选C。对电磁波的产生气制及传播途径要搞清,假设电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是恒定的,就不能产生的电场(或磁场),也就不能产生电磁波机械波,它的传播不需要介质,故A、B,CD二电磁波谱的性质电磁波谱:紫外线、伦琴射线(Xγ各种不同的电磁波既有共性,又有共性:共性:它们在本质上都是电磁波,它们的行为听从一样的规律,都满足公式v=fλ,它们在真空中的传播速度都是c=3.0×108m/s,它们的传播都不需要介质,各波段之间的区分并没有确定的意义。共性:不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性。3.电磁波谱及其应用:无线红外可见紫外波谱电波线光线Xγ穿透穿透特性波动热产生荧光效力量力量性强作用视觉应强强通讯广杀菌消工业探工业探应用播、导航加热照明毒、医伤、医伤、医等理疗照相疗等学透视学治疗【思考·争论】无线电波的波长范围如何?无线电波有何应用?提示:1mm。无线电波可应用于播送、电视、天体物理争论。2.红外线有何特点?提示:红外线具有热效应,任何物体都能辐射红外线,温度越高,红外辐射越强。3.X射线和γ提示:波长比紫外线更短,频率比紫外线更大。【典例示范】2.45×109Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动,内能增加,温度上升,食物增加的能量是微波给它的。下表是某微波炉的局部技术参数,问:该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少?该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少?30min,则做这道菜需消耗多少电能?【解析】(1)微波炉的波长为λ== m≈0.12m。(2)微波挡工作时的额定电流为I== A=5A(3)消耗的电能ΔE=W=Pt=1100×1800J=1.98×106J。答案:(1)0.12m(2)5A(3)1.98×106J【素养训练】1.(多项选择)以下说法正确的选项是 ( )红外线易穿透云层,故广泛应用于遥感技术领域医院用X光进展透视,是由于它是各种电磁波中穿透力量最强的C.阳光可以晒黑皮肤,主要是阳光中红外线的作用D.电取暖器利用了红外线的热作用【解析】A、D。红外线衍射明显,选项A;γB皮肤是紫外线的作用,选项CD我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达争论又创的里程碑。米波雷达放射无线电波的波长在1～10m( )A.米波的频率比厘米波频率高B.和声波一样需靠介质传播C.同光波一样会发生反射现象D.雷达放射的无线电波只传递信息不传递能量【解析】C。据c=λff=,故波长越长,频率越低,选项A播不需要介质,选项B错误;反射是波所特有的现象,选项C正确,雷达放射的无线电波传递信息也传递能量,选项D【补偿训练】假设在微波炉中放一个鸡蛋,先被加热的是( )A.炉内空气 B.蛋壳C.蛋黄 D.同时被加热【解析】选C。微波炉就是用电子元件激发出频率相当高的交替电磁场,相当于微波,处于电磁场中的导体(蛋黄)产生涡流,电磁能转化成内能,所以蛋黄先热。以下哪种现象是由于所产生的电磁波引起的 ( )用室内天线接收微弱信号时,人走过时电视画面会发生变化在夜晚用电顶峰时,有局部地区白炽灯变暗发红,日光灯不简洁启动C.把半导体收音机放在开着的日光灯四周会听到噪声D.在遥远地区用手机通话时,会发生信号中断的状况【解析】选C。电视信号由于人走过而发生变化是由于人对信号的干扰,A错误;电灯变暗是由于电压在输电线上损失过多,B,C手机通话效果不好是由于信号弱的缘由,D5、能量量子化—热辐射的特点热辐射特点吸取、反射特点热辐射特点吸取、反射特点一般辐射电磁波的状况与温度有关,与材料的种既吸取又反射,其力量与材料的种类及入射物体类及外表状况有关波长等因素有关辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体黑体完全吸取各种入射电磁波,不反射的温度有关黑体辐射的试验规律:(1)温度肯定时,黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。(2)随着温度的上升。①各种波长的辐射强度都有增加;②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。3.辐射强度与波长关系图像:4.电磁理论对黑体辐射理论解释遇到的困难:射的试验规律遇到了严峻的困难。【思考·争论】一般材料的物体和黑体辐射电磁波的状况有什么不同呢?提示:一般材料的物体辐射电磁波的状况除与温度有关,还与材料的种类和外表状况有关,而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。只有高温时才可以发生热辐射吗?提示:热辐射不肯定要高温,任何温度的物体都发出肯定的热辐射,只是温度低时辐射弱,温度高时辐射强。【典例示范】(多项选择)黑体辐射的试验规律如下图,由图可知 ( )A.随温度上升,各种波长的辐射强度都增加B.随温度降低,各种波长的辐射强度都增加C.随温度上升,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动【解析】选A、C、D。由题图可知,随温度上升,各种波长的辐射强度都增加,且辐射强度的极A、C、D,B【素养训练】1.(多项选择)关于对热辐射的生疏,以下说法正确的 ( )A.温度越高,物体辐射的电磁波越强B.冷的物体只吸取电磁波C.辐射强度按波长的分布状况只与物体的温度有关,与材料的种类及外表状况无关D.常温下看到的不透亮、非发光物体的颜色是反射光的颜色【解析】选A、D。一切物体都在不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,A确,B错误;选项C,C光的颜色,D2.关于黑体及黑体辐射,以下说法正确的选项是 ( )A.黑体是真实存在的B.普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,与试验符合得格外好,并由此开创了物理学的纪元C.随着温度上升黑体辐射的各波长的强度有些会增加,有些会减弱D.黑体辐射无任何试验依据【解析】BABCD【补偿训练】对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( )A.温度B.材料C.外表状况D.以上都正确【解析】A。对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是温度,AB、C、D二能量子和能级能量子: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,带电微粒辐射或吸取能量时也是以这个能量值为单位一份一份地进展,这个不行再分的最小能量值ε物体(带电微粒)辐射电磁波或者物体(带电微粒)吸取电磁波时,辐射或