2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（教科版2019）专题06 电磁场与电磁波初步【考点清单】（含答案及解析）

专题02电场能的性质目录TOC\o"1-2"\h\u 2清单01磁场和磁感线 2清单02磁感应强度磁通量 3清单03电磁感应现象及应用 4清单04电磁波的发现及应用 5清单05能量量子化 7 8清单01电势和电势能 8考点1：电势能的概念及其相对性 8 18

清单01磁场磁感线1．磁场（1）基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和有力的作用．（2）方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时的指向．（3）磁场和电场的比较比较项目电场磁场不同点产生电荷磁体、电流（运动电荷）基本性质对放入其中的电荷有力的作用对放入其中的磁体、电流及运动电荷有力的作用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相同点磁场和电场都是不依赖人的意志而客观存在的特殊物质2．磁感线（1）引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．（2）特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线．（3）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场（如图下所示）．（4）磁感线和电场线的比较比较项目磁感线电场线相似点意义为形象描述磁场的方向和相对强弱而假想的线为形象描述电场的方向和相对强弱而假想的线方向线上各点的切线方向即该点的磁场方向，也是小磁针N极的受力方向线上各点的切线方向即该点的电场方向，也是正电荷受静电力的方向密疏表示磁场的强弱表示电场的强弱特点不同磁感线在空间不相交不同电场线在空间不相交不同点①磁感线是闭合的曲线；②电场中，电场线始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处，是不闭合的曲线（电磁场中的电场线是闭合的）3．安培定则直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图清单02磁感应强度磁通量1．磁感应强度（1）定义式：B＝eq\f(F,IL)（通电导线垂直于磁场）．（2）方向：小磁针静止时的指向．（3）磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用定义的．（4）磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．（5）磁场叠加问题的一般解题思路①确定磁场场源，如通电导线．②定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场．③应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场．2.匀强磁场（1）定义：各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场。（2）磁感线的特点：磁感线时一组平行且等距的直线。（3）实例分析：距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场,除边缘部分外,可以认为是匀强磁场,如下图甲所示;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,如图乙所示;通电螺线管内的磁场,如图丙所示。3.磁通量（1）定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S⊥的乘积．即Φ＝BS⊥.（2）磁通量的计算：Φ＝BS⊥.适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．（3）若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScosθ.其中Scosθ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示．（4）磁通量的正负：磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时则为负值．（5）磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数（磁通量的代数和）．清单03电磁感应现象及应用1.电磁感应（1）概念：当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流，此现象叫做电磁感应现象。（2）感应电流：电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。（3）产生感应电流的两个条件：①电路是闭合的；②穿过该闭合回路的磁通量发生变化。2.几种常见的产生感应电流的情形变化情形举例磁通量变化量磁感应强度变化永磁体靠近或远离线圈、电磁铁（螺线管）内电流发生变化ΔΦ＝ΔB·S有效面积变化有磁感线穿过的回路面积变化闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动ΔΦ＝B·ΔS回路平面与磁场夹角变化线圈在磁场中转动磁感应强度和有效面积同时变化弹性线圈在向外拉的过程中ΔΦ＝Φ2－Φ13.电磁感应现象的应用发电机、变压器和电磁炉清单04电磁波的发现及应用1.对麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点（1）变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场；②非均匀变化的磁场产生变化的电场；③周期性振荡的磁场产生同频率振荡的电场；（2）变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场；②非均匀变化的电场产生变化的磁场；③周期性振荡的电场产生同频率振荡的磁场。2．电磁波（1）历史：麦克斯韦预言电磁波的存在；赫兹通过实验捕捉到电磁波，证明了麦克斯韦电磁场理论的正确性。（2）特点：①电磁波是横波，电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示。②电磁场中储存电磁能，电磁波的发射过程就是能量的辐射过程；③只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波；④电磁波的传播不需要介质，在真空中传播速度等于光在真空中的传播速度，即c=3×（3）波长、频率和波速的关系：（4）电磁波与机械波的比较名称项目电磁波机械波产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点（波源）的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速c＝3×108m/s；在介质中波速较小在空气中不大（如声波波速在空气中约为340m/s）；在液体和固体中较大是否需要介质不需要介质（在真空中仍可传播）必须有介质（真空中不能传播）传播能量电磁能机械能3．电磁波普（1）定义：按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。（2）按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。（3）无线电波的分类及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右，频率由低到高波长由左向右，波长由长到短特性传递信息热作用强感光性强化学作用穿透力强穿透力最强用途通信、广播、导航加热、遥测、摄像、制导照明、照相等杀菌、消毒、治疗皮肤病等检测、探测、透视、医疗等探测、医疗等清单05微观世界的量子化1．热辐射（1）定义：我们周围的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）热辐射的特点：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。即辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。2．物体表面对外界射来的电磁波的吸收和反射除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。3．黑体（1）理解：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就叫作黑体。（2）黑体辐射的特点：辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。4．普朗克的能量子理论（1）普朗克的假设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。能量子公式：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s。（2）普朗克的假设认为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（分立）的。（3）能量子理论在微观与宏观世界的联系与区别由于ε＝hν极微小，所以在宏观尺度内研究物体的能量时，我们可以认为物体的能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子的能量时，能量量子化（ε＝hν）不可忽略，即必须考虑能量量子化。5．光子爱因斯坦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。6．能级（1）定义：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）理解：通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最稳定的。原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。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。7．量子力学的建立19世纪末和20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。清单01磁场磁感线考点1：磁感线的概念及特征1．（23-24高二上·江西赣州·期中）下列有关磁场的说法中，错误的是（

）A．磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的C．磁感线是为了描述磁场而虚拟出来的，不是真实存在的D．在磁场中的某点，小磁针南极所指的方向就是该点的磁场方向2．（23-24高二上·天津·期末）英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（

）A．通电导体和通电导体之间的作用是通过电场发生的B．磁体和磁体之间的相互作用是通过磁场发生的C．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止D．电场线不能相交，磁感线可以相交考点2：地磁场及其磁感应的分布3．（24-25高三上·湖南长沙·开学考试）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（）A．地磁场的磁感线不闭合B．地理南、北极与地磁场的南、北极重合C．地磁南极在地理北极附近D．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行4．（23-24高二上·安徽合肥·期末）某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图（a）所示。小明为了测量当地的地磁场，如图（b），在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面。某次测量手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据、、。根据测量结果可以推断（）A．测量地点位于北半球B．测量地点位于赤道C．轴正方向指向南方D．当地的地磁场大小约为考点3：安培分子电流假说5．（23-24高一下·贵州贵阳·期末）安培认为，在物质内部，存在着一种环形电流—分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。若某一物质微粒两侧磁极如图所示，下列利用安培定则判断电流方向正确的是（）A．B．C． D．6．（多选）（22-23高二上·四川成都·期末）在电磁学发展过程中，物理学家们的新发现和新理论推动着科技进步和产业革命，关于电磁学发展史，下列说法中正确的是（）A．奥斯特发现了电流的热效应规律B．法拉第首先提出电场概念，并引入电场线形象描述电场C．焦耳发现了电流的磁效应D．安培在对磁场的研究中提出了分子电流假说清单02磁感应强度磁通量考点1：磁感应强度的理解7．（23-24高二上·云南昭通·期末）关于电场和磁场，下列说法正确的是（

）A．磁感线和电场线都是闭合曲线B．根据可知，与成正比，与成反比C．点电荷放在匀强电场中各处时，具有的电势能处处相同D．穿过某线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零8．（23-24高二上·山东临沂·期末）关于磁感应强度，下列说法中正确的是（

）A．由可知，B与F成正比，与IL成反比B．一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C．磁感应强度的方向就是该处电流受力方向D．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考点2：计算磁通量的大小9．（23-24高二下·四川德阳·期末）两个半径均为的彼此绝缘的相同金属圆环、，相互垂直放置，其中金属圆环水平放置，两金属圆环的圆心重合于点，通有大小相同、方向如图所示的电流。若将一个单独的通电金属圆环在其内部产生的磁场近似的视作均匀的，且磁感应强度大小为，则下列说法正确的是（）A．穿过水平金属圆环的磁通量为B．穿过水平金属圆环的磁通量为C．圆心处的磁感应强度大小为D．圆心处的磁感应强度大小为零10．（23-24高二上·山东潍坊·期末）如图所示，一边长为l的匝正方形导线框abcd，其内部有一边长为的正方形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直导线框向里。则穿过导线框的磁通量为（

）A． B． C． D．考点3：计算磁通量的变化量11．（23-24高二上·山东烟台·期末）一匝数为N匝、边长为2R的正方形线圈如图放置，在其内部半径为R的虚线圆范围内有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如果将线圈绕虚线圆的某一条直径旋转270°，这个过程中穿过线圈的磁通量变化量的大小为（）A．πBR2 B．NπBR2 C．4BR2 D．4NBR212．（22-23高二上·四川泸州·期末）如图所示，abcd是边长L=20cm的正方形金属框，匀强磁场区域右边界MP与水平线MN间的夹角θ=45°，磁感应强度B=0.01T，方向垂直纸面向外，此时M点位于cd边的中点。（1）求图示位置金属框的磁通量；（2）若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，求磁通量的变化量；（3）以图示位置为计时起点，线框向左以速度v=0.2m/s做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使线框中不产生感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的关系式是什么？

考点4：磁通量的变化判断与分析13．（22-23高二上·甘肃酒泉·期末）如图所示，条形磁体竖直放置，一个水平圆环从条形磁体上方位置M向下运动，经P最后到达下方N处。在运动过程中，关于穿过圆环的磁通量的变化情况，下列说法正确的是（）A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大14．（22-23高二上·上海浦东新·期末）如图，空间固定一条形磁体（其轴线水平），穿过圆环的磁通量先减小再增大的是（）A．圆环a沿磁体轴线由磁体N极向右移至S极B．圆环a沿磁体轴线由磁体N极左侧向左移至无穷远C．圆环b从磁体正下方竖直下落D．圆环c从磁体右边的位置1下降到位置3清单03电磁感应现象及其应用考点1：导体棒切割磁感应线产生电流15．（23-24高二上·福建福州·期末）如图所示这款滑板车在滑行时，车轮会发光，拆开车轮，车轮里没有装电源，里面有3块磁铁，包围一线圈，线圈连着发光二极管，轮子一转，二极管就亮。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同（）A．B．C．D．16．（2024高二下·湖南岳阳·学业考试）如图所示是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流表的指针是否偏转填写在下面的空格处。(1)磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动，电流表的指针（选填“偏转”或“不偏转”）。(2)导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，电流表的指针（选填“偏转”或“不偏转”）。考点2：插拔磁铁或线圈产生感应电流17．（23-24高二下·江西抚州·期末）我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分(1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流从正（负）接线柱流入时，；(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向右移动滑片，此过程中电流表指针偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针偏转；（均选填“向左”或“向右”或“不”）(3)某同学按图乙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，要避免电击发生，故在拆除电路前应（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。18．（23-24高二下·广西南宁·期末）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。(1)如图（a），甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有______。A．闭合开关B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出(2)图b中，当磁铁向下插入线圈，灵敏电流表指针向偏转（“左”或“右”）(3)为确切判断B线圈中的感应电流方向，通过观察灵敏电流计方向和方向的关系；(4)丙同学设计了如图（c）所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔的是二极管的（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯（选填“C”或“D”）短暂亮起。考点3：开关通断产生感应电流19．（22-23高二上·广西柳州·阶段练习）如图是法拉第探究“磁生电”的实验，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，一个线圈A连接电池与开关，另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针。下列说法正确的是（）A．A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原B．保持开关闭合，小磁针始终发生偏转C．开关断开瞬间，小磁针不会发生偏转D．A、B线圈没有直接连接，无论如何操作小磁针都不会发生偏转20．（21-22高二下·四川成都·阶段练习）在“探究电磁感应现象”的实验中(1)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如右图所示连接。下列说法中正确的是（）A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合或断开瞬间电流计指针均不会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转(2)电路连接完整后，某同学闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，然后他将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流计指针将；他再将开关断开时，电流计指针将。（选填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）考点4：调节滑动变阻器产生感应电流21．（23-24高二下·江苏连云港·期中）小明同学利用如图装置研究电磁感应现象时，发现电流表的指针向右偏转（电流表的偏转满足左进左偏，右进右偏），该同学可能进行的操作是（  ）A．断开开关瞬间B．开关闭合时在线圈A中插入铁芯C．开关断开时将滑动变阻器的滑片向左滑动D．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向右滑动22．（23-24高二上·江苏南通·期末）如图，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，线圈M与电池、开关S及滑动变阻器串联，线圈N与电流表G连接，若电流从G表左侧流入时，指针向左偏转。则下列情形中可能观察到G表指针向右偏转的是（）A．S闭合的瞬间 B．S闭合稳定后C．S闭合稳定后，P向右滑动 D．S断开的瞬间清单04电磁波的发型及其应用考点1：麦克斯韦电磁场理论发现23．（23-24高二下·江苏·阶段练习）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（

）A．麦克斯韦认为，变化的电场一定产生变化的磁场B．赫兹预言并通过实验证实了电磁波的存在C．地面接收站要接收某频率的电磁波，需要对接收电路进行调频D．在电磁波谱中，由LC振荡电路产生的电磁波容易发生明显衍射现象24．（23-24高二下·广东广州·期中）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A．振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场B．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场C．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场D．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场考点2：电磁波25．（22-23高二下·上海·期中）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26．（23-24高二下·河北张家口·阶段练习）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清单05微观世界的量子化考点1：热辐射、黑体及黑体辐射27．（23-24高一下·贵州贵阳·期末）下列有关物理知识的说法中，错误的是（）A．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关B．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的C．开普勒第三定律中，k是一个在任何星系中都相等的常量D．电工的高压作业服是由包含金属丝的织物制成，这种作业服起到静电屏蔽的作用28．（23-24高二上·安徽黄山·期末）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，可以是一个任意值考点2：能量子29．（23-24高二上·浙江绍兴·期末）下列关于物理学家及其贡献，描述正确的是（

）A．爱因斯坦最早提出能量子概念B．伽利略通过斜面实验并合理外推得到落体运动是匀加速运动C．卡文迪什利用扭秤实验总结出了万有引力定律D．麦克斯韦总结了电磁感应现象产生的条件，也创造性地引入了场“力线”来研究电磁场30．（23-24高二上·河南信阳·期末）下列说法中正确的是（

）A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波C．楞次发现了电流的磁效应，揭示了磁与电的联系D．普朗克提出量子化理论，认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的一、单选题1．（23-24高一下·贵州铜仁·期末）如图所示，四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d，放在正方形的四个顶点上。每根通电直导线单独存在时，在正方形中心O点的磁感应强度大小都是B。则四根通电导线同时存在时，O点的磁感应强度的大小和方向为（）A．B，方向向右 B．B，方向向左C．，方向向右 D．，方向向左2．（23-24高一下·贵州贵阳·期末）如图所示，在A、B处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，若AB＝BC＝AC，则C点的磁感应强度的方向为（）A．与AB边平行，竖直向上 B．与AB边平行，竖直向下C．与AB边垂直，指向左边 D．与AB边垂直，指向右边3．（23-24高一下·贵州黔西·期末）如图所示，、两同心圆线圈的匝数分别为匝和匝，线圈半径分别为和。分布着磁感应强度大小为的匀强磁场的圆形区域的边缘恰好与线圈重合，则下列说法正确的是（）A．穿过、两线圈磁通量相同B．穿过线圈的磁通量比的大C．穿过线圈的磁通量比的大D．因为不知道匝数和的大小关系，所以无法比较穿过、两线圈的磁通量大小4．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）如图所示，边长为l的n匝正方形线框abcd内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感强度为B，下列说法正确的是（）A．磁通量是矢量，既有大小又有方向B．图示位置时，穿过线框的磁通量为C．图示位置时，穿过线框的磁通量为D．从图示位置绕bc转过90°的过程中，穿过线框的磁通量减少5．（23-24高二上·安徽淮北·期末）一等腰直角三棱柱如图所示，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法不正确的是（

）A．通过整个三棱柱的磁通量为零 B．通过平面的磁通量大小为C．通过平面的磁通量大小为 D．通过平面的磁通量大小为零6．（23-24高二上·江苏盐城·期末）如图所示，n匝线圈半径为R，以O为圆心、r为半径的圆形区域内有垂直线圈平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。穿过线圈的磁通量为（

）A． B． C． D．7．（23-24高二下·北京丰台·期末）下列说法正确的是（）A．光是一种电磁波 B．光需要介质才能传播C．声波只能在空气中传播 D．在空气中传播的声波是横波8．（23-24高二下·河北承德·期末）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（

）A．温度升高，各波段的辐射强度均增大B．温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动C．英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射强度公式与实验符合得很好D．德国物理学家维恩借助能量子的假说，提出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好9．（23-24高二上·山东青岛·期末）电磁波传播过程中，电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，电磁波是电波和磁波二者的总称，有时可直接简称为电波．关于电磁波，下列说法正确的是（

）A．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在B．常用的遥控器通过发出微波来遥控电视机C．电磁波的波长越长，其能量子的能量越低D．电磁波在真空和介质中传播速度相同二、多选题10．（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期末）有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是（）A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关D．磁感应强度的方向跟放入磁场中电流所受的磁场力方向相同11．（23-24高二下·安徽安庆·期末）如图，长直导线a、b、c、d、e位于正多边形的五个顶点上，通以大小相等、方向均垂直于纸面向外的电流，O为正多边形的中心，P为ab边的中点，下列说法正确的是（）A．O点磁感应强度为零B．P点磁感应强度方向沿PO方向C．若去掉长直导线e，O点磁感应强度方向沿Pe方向D．若将导线a中的电流增加为原来2倍，方向不变，O点磁感应强度方向为垂直aO连线向右三、实验题12．（23-24高二下·湖南长沙·期末）某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素(1)通过实验得知：当磁体向上运动时，电流计指针向右偏转，此时线圈中磁通量在（选填“增加”或“减少”）。(2)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图b的电路。若图b电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最（选填“左”或“右”）端。(3)若图b电路连接正确，开关闭合后，将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针（选填“偏转”或“不偏转”）。13．（23-24高二下·安徽芜湖·期末）某同学用如甲图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律。其中M为原线圈，N为副线圈，G为灵敏电流计，且经检查发现灵敏电流计的指针偏转方向与电流流入方向相同。(1)该同学已将电池组、滑动变阻器、副线圈N、灵敏电流计G及开关按甲图所示部分连接，请在甲图中用笔画线代替导线将实验电路连接完整。(2)该同学将电路连接完整且正确后，继续进行实验，在实验过程中观察到，闭合开关时灵敏电流计的指针向右偏转了一下，则在电路稳定后，再将滑动变阻器迅速向右滑动，电流计的指针将向偏转（选填“左”或“右”）；(3)经多次探究发现，产生电磁感应现象的原因是穿过线圈（选填“M”或“N”）的磁通量发生了变化；(4)现将甲图中线圈M换为条形磁铁，将条形磁铁N极迅速插入线圈N时，观察到电流表指针向左偏转，则可以判断出线圈N的绕线方向如乙图中的（选填“A”或“B”）所示。四、解答题14．（23-24高二上·安徽宣城·期末）如图所示，abcd是边长的正方形金属框，匀强磁场区域左边界到bc的距离也为L，右边界MP与水平线MN间的夹角，且M点为cd边的中点。磁感应强度，方向垂直纸面向外。（1）求图示位置金属框的磁通量的大小；（2）若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，求磁通量的变化量的大小。

专题02电场能的性质目录TOC\o"1-2"\h\u 2清单01磁场和磁感线 2清单02磁感应强度磁通量 3清单03电磁感应现象及应用 4清单04电磁波的发现及应用 5清单05能量量子化 7 8清单01电势和电势能 8考点1：电势能的概念及其相对性 8 25

清单01磁场磁感线1．磁场（1）基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用．（2）方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时N极的指向．（3）磁场和电场的比较比较项目电场磁场不同点产生电荷磁体、电流（运动电荷）基本性质对放入其中的电荷有力的作用对放入其中的磁体、电流及运动电荷有力的作用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相同点磁场和电场都是不依赖人的意志而客观存在的特殊物质2．磁感线（1）引入：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的磁感应强度的方向一致．（2）特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线．（3）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场（如图下所示）．（4）磁感线和电场线的比较比较项目磁感线电场线相似点意义为形象描述磁场的方向和相对强弱而假想的线为形象描述电场的方向和相对强弱而假想的线方向线上各点的切线方向即该点的磁场方向，也是小磁针N极的受力方向线上各点的切线方向即该点的电场方向，也是正电荷受静电力的方向密疏表示磁场的强弱表示电场的强弱特点不同磁感线在空间不相交不同电场线在空间不相交不同点①磁感线是闭合的曲线；②电场中，电场线始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处，是不闭合的曲线（电磁场中的电场线是闭合的）3．安培定则直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图清单02磁感应强度磁通量1．磁感应强度（1）定义式：B＝eq\f(F,IL)（通电导线垂直于磁场）．（2）方向：小磁针静止时N极的指向．（3）磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的．（4）磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．（5）磁场叠加问题的一般解题思路①确定磁场场源，如通电导线．②定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场．③应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场．2.匀强磁场（1）定义：各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场。（2）磁感线的特点：磁感线时一组平行且等距的直线。（3）实例分析：距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场,除边缘部分外,可以认为是匀强磁场,如下图甲所示;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,如图乙所示;通电螺线管内的磁场,如图丙所示。3.磁通量（1）定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S⊥的乘积．即Φ＝BS⊥.（2）磁通量的计算：Φ＝BS⊥.适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．（3）若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScosθ.其中Scosθ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示．（4）磁通量的正负：磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时则为负值．（5）磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数（磁通量的代数和）．清单03电磁感应现象及应用1.电磁感应（1）概念：当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流，此现象叫做电磁感应现象。（2）感应电流：电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。（3）产生感应电流的两个条件：①电路是闭合的；②穿过该闭合回路的磁通量发生变化。2.几种常见的产生感应电流的情形变化情形举例磁通量变化量磁感应强度变化永磁体靠近或远离线圈、电磁铁（螺线管）内电流发生变化ΔΦ＝ΔB·S有效面积变化有磁感线穿过的回路面积变化闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动ΔΦ＝B·ΔS回路平面与磁场夹角变化线圈在磁场中转动磁感应强度和有效面积同时变化弹性线圈在向外拉的过程中ΔΦ＝Φ2－Φ13.电磁感应现象的应用发电机、变压器和电磁炉清单04电磁波的发现及应用1.对麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点（1）变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场；②非均匀变化的磁场产生变化的电场；③周期性振荡的磁场产生同频率振荡的电场；（2）变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场；②非均匀变化的电场产生变化的磁场；③周期性振荡的电场产生同频率振荡的磁场。2．电磁波（1）历史：麦克斯韦预言电磁波的存在；赫兹通过实验捕捉到电磁波，证明了麦克斯韦电磁场理论的正确性。（2）特点：①电磁波是横波，电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示。②电磁场中储存电磁能，电磁波的发射过程就是能量的辐射过程；③只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波；④电磁波的传播不需要介质，在真空中传播速度等于光在真空中的传播速度，即c=3×（3）波长、频率和波速的关系：（4）电磁波与机械波的比较名称项目电磁波机械波产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点（波源）的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速c＝3×108m/s；在介质中波速较小在空气中不大（如声波波速在空气中约为340m/s）；在液体和固体中较大是否需要介质不需要介质（在真空中仍可传播）必须有介质（真空中不能传播）传播能量电磁能机械能3．电磁波普（1）定义：按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。（2）按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。（3）无线电波的分类及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右，频率由低到高波长由左向右，波长由长到短特性传递信息热作用强感光性强化学作用穿透力强穿透力最强用途通信、广播、导航加热、遥测、摄像、制导照明、照相等杀菌、消毒、治疗皮肤病等检测、探测、透视、医疗等探测、医疗等清单05微观世界的量子化1．热辐射（1）定义：我们周围的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）热辐射的特点：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。即辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。2．物体表面对外界射来的电磁波的吸收和反射除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。3．黑体（1）理解：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就叫作黑体。（2）黑体辐射的特点：辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。4．普朗克的能量子理论（1）普朗克的假设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。能量子公式：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s。（2）普朗克的假设认为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（分立）的。（3）能量子理论在微观与宏观世界的联系与区别由于ε＝hν极微小，所以在宏观尺度内研究物体的能量时，我们可以认为物体的能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子的能量时，能量量子化（ε＝hν）不可忽略，即必须考虑能量量子化。5．光子爱因斯坦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。6．能级（1）定义：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）理解：通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最稳定的。原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。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。7．量子力学的建立19世纪末和20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。清单01磁场磁感线考点1：磁感线的概念及特征1．（23-24高二上·江西赣州·期中）下列有关磁场的说法中，错误的是（

）A．磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的C．磁感线是为了描述磁场而虚拟出来的，不是真实存在的D．在磁场中的某点，小磁针南极所指的方向就是该点的磁场方向【答案】D【详解】A．磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场，磁场是一种特殊的物质，故A正确，不符合题意；B．磁极与磁极之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的，故B正确，不符合题意；C．磁感线是为了研究磁场人为假想出来的曲线，不是真实存在的，故C正确，不符合题意；D．在磁场中的某点，小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反，故D错误，符合题意。故选D。2．（23-24高二上·天津·期末）英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（

）A．通电导体和通电导体之间的作用是通过电场发生的B．磁体和磁体之间的相互作用是通过磁场发生的C．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止D．电场线不能相交，磁感线可以相交【答案】B【详解】A．通电导体和通电导体之间的作用是通过磁场发生的，故A错误；B．磁体和磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，故B正确；C．磁感线从磁体外部的N极出发指向S极，从磁铁内部由S极回到N极，构成闭合的曲线，故C错误；D．电场线和磁感线都不能相交，故D错误。故选B。考点2：地磁场及其磁感应的分布3．（24-25高三上·湖南长沙·开学考试）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（）A．地磁场的磁感线不闭合B．地理南、北极与地磁场的南、北极重合C．地磁南极在地理北极附近D．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行【答案】C【详解】A．地磁场的磁感线是闭合的，在地球外部从N极到S极，内部从S极到N极，选项A错误；BC．地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合，地磁南极在地理北极附近，选项B错误，C正确；D．只有在地球赤道上方位置的地磁场方向才与地面平行，选项D错误。故选C。4．（23-24高二上·安徽合肥·期末）某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图（a）所示。小明为了测量当地的地磁场，如图（b），在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面。某次测量手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据、、。根据测量结果可以推断（）A．测量地点位于北半球B．测量地点位于赤道C．轴正方向指向南方D．当地的地磁场大小约为【答案】B【详解】ABC．地磁场可以看成一巨大的“条形磁铁”，地磁场的N极在地球的南极附近，在磁场的S极在地球的北极附近。在赤道上地磁场的磁感线是平行于地面的，所以，测量地点在赤道，且y轴正方向指向东方或西方，故AC错误，B正确；D．测量点的磁场大小是三个方向的磁场的合成，所以测量地点的磁场大小为故D项错误。故选B。考点3：安培分子电流假说5．（23-24高一下·贵州贵阳·期末）安培认为，在物质内部，存在着一种环形电流—分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。若某一物质微粒两侧磁极如图所示，下列利用安培定则判断电流方向正确的是（）A．B．C． D．【答案】D【详解】根据安培定则：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。故选D。6．（多选）（22-23高二上·四川成都·期末）在电磁学发展过程中，物理学家们的新发现和新理论推动着科技进步和产业革命，关于电磁学发展史，下列说法中正确的是（）A．奥斯特发现了电流的热效应规律B．法拉第首先提出电场概念，并引入电场线形象描述电场C．焦耳发现了电流的磁效应D．安培在对磁场的研究中提出了分子电流假说【答案】BD【详解】A．焦耳发现了电流的热效应规律，A项错误；B．法拉第首先提出电场概念，并引入电场线形象描述电场，B项正确；C．奥斯特发现了电流的磁效应，C项错误；D．安培在对磁场的研究中提出了分子电流假说，D项正确。故选BD。清单02磁感应强度磁通量考点1：磁感应强度的理解7．（23-24高二上·云南昭通·期末）关于电场和磁场，下列说法正确的是（

）A．磁感线和电场线都是闭合曲线B．根据可知，与成正比，与成反比C．点电荷放在匀强电场中各处时，具有的电势能处处相同D．穿过某线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零【答案】D【详解】A．电场线和磁感线都不是真实存在的，是为了形象的描述电场和磁场画出的，电场线是不闭合曲线，磁感线是闭合曲线，故A错误；B．因是磁感应强度的比值定义式，而磁感应强度只与磁场本身有关，与电流元和电流元的受力无关，故B错误；C．匀强电场中各处仅电场强度相同，而电势沿着电场线会逐渐降低，根据电势能可知，同一点电荷在各处的电势能不一定相同，故C错误；D．当线圈的平面与磁场方向平行时，磁通量为0，但磁场不为0，则穿过某线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零；故D正确。故选D。8．（23-24高二上·山东临沂·期末）关于磁感应强度，下列说法中正确的是（

）A．由可知，B与F成正比，与IL成反比B．一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C．磁感应强度的方向就是该处电流受力方向D．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【答案】D【详解】A．公式是磁感应强度的定义式，磁感应强度与磁场本身有关，与F、IL无关，故A错误；B．若通电导体电流方向与磁场方向平行，通电导体不受磁场力，故一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场，故B错误；C．电流在磁场中受力方向由左手定则进行判断，其方向与电流方向相互垂直，故C错误；D．根据可知，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，故D正确。故选D。考点2：计算磁通量的大小9．（23-24高二下·四川德阳·期末）两个半径均为的彼此绝缘的相同金属圆环、，相互垂直放置，其中金属圆环水平放置，两金属圆环的圆心重合于点，通有大小相同、方向如图所示的电流。若将一个单独的通电金属圆环在其内部产生的磁场近似的视作均匀的，且磁感应强度大小为，则下列说法正确的是（）A．穿过水平金属圆环的磁通量为B．穿过水平金属圆环的磁通量为C．圆心处的磁感应强度大小为D．圆心处的磁感应强度大小为零【答案】A【详解】AB．根据题意知，通电水平金属圆环在其内部产生的磁感应强度大小为，根据右手螺旋定则知，方向水平向左，通电水平金属圆环产生的磁感应强度大小为，方向竖直向下，故穿过水平金属圆环的磁通量为，故A正确，B错误；CD．由题知，通电圆环在O点处的磁感应强度大小均为B，方向相互垂直，则由几何关系知，圆心处的磁感应强度大小为故CD错误。故选A。10．（23-24高二上·山东潍坊·期末）如图所示，一边长为l的匝正方形导线框abcd，其内部有一边长为的正方形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直导线框向里。则穿过导线框的磁通量为（

）A． B． C． D．【答案】A【详解】穿过导线框的磁通量为故选A。考点3：计算磁通量的变化量11．（23-24高二上·山东烟台·期末）一匝数为N匝、边长为2R的正方形线圈如图放置，在其内部半径为R的虚线圆范围内有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如果将线圈绕虚线圆的某一条直径旋转270°，这个过程中穿过线圈的磁通量变化量的大小为（）A．πBR2 B．NπBR2 C．4BR2 D．4NBR2【答案】A【详解】根据磁通量的定义可知，初状态的磁通量旋转270°后的磁通量因此磁通量的变化量的大小故选A。12．（22-23高二上·四川泸州·期末）如图所示，abcd是边长L=20cm的正方形金属框，匀强磁场区域右边界MP与水平线MN间的夹角θ=45°，磁感应强度B=0.01T，方向垂直纸面向外，此时M点位于cd边的中点。（1）求图示位置金属框的磁通量；（2）若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，求磁通量的变化量；（3）以图示位置为计时起点，线框向左以速度v=0.2m/s做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使线框中不产生感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的关系式是什么？

【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）求图示位置金属框的磁通量为（2）若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，金属框的磁通量为求磁通量的变化量为（3）要使线框中不产生感应电流，线圈中的磁通量不发生变化，则经任意时刻，线框运动的位移为金属框的磁通量为线框中不产生感应电流，有可得磁感应强度B随时间t变化的关系式是考点4：磁通量的变化判断与分析13．（22-23高二上·甘肃酒泉·期末）如图所示，条形磁体竖直放置，一个水平圆环从条形磁体上方位置M向下运动，经P最后到达下方N处。在运动过程中，关于穿过圆环的磁通量的变化情况，下列说法正确的是（）A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大【答案】C【详解】由M到P的过程，线圈包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线，内外磁感线相互抵消；因越到中间外部磁感线越少；故本过程磁通量是变大的；而P→N的过程是N到P的过程的相反过程，磁通量是变小的；所以圆环从M到N过程穿过圆环的磁通量先变大再变小。故选C。14．（22-23高二上·上海浦东新·期末）如图，空间固定一条形磁体（其轴线水平），穿过圆环的磁通量先减小再增大的是（）A．圆环a沿磁体轴线由磁体N极向右移至S极B．圆环a沿磁体轴线由磁体N极左侧向左移至无穷远C．圆环b从磁体正下方竖直下落D．圆环c从磁体右边的位置1下降到位置3【答案】D【详解】A．圆环a沿磁体轴线由磁体N极向右移至S极，穿过圆环的磁通量先增大后减小，故A错误；B．圆环a沿磁体轴线由磁体N极左侧向左移至无穷远，穿过圆环的磁通量一直减小，故B错误；C．圆环b从磁体正下方竖直下落，穿过圆环的磁通量一直减小，故C错误；D．圆环c从磁体右边的位置1下降到2位置，穿过圆环的磁通量一直减小，从位置2降到位置3，穿过圆环的磁通量一直增大，故D正确。故选D。清单03电磁感应现象及其应用考点1：导体棒切割磁感应线产生电流15．（23-24高二上·福建福州·期末）如图所示这款滑板车在滑行时，车轮会发光，拆开车轮，车轮里没有装电源，里面有3块磁铁，包围一线圈，线圈连着发光二极管，轮子一转，二极管就亮。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同（）A．B．C．D．【答案】D【详解】发光轮的工作原理是电磁感应。A．此图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在着磁场，故A不符合题意；B．闭合开关后，电磁铁产生磁性，对小磁针产生力的作用，利用的电流的磁效应，故B不符合题意；C．该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，利用此原理可制作电动机，故C不符合题意；D．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，利用的原理是电磁感应，故D符合题意。故选D。16．（2024高二下·湖南岳阳·学业考试）如图所示是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流表的指针是否偏转填写在下面的空格处。(1)磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动，电流表的指针（选填“偏转”或“不偏转”）。(2)导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，电流表的指针（选填“偏转”或“不偏转”）。【答案】(1)偏转(2)不偏转【详解】（1）（1）[1]磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动时，导体AB切割磁感线，回路中就会产生感应电流，因此电流表的指针偏转。（2）（2）[2]导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，则导体AB不切割磁感线，回路中就不会产生感应电流，因此电流表的指针不偏转。考点2：插拔磁铁或线圈产生感应电流17．（23-24高二下·江西抚州·期末）我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分(1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流从正（负）接线柱流入时，；(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向右移动滑片，此过程中电流表指针偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针偏转；（均选填“向左”或“向右”或“不”）(3)某同学按图乙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，要避免电击发生，故在拆除电路前应（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。【答案】(1)电流表指针的偏转方向(2)向右向左(3)断开开关【详解】（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。（2）[1][2]图乙的实验中发现闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向右移动滑动触头，通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向右偏转。若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，则电流表指针向左偏转。（3）在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路A线圈时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。18．（23-24高二下·广西南宁·期末）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。(1)如图（a），甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有______。A．闭合开关B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出(2)图b中，当磁铁向下插入线圈，灵敏电流表指针向偏转（“左”或“右”）(3)为确切判断B线圈中的感应电流方向，通过观察灵敏电流计方向和方向的关系；(4)丙同学设计了如图（c）所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔的是二极管的（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯（选填“C”或“D”）短暂亮起。【答案】(1)C(2)左(3)灵敏电流计指针偏转方向电流流入方向(4)负极C【详解】（1）断开开关时，线圈A中电流迅速减小，则线圈B中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量；A．闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则线圈B中的磁通量增大，故A错误；B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，A线圈中的电流增大，则线圈B中的磁通量增大，故B错误；C．开关闭合时将A线圈从线圈B中拔出，则B线圈中的磁通量减小，故C正确。故选C。（2）图b中，当磁铁向下插入线圈，线圈B中的磁通量增大，灵敏电流计指针向左偏转；（3）[1][2]判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系；（4）[1]欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；[2]当磁铁插入线圈时，线圈中出现如图所示方向的电流灯C短暂亮起。考点3：开关通断产生感应电流19．（22-23高二上·广西柳州·阶段练习）如图是法拉第探究“磁生电”的实验，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，一个线圈A连接电池与开关，另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针。下列说法正确的是（）A．A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原B．保持开关闭合，小磁针始终发生偏转C．开关断开瞬间，小磁针不会发生偏转D．A、B线圈没有直接连接，无论如何操作小磁针都不会发生偏转【答案】A【详解】AB．A线圈接通瞬间，在铁环产生顺时针方向的磁场，使得穿过线圈B的磁通量增加，根据楞次定律和安培定则可知，在线圈B中产生逆时针方向感应电流，电流稳定后穿过A、B的磁通量不再发生变化，所以B中不再有感应电流，即小磁针偏转一下随即复原，故A正确，B错误；CD．当开关断开，A线圈中的电流中断瞬间，使得穿过B的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可知，在B中产生顺时针方向感应电流，小磁针会反向偏转，线圈A电流减为零后穿过A、B的磁通量不再变化，所以B中不再有感应电流，小磁针偏转一下后随即复原，故CD错误。故选A。20．（21-22高二下·四川成都·阶段练习）在“探究电磁感应现象”的实验中(1)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如右图所示连接。下列说法中正确的是（）A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合或断开瞬间电流计指针均不会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转(2)电路连接完整后，某同学闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，然后他将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流计指针将；他再将开关断开时，电流计指针将。（选填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）【答案】(1)A(2)向左偏转向右偏转【详解】（1）A．开关闭合后，线圈A插入或拔出时，线圈B内磁通量均发生变化，都会引起电流计指针偏转。故A正确；B．同理线圈A插入线圈B中后，开关闭合或断开瞬间，线圈B内磁通量均发生变化，电流计指针均会偏转。故B错误；CD．开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P滑动，线圈A的电流就变化，导致线圈B的磁通量发生变化，电流计指针就会偏转。故CD错误。故选A。（2）[1]电路连接完整后，某同学闭合开关时，线圈B中磁通量增加，发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，然后他将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，线圈A所在电路电阻减小，导致电流增大，致使线圈B中磁通量增加，所以电流计指针将向左偏转。[2]他再将开关断开时，线圈B中磁通量减小，电流计指针将向右偏转。考点4：调节滑动变阻器产生感应电流21．（23-24高二下·江苏连云港·期中）小明同学利用如图装置研究电磁感应现象时，发现电流表的指针向右偏转（电流表的偏转满足左进左偏，右进右偏），该同学可能进行的操作是（  ）A．断开开关瞬间B．开关闭合时在线圈A中插入铁芯C．开关断开时将滑动变阻器的滑片向左滑动D．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向右滑动【答案】B【详解】A．断开开关瞬间向下穿过B线圈的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可知，B产生的感应电流从左侧进入电流表，则电流表应左偏，故A错误；B．开关闭合时在线圈A中插入铁芯，则导致向下穿过B线圈的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知，B产生的感应电流从右侧进入电流表，则电流表应右偏，故B正确；C．开关断开时，线圈A无电流，滑动变阻器的滑片滑动不影响B，故C错误；D．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向右滑动，导致A的电流减小，向下穿过B线圈的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可知，B产生的感应电流从左侧进入电流表，则电流表应左偏，故D错误。故选B。22．（23-24高二上·江苏南通·期末）如图，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，线圈M与电池、开关S及滑动变阻器串联，线圈N与电流表G连接，若电流从G表左侧流入时，指针向左偏转。则下列情形中可能观察到G表指针向右偏转的是（）A．S闭合的瞬间 B．S闭合稳定后C．S闭合稳定后，P向右滑动 D．S断开的瞬间【答案】D【详解】A．根据安培定则在，线圈M中的电流产生的磁场向右穿过线圈N，S闭合的瞬间，穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律，线圈N中的感应电流在线圈内产生的磁场方向向左，根据安培定则可知，感应电流从G表左侧流入时，指针向左偏转，故A错误；B．S闭合稳定后，线圈M中的电流不变，M产生的磁场不变，穿过线圈N的磁通量不变，线圈N中没有感应电流，G表指针不偏转，故B错误；C．S闭合稳定后，线圈M中的电流产生的磁场向右穿过线圈N，P向右滑动滑动变阻器接入电阻减小，线圈M中电流增大，线圈M产生的磁场增强，穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律，线圈N中的感应电流在线圈内产生的磁场方向向左，根据安培定则可知，感应电流从G表左侧流入时，指针向左偏转，故C错误；D．线圈M中的电流产生的磁场向右穿过线圈N，S断开的瞬间，穿过线圈N的磁通量减小，根据楞次定律，线圈N中的感应电流在线圈内产生的磁场方向向右，根据安培定则可知，感应电流从G表右侧流入时，指针向右偏转，故D正确。故选D。清单04电磁波的发型及其应用考点1：麦克斯韦电磁场理论发现23．（23-24高二下·江苏·阶段练习）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（

）A．麦克斯韦认为，变化的电场一定产生变化的磁场B．赫兹预言并通过实验证实了电磁波的存在C．地面接收站要接收某频率的电磁波，需要对接收电路进行调频D．在电磁波谱中，由LC振荡电路产生的电磁波容易发生明显衍射现象【答案】D【详解】A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，故变化的电场不一定产生变化的磁场，A错误；B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，B错误；C．地面接收站要接收某频率的电磁波，需要对接收电路进行调谐，C错误；D．在电磁波谱中，由LC振荡电路产生的电磁波波长较长，容易发生明显衍射现象，D正确。故选D。24．（23-24高二下·广东广州·期中）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A．振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场B．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场C．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场D．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场【答案】A【详解】A．振荡电场周围一定产生同频率的振荡磁场，振荡磁场周围一定产生同频率的振荡电场。故A正确；BCD．均匀变化的电场产生恒定的磁场，若非均匀变化的电场，则产生非均匀变化的磁场。同样，均匀变化的磁场产生恒定的电场。故BCD错误。故选A。考点2：电磁波25．（22-23高二下·上海·期中）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。26．（23-24高二下·河北张家口·阶段练习）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【详解】ABC．由图可知，甲波和乙波的波长都比可见光的大，甲波的波长比乙波的大，选项AC错误，B正确；D．甲波长较大，则甲波比乙波更容易发生衍射现象，选项D错误。故选B。清单05微观世界的量子化考点1：热辐射、黑体及黑体辐射27．（23-24高一下·贵州贵阳·期末）下列有关物理知识的说法中，错误的是（）A．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关B．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的C．开普勒第三定律中，k是一个在任何星系中都相等的常量D．电工的高压作业服是由包含金属丝的织物制成，这种作业服起到静电屏蔽的作用【答案】C【详解】A．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故A正确；B．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的，即只能是元电荷的整数倍，故B正确；C．开普勒第三定律中，k与中心天体的质量有关，k不是一个在任何星系中都相等的常量，故C错误；D．电工的高压作业服是由包含金属丝的织物制成，这种作业服起到静电屏蔽的作用，故D正确。本题选错误的，故选C。28．（23-24高二上·安徽黄山·期末）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。考点2：能量子29．（23-24高二上·浙江绍兴·期末）下列关于物理学家及其贡献，描述正确的是（

）A．爱因斯坦最早提出能量子概念B．伽利略通过斜面实验并合理外推得到落体运动是匀加速运动C．卡文迪什利用扭秤实验总结出了万有引力定律D．麦克斯韦总结了电磁感应现象产生的条件，也创造性地引入了场“力线”来研究电磁场【答案】B【详解】A．普朗克最早提出能量子概念，选项A错误；B．伽利略通过斜面实验并合理外推得到落体运动是匀加速运动，选项B正确；C．牛顿提出万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验得到了引力常数，选项C错误；D．法拉第总结了电磁感应现象产生的条件，麦克斯韦创造性地引入了场“力线”来研究电磁场，选项D错误。故选B。30．（23-24高二上·河南信阳·期末）下列说法中正确的是（

）A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波C．楞次发现了电流的磁效应，揭示了磁与电的联系D．普朗克提出量子化理论，认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的【答案】A【详解】A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性，选项A正确；B．只有当空间某处的电场或磁场发生周期性变化，才会在其周围产生电磁波，选项B错误；C．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了磁与电的联系，选项C错误；