专题14 电磁感应与电磁波初步（讲义江苏专用）（原卷版）

专题14电磁感应与电磁波初步明目录目录学考要求速览必备知识梳理高频考点精讲考点一：电磁感应现象及应用考点二：电磁波的发现及应用考点三：能量量子化实战能力训练必备知识梳理 1高频考点精讲 3考点一：集合的含义与表示 3考点二：集合间的基本关系 4考点三：集合的基本运算 5考点四：充分条件与必要条件 6考点五：全称量词与存在量词 7实战能力训练 1、能说出电磁感应现象在生产生活中应用的实例；2、能提出与电磁学相关的科学探究问题；3、能利用场的性质解释有关电磁波的现象；一、电磁感应现象及应用1．电磁感应：法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作。2．产生感应电流的条件——磁通量的变化（1）磁通量的变化大致可分为以下几种情况：磁感应强度B不变，有效面积S发生变化，如图（a）所示。②面积S不变，磁感应强度B发生变化，如图（b）所示。③磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化，如图（c）所示。3．实验：探究感应电流产生的条件（1）如图所示，导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生；而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生。（2）如图所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生；但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。（3）如图所示，将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电流通过。（4）归纳总结三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了。4．电磁感应现象的应用生产、生活中广泛使用的变压器、等都是根据电磁感应制造的。二、电磁波的发现及应用1．麦克斯韦电磁场理论（1）变化的磁场产生；（2）变化的电场产生。（3）麦克斯韦电磁场理论的理解①的电（磁）场磁（电）场；②变化的电（磁）场在周围空间产生的磁（电）场；③（非均匀变化）电（磁）场产生同的磁（电）场。（4）电磁场：变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场。2．电磁波（1）电磁波的产生：麦克斯韦推断，如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就会在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场……于是，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，形成了电场波。一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波。（2）电磁波的特点①电磁波是。电磁波在真空中传播时，它的电场强度E与磁感应强度B相互，而且二者均与波的传播方向。②电磁波中的E和B这两个物理量随时间和空间做的变化。③电磁波的速度等于。④光的本质是。⑤电磁波具有波的共性，能产生、等现象。电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射等现象。3．电磁波的波速、波长与频率的关系：c＝λ＝。麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波在真空中的传播速度c＝m/s。4．电磁波的实验证明1886年，赫兹用电火花实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次发现了电磁波。5．电磁波谱（1）概念：按电磁波的或大小的顺序把它们排列起来，就构成了电磁波谱。（2）电磁波按波长由大到小排列顺序为：、红外线、、、X射线、γ射线。（3）一些电磁波的特性①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等的信号传输。②红外线：用来、烘干、理疗等。③可见光：照明。④紫外线：用于杀菌消毒、荧光。⑤X射线：用于诊断透视病情。⑥γ射线：可以摧毁。6．电磁波的能量（1）光是一种电磁波，光具有能量。（2）电磁波具有，电磁波是一种。三、能量量子化1．热辐射现象（1）定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。这种辐射与有关。（2）特征：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。例如：铁块温度↑从看不出发光到暗红到橙色到黄白色，从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。2．黑体（1）概念：能全部吸收波长的电磁波而不发生的物体，称为绝对黑体，简称黑体。（2）黑体辐射的特征：黑体辐射电磁波的强度按的分布只与黑体的有关。3．黑体辐射的实验规律：黑体热辐射的强度与波长的关系：在一定温度下，黑体辐射的各种波长的电磁波强度是一定的，且各种波长的电磁波强度不同，有一种波长的电磁波强度最大；随着温度的升高，一方面，黑体辐射的各种电磁波的辐射强度迅速，另一方面，辐射强度的向波长较短的方向移动。黑体辐射只与有关，而一般物体辐射还与材料和情况有关。4．能量子：超越牛顿的发现（1）概念：1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说。普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也只能是辐射或吸收某个最小能量值的倍，即：ε，1ε，2ε，3ε，...nε（n为正整数，称为量子数）。也就是以这个最小能量值为单位地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。能量子大小：对于频率为γ的谐振子最小能量为ε=，h是普朗克常量（h＝6.626×10－34J·s）。一般取h＝6.63×10－34J·s。（2）能量的量子化：在微观世界里，能量不能，只能取，这种现象叫做能量的量子化。意义：可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象。（3）发光功率与单个光子能量的关系：发光功率P＝，其中n为单位时间发出的光子数目，ε为单个光子能量。点精讲讲练考点一：电磁感应现象及应用例题1.（2024高二上·江苏南通·学业考试）用图示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，实验时蹄形磁体保持静止，导体棒处在竖直向下的磁场中。下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（）A．磁铁不动，导体棒水平向左运动B．导体棒不动，磁铁竖直向上运动C．磁铁与导体棒一起向上运动D．磁铁与导体棒一起向右运动例题2．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）如图所示是研究电磁感应的实验电路图，下列操作中能够让电流计的指针偏转的是（）A．开关闭合后，将小螺线管A从大螺线管B中拔出B．开关断开后，将小螺线管A插入大螺线管B中C．开关闭合后，将小螺线管A保持在大螺线管B中不动D．开关断开后，将小螺线管A从大螺线管B中拔出例题3．（2025高二上·江苏·学业考试）法拉第圆盘发电机工作原理主要利用了（）A．摩擦起电 B．电磁感应 C．电流的热效应 D．电流的磁效应1．（2024高二上·江苏·学业考试）如图所示，边界MN右侧存在匀强磁场，现使边长为L的正方形闭合金属线框由边界左侧以速度v匀速运动到图中虚线位置，此过程线框中产生感应电流的时间为（）A． B． C． D．2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）关于物理学家作出的贡献，下列叙述符合事实的是（）A．奥斯特首先发现了电磁感应现象B．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在C．法拉第提出了分子电流假说D．普朗克把能量子引入物理学3．（2024高二上·江苏·学业考试）如图，矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行。以下情况，线圈中没有感应电流的是（）A．线圈向右平动 B．线圈向上平动C．线圈以AD边为轴旋转 D．导线中电流逐渐增大考点二：电磁波的发现及应用例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）下列说法正确的是（）A．电磁波是一种客观存在的物质 B．光需要介质才能传播C．声波只能在空气中传播 D．红外线具有很强的荧光作用例题2．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）下列关于电磁波和能量量子化的说法正确的是（）A．赫兹最先预言并证实了电磁波的存在B．电磁波的传播需要介质，不能在真空中传播C．自然界中最小的能量值叫作能量子，大小为D．通常情况下，原子处于能量最高的状态，这是最稳定的状态例题3．（2025高二上·江苏·学业考试）航天员在太空接课，实时画面传播到地面，地面接收到的时波属于（）A．超声波 B．紫外线 C．红外线 D．无线电波1．（2023高二上·江苏·学业考试）山区脱贫群众通过卫星电视认真收看党的二十大开幕盛况。卫星与地面基站间传输电视信号，利用的是电磁波谱中的（）A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．X射线2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．磁场不能产生电场B．变化的电场一定产生磁场C．赫兹预言了电磁波的存在D．电磁波是一种物质，不能在真空中传播3．（2024高二上·江苏·学业考试）电磁波在真空中传播的速度m/s，有一个广播电台的频率MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为。考点三：能量量子化例题1．（2025高二上·江苏·学业考试）关于能量量子化，下列说法正确的是（）A．安培提出了能量子理论 B．法拉第提出了能子量子理论C．微观粒子的能量是连续的 D．微观粒子的能量是不连续的例题2．（2023高二上·江苏·学业考试）三位科学家因“纠缠量子态研究”获得了2022年诺贝尔物理学奖。历史上最早提出能量量子化的物理学家是（）A．奥斯特 B．安培 C．法拉第 D．普朗克例题3．（2024高二上·江苏徐州·学业考试）光的能量是不连续的，后来我们把其中的一份称为（）A．电子 B．中微子 C．质子 D．光子1．（23-24高二上·江苏南京·阶段练习）下列说法正确的是（）A．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关B．麦克斯韦认为磁场变化时会在空间激发出静电场C．赫兹用实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦电磁场理论D．爱因斯坦首次提出能量量子化理论，正确解释了黑体辐射的实验规律2．（23-24高三下·江苏南通·开学考试）1900年普朗克提出了量子假说，开创了物理学的新纪元。在下列关于学生的宏观概念中，具有量子化特征的是（）A．人数 B．身高 C．动能 D．重力3．（2023高二上·江苏·学业考试）在物理学的发展过程中，许多科学家作出了巨大的贡献。以下关于物理学史的叙述符合实际的是（）A．奥斯特发现了“磁生电”的现象B．麦克斯韦提出了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波C．法拉第发现了电流的磁效应D．能量子首先是由普朗克提出的1．（2022高二上·江苏徐州·学业考试）关于热辐射，下列说法正确的是（）A．只有高温物体才辐射电磁波B．物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射D．黑体不能完全吸收入射的各种波长的电磁波2．（2022高三上·江苏·学业考试）下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是（）A．一切物体都在辐射电磁波B．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波C．黑体辐射强度的极大值跟温度无关D．一般物体辐射电磁波的强度与温度有关3．（2024高二上·江苏连云港·学业考试）在“探究感应电流产生的条件”的实验中，下列做法中能产生感应电流的是（）A．图甲中，导体AB垂直磁感线运动B．图乙中，条形磁铁放在线圈中不动C．图丙中，接通开关S，小螺线管A置于大螺线管B中不动D．图丁中，闭合线圈沿磁场方向向上运动4．（2024高二上·江苏徐州·学业考试）下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（）A．导体棒保持静止 B．导体棒竖直向下运动C．导体棒向左运动 D．导体棒竖直向上运动5．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，将条形磁铁相对螺线管保持静止时，电流表指针（选填“会”或“不会”）偏转。6．（2024高二上·江苏徐州·学业考试）电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光，辐射出大量频率为的电磁波。根据如图所示的电磁波谱，判断它属于哪种电磁波（）A．微波 B．红外线C．X射线 D．紫外线7．（2024高二上·江苏连云港·学业考试）有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是用于接收和研究天体发射电磁波的装置。下列说法正确的是（）A．X射线的波长比红外线的波长更长B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关C．医院利用红外线摧毁病变细胞D．均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场8．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）关于电磁波，下列说法正确的是（）A．需要介质才能传播B．