第十三章++电磁感应与电磁波初步+知识清单-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十三章电磁感应与电磁波初步知识清单1

磁场磁感线知识点1

电和磁的联系必备知识清单破1.磁现象(1)磁性:物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,叫磁性。(2)磁体:具有磁性的物体叫磁体。(3)磁极:磁体中磁性最强的区域叫磁极。2.磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。3.电流的磁效应奥斯特通过实验发现通电导线周围存在磁场,首次揭示了电和磁的联系。知识点2

磁场1.磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用,都是通

过磁场发生的。2.基本性质:对放入其中的磁体或通电导体有力的作用。知识点3

磁感线1.定义: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磁场的方向一致,这样

的曲线就叫作磁感线。2.磁感线的特点(1)磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在。(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线密的地方磁场强,磁感线疏的地方磁场弱。(3)磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向。在磁体外部,磁感线由N极指向S极;在磁体

内部,磁感线由S极指向N极。(4)磁感线是闭合曲线,不相交、不相切、也不中断。3.常见永磁体周围的磁场1.直线电流的磁场安培定则:用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方

向就是磁感线环绕的方向,如图所示。

知识点4

安培定则2.环形电流的磁场让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上

磁场的方向,如图所示。

3.通电螺线管的磁场通电螺线管可以看作许多匝环形电流串联而成,因此,通电螺线管的磁场是这些环形电流磁场的叠加,所以可以利用环形电流的安培定则判断通电螺线管的磁场。知识辨析1.两通电导线之间的相互作用是通过电场发生的吗?2.磁感线总是由磁体的N极指向S极,这种说法正确吗?3.通电直导线周围磁场的磁感线是一圈圈同心圆,这些同心圆有何特点?4.两个磁场叠加的区域,磁感线可能相交吗?一语破的1.不是。两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的。2.不正确。在磁体外部,磁感线由磁体的N极指向S极;在磁体内部,磁感线由磁体的S极指向N

极。3.这些同心圆都在跟导线垂直的平面上,离通电直导线越远,磁感线越稀疏,即同心圆间距不

相等。4.不可能。磁感线不相交,也不相切。关键能力定点破定点

三种常见的电流的磁场 

图示立体图截面图直线电流

从上向下看

从前向后看特点:以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱环形电流

从右向左看

从前向后看特点:内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏通电螺线管

从左向右看

从前向后看特点:内部磁场可视为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极,外部磁场类似于条形磁体的磁场,方向由N极指向S极说明

图中的“×”号表示垂直于纸面向里,“·”表示垂直于纸面向外。2

磁感应强度磁通量知识点1

磁感应强度必备知识清单破1.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。2.电流元:很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il。3.影响通电导线受力的因素(1)通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小既与导线的长度l成正比,又与导线中的电流I成

正比,即与I和l的乘积Il成正比。(2)同样的I、l,在不同的磁场中,或在非均匀磁场中的不同位置,导线受力一般不同。4.磁感应强度的大小:在通电导线与磁场垂直的情况下,导线受到的磁场力F与I、l乘积的比

值。定义式:B=

。5.单位:特斯拉,简称特,符号为T。6.磁感应强度的方向:磁感应强度是矢量,它的方向为该处的磁场方向,即该处小磁针静止时北极所指的方向。知识点2

匀强磁场1.定义:如果磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同,这个磁场就叫作匀强磁场。2.实例:距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场(图甲),除边缘部分外,可以认为是匀强磁

场;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(图乙)。

1.定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,当面积为S的平面与磁场方向垂直时,我们把B与S的

乘积叫作穿过这个面积的磁通量。公式为Φ=BS。知识点3

磁通量导师点睛当α=90°时,Φ=BS;当0°<α<90°时,Φ=BSsinα;当α=0°时,Φ=0。2.单位:韦伯,简称韦,符号是Wb。1Wb=1T·m2。3.磁通量是标量,但有正负。由B=

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。磁通量可以用磁感线的条数形象地说明,穿过平面的磁通量可以理解为向相

反方向穿过平面的磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数。知识辨析1.在物理学中,电流元是指很短的一段通电导线,这种说法正确吗?2.如果将一通电导线放入磁场中,那么通电导线一定会受到磁场力作用吗?3.在匀强磁场中,将垂直于磁感线放置的线圈翻转180°,穿过线圈的磁通量大小不变,磁通量

的变化量为零,这种说法是否正确?4.穿过某一截面的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零吗?一语破的1.不正确。在物理学中,把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫作电流元。2.不一定。当放入磁场的通电导线与磁场方向平行时,通电导线不受磁场力。3.不正确。磁通量的正负表示磁感线由平面的正面或背面穿过,如翻转前磁通量为Φ,则翻转

后磁通量为-Φ,磁通量变化量为-2Φ。4.不一定。如果磁感线与截面平行,磁通量为零,但磁感应强度不为零。关键能力定点破定点1磁感应强度的叠加 1.磁感应强度的矢量叠加由于磁感应强度是矢量,故多个通电导体产生的磁场叠加时,合磁场的磁感应强度等于各场

源单独存在时在该点产生的磁感应强度的矢量和。处理多根通电导线在某点产生的磁感应

强度的叠加问题的步骤为:(1)根据安培定则确定每根通电导线周围磁感线的方向。(2)磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。(3)根据平行四边形定则将各磁感应强度合成。2.几个特殊的磁场叠加

等大平行同向电流等大平行反向电流连线上的中点

B1=B2,B合=0

B1=B2=B,B合=2B连线的中垂线上的对称点

BA与BA'等大反向

BA与BA'等大同向3.三点提醒(1)当两磁场在某点同向时,该点的磁感应强度大小等于两磁场在该点的磁感应强度大小的

和,即B=B1+B2。(2)当两磁场在某点反向时,该点的磁感应强度大小等于两磁场在该点的磁感应强度大小的

差的绝对值,即B=|B1-B2|。(3)当两磁场在某点方向成一夹角时,该点的磁感应强度由平行四边形定则求得。典例如图所示,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放

置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线

距离均为l的a点处的磁感应强度为零【1】。如果让P中的电流反向,其他条件不变【2】,则a点处

磁感应强度的大小为

(

)

A.0

B.

B0

C.

B0

D.2B0

C信息提取

【1】匀强磁场、长直导线P和Q中电流产生的磁场叠加后的矢量和为零。【2】根据安培定则可知P中电流在a点产生的磁场也反向。思路点拨

解答本题要三步走:

解析

两长直导线P和Q中的电流在a点处的磁感应强度的大小相等,设为B,方向如图甲所示,

此时a点处的磁感应强度为零,则两磁感应强度的合磁感应强度B合的大小等于B0,方向与匀强

磁场方向相反,即匀强磁场的方向水平向左(由【1】得到),此时B=

=

B0;让P中的电流反向,其他条件不变,两长直导线P和Q中的电流在a点处的磁感应强度的大小仍为B,方向如

图乙所示(由【2】得到),则两磁感应强度的合磁感应强度大小为B,方向竖直向上;此时a点处

合磁感应强度的大小为Ba=

=

B0,C正确。

甲乙1.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS。其中B为匀强磁场的磁感应强度,S为垂直磁场方向的面积。(2)若磁场与平面不垂直,应取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,Φ=BScosθ。式中Scosθ

即平面在垂直于磁场方向上的投影面积,也称为“有效面积”(如图所示)。

2.磁通量的正、负(1)磁通量是标量,但有正、负,当以磁感线从某一面穿入时的磁通量为正值,则磁感线从此面定点2磁通量的理解及计算穿出时磁通量为负值。(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量大小为Φ1,反向磁通量大小为Φ2,

则穿过该平面的合磁通量Φ=Φ1-Φ2。3.磁通量的变化量

磁通量的变化量举例或注意事项B不变,S变ΔΦ=B·ΔS

例:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时B变,S不变ΔΦ=ΔB·S

例:线圈与磁体之间发生相对运动时

磁通量的变化量举例或注意事项B和S都变ΔΦ=B2S2-B1S1注意:此时由ΔΦ=Φ2-Φ1计算并判断磁通量是否变化,ΔΦ≠ΔB·ΔSB和S大小都不变,但两者之间的夹角变ΔΦ=BS(sinθ2-sinθ1)

例:线圈在磁场中转动时3

电磁感应现象及应用知识点1

划时代的发现必备知识清单破1.1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。2.电磁感应现象:由磁场得到电流的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。知识点2

探究感应电流产生的条件1.实验原理按照实验电路图连接电路,观察在开关闭合、断开瞬间及开关闭合时滑动变阻器滑片不

动及迅速移动情况下,能否产生感应电流。2.实验结论当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。知识点3

电磁感应现象的应用发电机、变压器、电磁炉等都是根据电磁感应现象制造的。知识辨析1.闭合电路中只要有磁通量,就一定有感应电流产生吗?2.当导体做切割磁感线运动时,导体中一定产生感应电流吗?一语破的1.不一定。穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中才会产生感应电流。2.不一定。导体做切割磁感线运动时,若无闭合回路或无磁通量变化,则导体中无感应电流产

生。关键能力定点破定点

感应电流产生条件的理解和应用 1.判断电路中能否产生感应电流的一般流程2.对导体切割磁感线的理解及应注意的问题在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应该注意:(1)导体是否将磁感线“割断”,如果没“割断”,就不能说切割。如图所示,(a)、(b)两图中,

导体棒是真“切割”,而(c)图中,导体棒没有切割磁感线。

(2)即使导体真“切割”了磁感线,也不能保证就能产生感应电流。如图所示,对于图甲(匀强

磁场),尽管导体“切割”了磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流

产生;对于图乙,导线框的一部分“切割”了磁感线,穿过线框的磁通量减少,线框中有感应电

流产生;对于图丙,闭合导线框在非匀强磁场中运动,切割了磁感线,同时穿过线框的磁通量减少,线框中有感应电流产生;对于图丁,导线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动时,尽管部分导体做切割磁感线运动,但穿过线框的磁通量没有发生变化,所以在线框中没有感应电流产生。

典例如图所示,矩形导线框abcd处于竖直面内,直导线MN与bc边平行且与线框平面共面

【1】,并通以向上的电流I,则以下情况不能使线框中产生感应电流【2】的是

(

)A.线框以直导线MN为轴转动B.线框以ad边为轴转动C.线框沿线框平面向右平移D.增大直导线中的电流IA信息提取

【1】直导线MN产生的磁场与线框平面垂直。【2】只要穿过线框回路的磁通量不变,就不能使线框中产生感应电流。思路点拨

电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可。线框闭

合,只需判断穿过线框的磁通量是否变化即可判断能否产生感应电流。解析

通电直导线产生的磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆,线框以直导线

MN为轴转动时,穿过线框的磁通量不变(由【1】得到),线框中不产生感应电流(由【2】得

到),A符合题意;线框以ad边为轴转动时,穿过线框的磁通量变化,线框中产生感应电流,B不符

合题意;直导线中电流产生的磁场,离导线越远磁场越弱,所以线框向右平移远离MN时,穿过

线框的磁通量减小,线框中产生感应电流,C不符合题意;增大直导线中的电流I时,磁场增强,穿

过线框的磁通量增大,线框中产生感应电流,D不符合题意。4

电磁波的发现及应用知识点1

电磁场电磁波必备知识清单破1.麦克斯韦电磁场理论英国物理学家麦克斯韦在总结前人对电磁现象研究成果的基础上,建立了完整的电磁场

理论。可定性表述为:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。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的电磁场。2.麦克斯韦预言电磁波如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么它就在空间引起周期性变化的磁场;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,形成了电磁波。周期性变化的电场电磁波的产生与传播示意图知识点2

电磁波谱1.描述电磁波的三个物理量波速c、波长λ、频率f,它们之间的关系是c=λf。电磁波在真空中的传播速度都等于光

速,在介质中的传播速度均小于光速。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。按波长从大到小的

顺序依次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。知识辨析1.电场随时间变化时一定能产生电磁波吗?2.我们看到的电视直播节目,声音和画面基本同步,能表明声波和光波传播速度十分接近吗?3.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光;遥控器发出的“光”能用来控制电风

扇、电视机、空调等家用电器。它们发出的“光”相同吗?一语破的1.不一定。电场随时间均匀变化时,产生恒定的磁场,不会产生电磁波。2.不能。电视直播节目中的声音信号是加载在电磁波上传播的。3.不同。验钞机发出的“光”是紫外线,遥控器发出的“光”是红外线。5

能量量子化知识点1

热辐射必备知识清单破1.定义: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。一般物体

的热辐射除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关。2.特点:热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。物体在室温时,热辐射的主

要成分是波长较长的电磁波。当温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强。3.黑体:在热辐射的同时,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。如果某种物体能够完

全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就叫作黑体。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。