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章节复习
第十二章 电能 能量守恒定律
学习目标
基本 要求 1．知道电流做功的实质，知道电流做功对应的能量转化。
2．会推导电功和电功率的表达式。
3．知道在纯电阻电路中，电能全部转化为导体的内能。
4．知道焦耳定律，会用焦耳定律推导导体热功率的表达式。
5．会计算电路中的电功、电功率、电热、热功率。
发展 要求 知道：P=UI、P=U2/R、P=I2R的区别、联系和适用范围。
知识框架
磁场
1.磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.
2.磁场的基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.
3.磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷（或电流）之间通过磁场而发生的相互作用.
安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.
4.磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向.
磁感线
1.定义：在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线.
2.磁感线是闭合曲线;磁感线不相交：磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，.
3.几种典型磁场的磁感线的分布:
①直线电流的磁场
②通电螺线管的磁场
③环形电流的磁场
小试牛刀
如图所示是奥斯特实验的演示图，对该实验下列说法正确的是( )
A. 该实验表明通电直导线可以产生电场
B. 该实验表明通电直导线可以产生磁场
C. 该实验表明小磁针可以产生电流
D. 该实验表明通电直导线受到小磁针磁场的作用
B
小试牛刀
下列所示各图中，小磁针的指向错误的是( )
A. B.
C. D.
A
磁感应强度
1.定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL（电流元）的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式 .单位T，1T=1N/（A·m）.
2.磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向.
说明：磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比.
小试牛刀
磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )
A. a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb
B. a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaC. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
B
磁通量
1.定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量
2.定义式:Φ=BS.
技巧点拨：如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′
3.磁通量是标量，但是有正负。求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正.反之，磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.
4.国际单位:Wb
小试牛刀
如图所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将( )
A. 先增大，后减小
B. 先减小，后增大
C. 先增大，后减小，再增大，再减小
D. 先减小，后增大，再减小，再增大
A
电磁感应现象及感应电流
1.电磁感应现象及感应电流
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．产生的电流叫做感应电流.
2.产生感应电流的条件
穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0.
【技巧点拨】电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流.
小试牛刀
如图示所描述的探究活动中，闭合导线框中能够产生感应电流的是( )
A. 甲图中，线框在匀强磁场中垂直于磁场方向水平向右运动
B. 乙图中，线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动
C. 丙图中，线框在纸面内平动靠近磁铁
D. 丁图中，线框在纸面内平行于通电导线向上移动
B
麦克斯韦的电磁场理论
1.变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.
2.随时间均匀变化的磁场产生稳定电场.随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场.随时间均匀变化的电场产生稳定磁场，随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场.
3.变化的电场和变化的磁场总是相互关系着，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场.
电磁波
1.周期性变化的电场和磁场总是互相转化，互相激励，交替产生，电磁场由发生区域由近及远地向周围传播，形成电磁波.
2.电磁波是横波，电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直,如图所示.
3.电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速c=3.0×108m/s)
4.电磁波传播速度等于波长和频率的乘积，即ν=cf
电磁波谱
按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱
小试牛刀
麦克斯韦电磁场理论告诉我们( )
A. 任何电场周围都要产生磁场
B. 任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场
C. 任何变化的电场都要在周围空间产生恒定的磁场
D. 周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场
D
小试牛刀
关于电磁波的应用，下列说法不正确的是( )
A. 雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备
B. 铁路，民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
C. 医院里常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒
D. γ射线具有很强的穿透本领，可以用来治疗某些癌症
B
能量子
1．热辐射
①定义：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，所以叫热辐射．
②特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同．
2.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．
3. 能量子：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．
5.能量子大小：ε=hν，其中是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，称为普朗克常量． (一般取h=6.63×10-34J·s)．
6.爱因斯坦的光子说：光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E跟光的频率ν成正比：ε=hν
7.能级：原子能量的量子化能量值
小试牛刀
在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是
( )
A. 黑体既不向外辐射电磁波，也不反射电磁波
B. 一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关
C. 带电物体的电荷量可以是任意值
D. 爱因斯坦借助于能量的量子化假设，提出“光由一份份光子组成”
D

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