第三章 电磁场与电磁波初步 章末素养提升(课件 学案,2份打包)教科版(2019)必修 第三册

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第三章 电磁场与电磁波初步 章末素养提升(课件 学案,2份打包)教科版(2019)必修 第三册

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章末素养提升
物理观念 10个概念 1.磁场:是一种特殊的物质,对磁体或________________有力的作用 2.磁感线:为了形象地描述磁场的________和________而假想的有方向的曲线 3.磁感应强度:一段通电直导线________放在磁场中,所受的力与导线中的________和导线的________的乘积的比值 4.磁通量:匀强磁场中________________和与磁场方向________的平面面积S的乘积。即Φ=BS 5.感应电流: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________________ 6.电磁场:变化的________和________互相联系,所形成的不可分割的统一体 7.电磁波:变化的电磁场在空间的________称为电磁波 8.电磁波谱:按________(或________)的顺序把所有电磁波排列起来,就是电磁波谱 9.能量子:普朗克发现电磁波的发射和吸收是不连续的,把每一份的能量叫__________ 10.能级:原子的能量是____________的,量子化的能量值叫________
1个定则 1.直线电流的磁场 安培定则:用________握住通电导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,________________所指的方向就是磁感线环绕的方向 2.环形电流的磁场 安培定则:让右手________________与环形电流的方向一致,________________________________就是环形电流轴线上磁感线的方向 3.通电螺线管的磁场 安培定则:用右手握住螺线管,让弯曲的四指与________________________一致,伸直的拇指所指的方向就是________________磁场的方向
1个条件 产生感应电流的条件:只要穿过闭合导体回路的________________,闭合导体回路中就有感应电流产生
4个关系 1.B=;2.Φ=BS 3.c=________;4.ε=________
能量观 这一章在机械能和电能的基础上把能量的观念拓展到了电磁领域
物质观 把物质的观念拓展到了电磁场
运动与相互作用观 通过电磁感应进一步丰富了运动与相互作用的观念
科学思维 1.类比的思想:对于磁场,通过与电场进行类比学习。如,磁场与电场类比;磁感应强度与电场强度类比;磁感线与电场线类比 2.赫兹对电磁波预言的证实,体现了假说、理论预言、实验证实、质疑创新等科学思维在科学发现中的重要意义
科学探究 通过实验“探究感应电流产生的条件”,提高科学探究能力。从已有认知出发,在初中学习的基础上提出问题。通过法拉第的发现,体会“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应
科学态度与责任 电磁感应现象的发现是电磁学中最重大的发现之一。利用电磁感应原理制造的发电机使人类获取了巨大而廉价的电能,为电气化发展奠定了基础
例1 (多选)(2023·舒兰市第十八中学高二质检)关于电磁波,下列说法正确的是(  )
A.麦克斯韦用实验成功地证明了电磁波的存在
B.电磁波的传播不需要借助任何介质
C.电磁波按波长由长到短排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
D.均匀变化的电场一定能形成电磁波
例2 (多选)(2023·云南师大附中高二开学考试)“中国天眼”位于贵州的大山深处,是500 m口径球面射电望远镜(FAST)。它通过接收来自宇宙深处的电磁波,探索宇宙。下列说法正确的是(  )
A.电磁波在任何介质中传播速度为一定值
B.普朗克认为电磁波的发射和吸收都是不连续的,每一份能量的最小值为ε=hν
C.麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场,空间将产生电磁波
D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论
例3 (2023·成都市高二期末)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图甲为特高压直流输电塔的仰视图,若两根等高、平行的导线通以大小相等、方向相反的电流,a、b、c三点连线与两导线在同一水平面上,且与两导线垂直,b点为两导线的中点,ab=bc,d点位于b点的正下方,其平面图如图乙所示。忽略地磁场的影响,下列说法正确的是(  )
A.a点的磁感应强度方向竖直向上
B.b点的磁感应强度为零
C.c点的磁感应强度方向竖直向下
D.d点的磁感应强度为零
例4 (2023·绵阳市南山中学实验学校高二月考)下列各图所描述的物理情境,有感应电流产生的是(  )
A.图甲中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动,金属框中有感应电流
B.图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴OO′匀速转动时,线圈中有感应电流
C.图丙中开关S闭合稳定后,线圈N中有感应电流
D.图丁中线圈垂直于磁场方向在范围很大的磁场中向右平移时,线圈中有感应电流
例5 (2024·滕州市第一中学高二月考)如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B与t的关系式为(  )
A. B.
C. D.
章末素养提升
通电导体 方向 强弱 垂直 电流 长度 磁感应强度B 垂直 感应电流 电场 磁场 传播 波长 频率 能量子 量子化 能级 右手 弯曲的四指
弯曲的四指 伸直的拇指所指的方向 螺线管电流的方向 螺线管轴线上 磁通量发生变化 λf hν
例1 BC [麦克斯韦理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验成功地证明了电磁波的存在,故A错误;电磁波的传播不需要借助任何介质,故B正确;电磁波按波长由长到短排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,故C正确;均匀变化的电场产生恒定的磁场,一定不能形成电磁波,故D错误。]
例2 BD [电磁波在不同介质中的传播速度不同,其在真空中传播的速度为3×108 m/s,故A错误;普朗克研究热辐射时,发现了电磁波的发射和吸收都是不连续的,能量是量子化的,每一份能量的最小值为ε=hν,故B正确;麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场,空间将产生电磁波,故C错误;赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论,故D正确。]
例3 C [根据右手螺旋定则可知,两根导线中的电流在abc直线上产生的磁场方向均为竖直方向,a点距离I1较近,则该点的磁感应强度与I1产生的磁场方向相同,即该点的磁感应强度方向竖直向下,选项A错误;根据右手螺旋定则以及磁场叠加可知,b点的磁感应强度方向竖直向上,选项B错误;根据右手螺旋定则可知,c点距离I2较近,则该点的磁感应强度与I2产生的磁场方向相同,c点的磁感应强度方向竖直向下,选项C正确;I1在d点产生的磁场方向指向右上方,I2在d点产生的磁场方向指向左上方,d点的磁感应强度不为零,选项D错误。]
例4 A [题图甲中条形磁铁附近的金属框从A位置向B位置运动,穿过金属框的磁通量发生变化,有感应电流,故A正确;题图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴OO′匀速转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,没有感应电流,故B错误;题图丙中开关S闭合稳定后,线圈N中磁通量不变,没有感应电流,故C错误;题图丁中线圈垂直于磁场方向在磁场中向右平移时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流,故D错误。]
例5 C [由法拉第电磁感应定律可知,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动时,为使MN棒中不产生感应电流,则必须MDEN回路磁通量保持不变,故磁感应强度B应随时间t减小。回路的磁通量保持不变,则有B0l2=Bl(l+vt),解得B=,故选C。](共18张PPT)
DISANZHANG
第三章
章末素养提升
再现
素养知识
物理 观念 10个 概念 1.磁场:是一种特殊的物质,对磁体或 有力的作用
2.磁感线:为了形象地描述磁场的 和 而假想的有方向的曲线
3.磁感应强度:一段通电直导线 放在磁场中,所受的力与导线中的 和导线的______的乘积的比值
4.磁通量:匀强磁场中 和与磁场方向 的平面面积S的乘积。即Φ=BS
5.感应电流: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_________
6.电磁场:变化的 和 互相联系,所形成的不可分割的统一体
7.电磁波:变化的电磁场在空间的 称为电磁波
8.电磁波谱:按 (或 )的顺序把所有电磁波排列起来,就是电磁波谱
9.能量子:普朗克发现电磁波的发射和吸收是不连续的,把每一份的能量叫_______
10.能级:原子的能量是 的,量子化的能量值叫______
通电导体
方向
强弱
电流
长度
磁感应强度B
垂直
感应电流
电场
磁场
传播
波长
频率
能量子
量子化
能级
垂直
物理 观念 1个 定则 1.直线电流的磁场
安培定则:用 握住通电导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致, 所指的方向就是磁感线环绕的方向
2.环形电流的磁场
安培定则:让右手 与环形电流的方向一致,______________________就是环形电流轴线上磁感线的方向
3.通电螺线管的磁场
安培定则:用右手握住螺线管,让弯曲的四指与__________
_________一致,伸直的拇指所指的方向就是_____________磁场的方向
右手
弯曲的四指
弯曲的四指
伸直的拇指所指的方向
螺线管电
流的方向
螺线管轴线上
物理观念 1个条件 产生感应电流的条件:只要穿过闭合导体回路的___
____________,闭合导体回路中就有感应电流产生
4个关系
1.B=
2.Φ=BS
3.c=___
4.ε=___
能量观 这一章在机械能和电能的基础上把能量的观念拓展到了电磁领域
物质观 把物质的观念拓展到了电磁场
运动与相互作用观 通过电磁感应进一步丰富了运动与相互作用的观念
通量发生变化

λf

科学 思维 1.类比的思想:对于磁场,通过与电场进行类比学习。如,磁场与电场类比;磁感应强度与电场强度类比;磁感线与电场线类比
2.赫兹对电磁波预言的证实,体现了假说、理论预言、实验证实、质疑创新等科学思维在科学发现中的重要意义
科学 探究 通过实验“探究感应电流产生的条件”,提高科学探究能力。从已有认知出发,在初中学习的基础上提出问题。通过法拉第的发现,体会“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应
科学态度与责任 电磁感应现象的发现是电磁学中最重大的发现之一。利用电磁感应原理制造的发电机使人类获取了巨大而廉价的电能,为电气化发展奠定了基础
 (多选)(2023·舒兰市第十八中学高二质检)关于电磁波,下列说法正确的是
A.麦克斯韦用实验成功地证明了电磁波的存在
B.电磁波的传播不需要借助任何介质
C.电磁波按波长由长到短排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、
 X射线、γ射线
D.均匀变化的电场一定能形成电磁波
例1

提能
综合训练

麦克斯韦理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验成功地证明了电磁波的存在,故A错误;
电磁波的传播不需要借助任何介质,故B正确;
电磁波按波长由长到短排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,故C正确;
均匀变化的电场产生恒定的磁场,一定不能形成电磁波,故D错误。
 (多选)(2023·云南师大附中高二开学考试)“中国天眼”位于贵州的大山深处,是500 m口径球面射电望远镜(FAST)。它通过接收来自宇宙深处的电磁波,探索宇宙。下列说法正确的是
A.电磁波在任何介质中传播速度为一定值
B.普朗克认为电磁波的发射和吸收都是不连续的,每一份能量的最小值
 为ε=hν
C.麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场,空间将产生电磁波
D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论
例2


电磁波在不同介质中的传播速度不同,其在真空中传播的速度为3×108 m/s,故A错误;
普朗克研究热辐射时,发现了电磁波的发射和吸收都是不连续的,能量是量子化的,每一份能量的最小值为ε=hν,故B正确;
麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场,空间将产生电磁波,故C错误;
赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论,故D正确。
 (2023·成都市高二期末)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图甲为特高压直流输电塔的仰视图,若两根等高、平行的导线通以大小相等、方向相反的电流,a、b、c三点连线与两导线在同一水平面上,且与两导线垂直,b点为两导线的中点,ab=bc,d点位于b点的正下方,其平面图如图乙所示。忽略地磁场的影响,下列说法正确的是
A.a点的磁感应强度方向竖直向上
B.b点的磁感应强度为零
C.c点的磁感应强度方向竖直向下
D.d点的磁感应强度为零
例3

根据右手螺旋定则可知,两根导线中的电流在abc直线上产生的磁场方向均为竖直方向,a点距离I1较近,则该点的磁感应强度与I1产生的磁场方向相同,即该点的磁感应强度方向竖直向下,选项A错误;
根据右手螺旋定则以及磁场叠加可知,b点的磁感应强度方向竖直向上,选项B错误;
根据右手螺旋定则可知,c点距
离I2较近,则该点的磁感应强度与I2产生的磁场方向相同,c点的磁感应强度方向竖直向下,选项C正确;
I1在d点产生的磁场方向指向右上方,I2在d点产生的磁场方向指向左上方,d点的磁感应强度不为零,选项D错误。
 (2023·绵阳市南山中学实验学校高二月考)下列各图所描述的物理情境,有感应电流产生的是
A.图甲中条形磁体附近的金属
 框从A位置向B位置运动,金
 属框中有感应电流
B.图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴OO′匀速转动时,线圈中有感
 应电流
C.图丙中开关S闭合稳定后,线圈N中有感应电流
D.图丁中线圈垂直于磁场方向在范围很大的磁场中向右平移时,线圈中
 有感应电流
例4

题图甲中条形磁铁附近的金属框从A位置向B位置运动,穿过金属框的磁通量发生变化,有感应电流,故A正确;
题图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴OO′匀速转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,没有感应电流,故B错误;
题图丙中开关S闭合稳定后,线圈N中磁通量不变,没有感应电流,故C错误;
题图丁中线圈垂直于磁场方向在磁场中向右平移时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流,故D错误。
 (2024·滕州市第一中学高二月考)如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B与t的关系式为
例5

由法拉第电磁感应定律可知,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动时,为使MN棒中不产生感应电流,则必须MDEN回路磁通量保持不变,故磁感应强度B应随时间t减小。回路的磁通量保持不变,则有B0l2=Bl(l+vt),解得B=  ,故选C。

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