资源简介

(共6张PPT)
第三章 电磁场与电磁波初步
章末知识网络建构
B
C
D
A
提示：将以下答案前的字母填入左侧正确的位置。
A.
B.磁通量
C.磁场
D.麦克斯韦
E.
F.
G.电场
H.
.赫兹
[备选答案]
内容索引
感谢观看
本课件由水浒传媒出品，仅限教学使用，
所有权和著作权归本
公司所有，任何人不得以非法形式进行销售或传播，违者必究！
磁感线：疏密表示磁场的强弱
磁感应强度定义式：B=
(B⊥L)
磁场的
描述
磁通量：Φ=(B上S)
安培定则（右手螺旋定则）
发现：法拉第发现电磁感成现象
电磁感
应现象
产生条件：穿过闭合导体路的
发生变化
电磁
场与
电磁
电磁场：变化的磁场产生
波初
变化的电场产生
步
电磁波：
预言了电磁波
电磁波的发现
的存在，
通过实验捕捉
到了电磁波
波速：c=
热辐射：一切物体都在辐射电磁波
能量量子化
能量子：e=
能级第三章 电磁场与电磁波初步
第1节 磁场 磁感线 第2节 磁感应强度 磁通量
学习目标
1.了解磁场，了解电流的磁效应，体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意义。 2.知道磁感线的概念，并会用安培定则判断电流周围的磁场方向。 3.知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象。
4.理解磁感应强度的物理意义和定义式，并能利用公式进行简单计算。 5.知道磁通量的定义，知道的适用条件，会用这一公式进行计算。
课前知识梳理
一、磁场和磁感线
1．磁场：磁体周围分布着①_ _ ，一切磁相互作用都是通过②_ _ 实现的。
【答案】磁场； 磁场
2．磁场的方向：人们规定，小磁针③_ _ _ _ _ _ 的受力方向就是该处磁场的方向。
【答案】 极
3．磁感线
（1）磁感线是假想的有方向的曲线，用来形象地描述磁场的方向和强弱。
（2）曲线上每一点的④_ _ 方向为该点的磁场方向，曲线的⑤_ _ 表示磁场的强弱，曲线疏的地方磁场弱，曲线密的地方磁场强。
【答案】切线； 疏密
二、安培定则
1．奥斯特的发现：⑥_ _ 周围存在着磁场。
【答案】电流
2．磁感线的方向与电流方向之间的关系可以由⑦_ _ _ _ _ _ _ _ （也叫右手螺旋定则）判定。
（1）直线电流的磁场方向的判断：右手握住通电导线，让伸直的拇指所指的方向与⑧_ _ _ _ _ _ _ _ 一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
（2）环形（螺线管）电流的磁感线方向的判断：让右手弯曲的四指与环形（或螺线管）电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线（或螺线管）轴线上磁感线的方向。
【答案】安培定则； 电流方向
3.磁现象的电本质
（1）安培认为，在原子、分子内部总存在着一种环形电流，即分子电流。分子电流使其两侧相当于两个磁极。安培把磁体的磁场和电流的磁场都归结为电流的作用，揭示了磁的本质。
（2）如果组成物体的无数原子产生的磁场有共同的取向，那么这个物体就在其空间呈现磁性，取向越一致，磁性就越强；如果物质的内部“小磁针”取向完全混乱，则整体上不显磁性。
4.地磁场：地球是一个大的磁体，地球内部和外部都存在着磁场。
三、磁感应强度
1．匀强磁场
（1）定义：磁场中各点的磁场强弱和方向都相同。
（2）磁感线：⑨_ _ _ _ _ _ _ _ 且间距相等。
（3）实例：如图甲所示两个永磁体的异名磁极间的区域，如图乙所示的两个平行放置的、相距较近的通电线圈间的磁场都可以认为是匀强磁场。
【答案】相互平行
2．在匀强磁场中，在导线与磁场方向垂直时，磁场力跟电流和导线长度乘积的比，称为磁感应强度。
（1）关系式：。
（2）单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是⑩_ _ _ _ _ _ ，简称特，符号是， _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3）方向：磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时极所指的方向。
【答案】特斯拉；
四、磁通量
1．定义：在磁感应强度为的匀强磁场中，有一块 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 方向的面积为的平面，定义 _ _ _ _ _ _ 为穿过这个面的磁通量，简称磁通，即。
【答案】垂直于磁感线；
2．拓展：磁场与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向上的 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 与的乘积表示磁通量。
【答案】投影面积
3．单位：国际单位制中磁通量的单位是 _ _ ，简称韦，符号是，。
【答案】韦伯
4.引申：由于，因此，磁感应强度又叫作磁通密度。单位为，。
深化辨析
判断下列说法是否正确。
（1） 首先发现电流的磁效应的是丹麦物理学家奥斯特。（ ）
（2） 一切磁相互作用都是通过磁场实现的。（ ）
（3） 通电直导线周围磁场的磁感线是一圈圈的同心圆。（ ）
（4） 通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁周围的磁场。（ ）
（5） 单位长度的通电导线在磁场中受到的作用力越大，该处的磁感应强度越大。（ ）
（6） 磁感应强度由磁场本身的性质决定，与放不放通电导线无关。（ ）
（7） 磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。（ ）
（8） 将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等。（ ）
【答案】（1） √
（2） √
（3） √
（4） √
（5） ×
（6） √
（7） ×
（8） ×
课堂 深度探究
知识点一 磁场和磁感线
1.常见永磁体的磁感线分布
2.磁感线的特点
（1）为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，磁感线在某点的切线方向表示该点磁场的方向。
（3）磁感线在磁体外部从极出发回到极，在磁体内部从极指向极，即磁感线是闭合的曲线，它不相交。
3.磁感线与电场线的比较
比较项目 磁感线 电场线
不同点 闭合曲线 不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于无限远或负电荷
相同点 引入目的 为形象描述场而引入的假想线，实际不存在
疏密 场的强弱
切线方向 场的方向
是否相交 不相交
（1）在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在。
（2）若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加，磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况，不能认为该区域有多条磁感线相交。
例1 （多选）关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B. 乙图中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的
C. 丙图中，电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D. 丙图中，电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
【答案】BC
【解析】题图甲中，电流产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；题图乙中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；题图丙中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的，、正确。
例2 如图所示的磁场中,稳定时小磁针位置正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】磁铁外部的磁感线由 极指向 极，而磁感线的切线方向就是小磁针静止时 极所指方向。
例3 下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是（ ）
A. 甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实际存在的曲线
B. 甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不闭合也不相交
C. 同一试探电荷在甲图中处受到的电场力一定比在处的大
D. 乙图中，处的磁场比处的磁场强，因为处无磁场
【答案】C
【解析】题图甲中的电场线和题图乙中的磁感线都是实际不存在的曲线，错误；题图乙中的磁感线是闭合曲线，错误；题图甲中，点的电场线比 点密，电场强度比 点大，同一试探电荷在题图甲中 处受到的电场力一定比在 处的大，正确； 磁感线的疏密表示磁场的强弱，在没有画磁感线的地方，并不表示没有磁场，错误。
知识点二 安培定则和安培分子电流假说
1.三种常见电流的磁场
项目 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱
环形电流
内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电螺线管
内部为匀强磁场且比外部强，方向由极指向极，外部类似条形磁铁，由极指向极
2.安培分子电流假说
（1）法国学者安培提出：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。（如图所示）
（2）当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性。
例4 关于电流周围磁感线分布及磁场方向，下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由安培定则可知，题图A所示直导线右侧磁场方向垂直于纸面向内，左侧磁场方向垂直于纸面向外，故 正确；由安培定则可知，题图B所示通电螺线管内部磁感线应由左向右，故 错误；由安培定则可知，题图C所示单匝线圈内磁感线应由右向左，故 错误；由安培定则可得，俯视时，题图D中直导线周围环形磁场方向应为顺时针，故 错误。
例5 [（2023·福建卷，T5）]（多选）地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是（ ）
A. 地表电荷为负电荷
B. 环形电流方向与地球自转方向相同
C. 若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大
D. 若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大
【答案】AC
【解析】根据右手螺旋定则可知，环形电流方向与地球自转方向相反，则地表电荷为负电荷，故 正确，错误；若地表电荷的电量增加，则等效电流增大，地磁场强度增大，故 正确；若地球自转角速度减小，则等效电流减小，地磁场强度减小，故 错误。
知识点三 对磁感应强度的理解
问题探究
如图所示连接实验器材，使线框平面与磁场方向垂直，线框下方的短边位于蹄形磁体的两极之间。
（1） 在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数 和线框在磁场中的短边的长度，则线框所受重力的大小是多少？
（2） 接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为。观察并记录弹簧测力计此时的读数，则磁场对线框的作用力多大？
（3） 若已知线框匝数为，则磁感应强度的表达式是什么？
提示：（1）
（2）
（3）
1.理解
（1）定义式：，此式表示通电导线垂直于磁场方向时，它受的磁场力为。而当通电导线与磁场方向平行时，所受磁场力为0。
（2）决定磁感应强度的因素：仅由磁场本身决定，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小无关。
（3）磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时应很短，称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。
2.方向
（1）磁感应强度是一个矢量，某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向。
（2）表述方式
①小磁针静止时极所指的方向，或小磁针静止时极所指的反方向。
②小磁针极受力的方向（不论小磁针是否静止），或极受力的反方向。
③磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。
3.大小：磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关。
例6 磁场中的两条磁感线如图所示，、、为磁场中的三个点，其中、在同一条直线磁感线上，下列关于三点所在处的磁感应强度、、的说法正确的是（ ）
A. 一定大于 B. 可能与大小相等
C. 与、方向相同 D. 与无法比较大小关系
【答案】A
【解析】磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，故由题图可知，故 正确，、错误；、在同一条直线磁感线上，磁感应强度的方向为磁感线的切线方向，且磁感线为直线，故 与 同向，的方向与二者不同，故 错误。
例7 三根通电平行直导线、、的截面图如图所示。若通过它们的电流大小都相同，且，则点的磁感应强度的方向是（ ）
A. 垂直于纸面指向纸里 B. 垂直于纸面指向纸外
C. 沿纸面由指向 D. 沿纸面由指向
【答案】C
【解析】直导线 在 点产生的磁场与直导线 在 点产生的磁场方向相反，磁感应强度大小相等，则合磁感应强度为零；而直导线 在 点产生的磁场方向沿纸面由 指向,故 点的磁感应强度的方向为沿纸面由 指向，、、错误，正确。
例8 把长的直导线全部放入匀强磁场中，当直导线中通过的电流为时，该直导线受到的磁场力大小为
，则该匀强磁场的磁感应强度大小可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】若磁场的方向与电流方向垂直，则；若磁场的方向与电流方向不垂直，则磁感应强度大小应大于。
知识点四 对磁通量的理解
问题探究
如图所示，一矩形线框从 位置移动到 位置的过程中（线框平行于纸面移动），中间是一条电流方向向上的通电导线，请思考：
（1） 导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？
（2） 在移动过程中，当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框的磁感线条数有何特点？
提示：（1）导线左边的磁场方向垂直于纸面向外，右边的磁场方向垂直于纸面向里。
（2） 当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框垂直于纸面向外的磁感线条数与垂直于纸面向里的磁感线条数相同。
1.磁通量的计算
（1）公式：。
适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。
（2）在匀强磁场中，若磁感线与平面不垂直，公式中的应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。
例如图中的，则有 ， ，式中 即为面积在垂直于磁感线方向上的投影，我们称为“有效面积”。
2.磁通量的正、负
（1）磁通量是标量，但有正负。当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。
（2）若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为，反向磁通量为，则穿过该平面的磁通量。
3.磁通量的变化量
（1）当不变，有效面积变化时，。
（2）当变化，不变时，。
（3）和同时变化，则，但此时。
例9 如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四种情况中线圈磁通量发生改变的是（ ）
A. 矩形线圈平行于磁场向右平移
B. 矩形线圈垂直于磁场向右平移
C. 矩形线圈绕平行于磁场的轴匀速转动
D. 矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动
【答案】D
【解析】选项 中线圈平行于磁感线运动，穿过线圈的磁通量没有变化，且始终为零，故 错误；选项 中线圈垂直于磁感线运动，线圈在磁场中的面积没有发生变化，穿过线圈的磁通量没有变化，故 错误；选项 中线圈虽绕轴转动，但线圈始终平行于磁感线，穿过线圈的磁通量没有变化，故 错误；选项 中线圈绕垂直于磁感线的轴转动，导致其磁通量发生变化，故 正确。
例10 如图所示，线圈平面与水平方向夹角 ，线圈平面面积为，共有匝，匀强磁场磁感线竖直向下，磁感应强度的大小为。设此时穿过线圈的磁通量为正，下列说法正确的是（ ）
A. 通过线圈的磁通量为
B. 若线圈以为轴逆时针转过 ，则通过线圈的磁通量为
C. 若线圈以为轴顺时针转过 ，则通过线圈的磁通量为
D. 若线圈以为轴顺时针转过 ，则通过线圈的磁通量的变化量为
【答案】B
【解析】通过线圈的磁通量，故 错误；若线圈以 为轴逆时针转过 ，线圈平面与磁场垂直，所以通过线圈的磁通量,故 正确；若线圈以 为轴顺时针转过 ，线圈平面与磁场平行，则通过线圈的磁通量,故 错误；若线圈以 为轴顺时针转过 ，线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量，所以通过线圈的磁通量的变化量，故 错误。
随堂 巩固落实
1．（安培定则的应用）（多选）如图所示，在通电螺线管内部的小磁针静止时极指向右端，则下列说法正确的是（ ）
A. 根据异名磁极相吸引，端为螺线管的极
B. 通电螺线管内部的磁场方向向右
C. 电源端为负极，端为正极
D. 螺线管外部的磁感线从端指向端
【答案】BC
【解析】选。通电螺线管内部的小磁针静止时 极指向右端，说明通电螺线管内部磁场方向指向右方，端为螺线管的 极，则螺线管外部的磁感线从 端指向 端，故、错误，正确；根据安培定则可知，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 极，由此可知，电源 端为正极，端为负极，故 正确。
2．（安培定则的应用）安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体（如图甲所示）。以下说法正确的是（ ）
A. 这一假说能够说明磁可以生电
B. 这一假说能够说明磁现象产生的本质
C. 用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图乙所示
D. 用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图丙所示
【答案】B
【解析】选。这一假说能够说明磁现象产生的本质，即磁场都是由运动的电荷产生的，故 正确，错误；由右手螺旋定则可知，引起地磁场的环形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向（俯视），故、错误。
3．（对磁感应强度的理解）（多选）关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度是用比值法定义的物理量，因此不与成正比，不与成反比
B. 电流元在某点所受磁场力的方向就是该点的磁场方向
C. 若电流元在某点所受磁场力为零，则该点的磁感应强度可能不为零
D. 放置在匀强磁场中长的通电导线，通过的电流，受到的磁场力为，则该位置的磁感应强度大小就是
【答案】AC
【解析】选。因为磁感应强度 是用比值法定义的物理量，因此 不与 成正比，不与 成反比，故 正确；磁场中某一点的磁场方向为小磁针静止时 极的指向，与电流元在该点所受磁场力的方向垂直，故 错误；若电流元在某点所受磁场力为零，有可能磁感应强度的方向与电流元方向平行，所以该点的磁感应强度可能不为零，故 正确；只有在磁感应强度 与电流 垂直时，才能使用表达式 进行定量计算，故 错误。
4．（对磁通量的理解）如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示位置水平向右移到位置，穿过圆环的磁通量的变化情况是（ ）
A. 变小 B. 变大
C. 不变 D. 先变小后变大
【答案】A
【解析】选。磁通量的大小可以根据穿过圆环的磁感线条数进行分析判断，由题图可知，由 到 的过程中，穿过圆环的磁感线条数变少，故说明穿过圆环的磁通量变小，、、错误，正确。
5．（对磁通量的理解）如图所示，面积的线圈处于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向下，线圈平面与水平方向夹角 。下列说法正确的是（ ）
A. 此时穿过线圈的磁通量为
B. 时，穿过线圈的磁通量最大
C. 时，穿过线圈的磁通量为零
D. 线圈以边为轴逆时针转过 过程中，磁通量变化量为
【答案】D
【解析】选。由题图知，此时穿过线圈的磁通量，故 错误； 时，磁感线与线圈平行，穿过线圈的磁通量为零，故 错误； 时，磁感线与线圈垂直，穿过线圈的磁通量最大，故 错误；线圈以 边为轴逆时针转过 后，磁感线与线圈垂直，穿过线圈的磁通量最大且为，则此过程中磁通量的变化量，故 正确。
课后 达标检测
基础对点练
题组1 磁场与磁感线
1．法拉第不仅引入了场的概念，还利用电场线和磁感线来描述电场和磁场。下列关于磁感线的说法正确的是（ ）
A. 磁感线是闭合曲线
B. 磁感线是真实存在的
C. 磁感线从极出发到极终止
D. 磁感线是磁场中铁屑排列成的曲线
【答案】A
【解析】选。磁感线是闭合曲线，磁感线在磁体外部总是从磁体的 极出发进入 极，在磁体内部，从 极指向 极，正确，错误；磁场是客观存在的，磁感线是假想的，错误；撒在磁体周围的铁屑排列成的曲线可以形象、方便地描述磁场，但不是磁感线，错误。
2．如图所示的通电螺线管周围有、、、四点点在螺线管内部，、间接直流电源，将小磁针放在图中的某点时，小磁针的极指向右侧，则下列说法正确的是（ ）
A. 为电源的正极，小磁针位于点
B. 为电源的正极，小磁针位于点
C. 为电源的负极，小磁针位于点
D. 为电源的负极，小磁针位于点
【答案】A
【解析】选。由右手螺旋定则可知，当 为电源的正极时，螺线管内部的磁感线方向水平向右，右侧相当于条形磁铁的 极，而小磁针静止时 极的指向为该点磁感线的方向，则 点的小磁针方向指向右侧，点的小磁针方向指向左侧，正确，错误；当 为电源的负极时，螺线管内部的磁感线方向水平向左，左侧相当于条形磁铁的 极，、两点的小磁针方向均指向左侧，、错误。
3．下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】选。电流的方向竖直向下，根据安培定则知，从正视图看磁场的方向，左边为垂直于纸面向里，右边为垂直于纸面向外，故 错误；电流的方向竖直向上，根据安培定则知，从正视图看磁场的方向，左边为垂直于纸面向外，右边为垂直于纸面向里，故 错误；电流的方向水平向左，根据安培定则知，从正视图看磁场的方向，上面为垂直于纸面向里，下面为垂直于纸面向外，故 正确；根据电流的绕向及安培定则知，中心磁场的方向向右，故 错误。
题组2 磁感应强度
4．在匀强磁场中某处放一个长度、通电电流的直导线，测得它受到的最大磁场力，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则处磁感应强度为（ ）
A. 0
B. ，方向竖直向上
C. ，方向竖直向下
D. ，方向肯定不沿竖直向上的方向
【答案】D
【解析】选。由题意，通电导线放入磁场中所受磁场力最大，说明导线与磁场垂直，则由 得，因磁感应强度 的方向与磁场力方向是垂直关系，故知 的方向肯定不是竖直向上。磁感应强度是由磁场本身决定的，与是否放通电导线无关，故将该通电导线从磁场撤走，处磁感应强度保持不变，正确。
5．通电螺线管的磁感线分布如图所示，、两点在螺线管的中轴线上且到螺线管两端点的距离相等，则、两点的磁感应强度（ ）
A. 大小相等，方向相反 B. 大小相等，方向相同
C. 大小不等，方向相反 D. 大小不等，方向相同
【答案】B
【解析】选。根据磁感线的性质可知，、两点在螺线管的中轴线上且到螺线管两端点的距离相等，磁感线疏密程度相同，故大小相等，同时两点处磁感线的切线方向相同，故磁感应强度方向相同，故 正确，、、错误。
题组3 磁通量
6．将面积为的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为 ，如图所示，若穿过该圆面的磁通量为，则此匀强磁场的磁感应强度应等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选。由题可得，穿过该圆面的磁通量,则此匀强磁场的磁感应强度。
7．如图所示，矩形线框放置在水平面内，匀强磁场方向与水平方向成 角，已知，线框面积为，磁感应强度为，则通过线框的磁通量大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】选。通过线框的磁通量大小。
综合提升练
8．[（2025·浙江省合格考）]亥姆霍兹线圈是一种制造小范围区域匀强磁场的器件。当连接电路之后产生逆时针方向（从左往右看）的电流，其在圆心处产生的磁场方向表示正确的是（ ）
A. 沿着方向 B. 沿着方向 C. 沿着方向 D. 沿着方向
【答案】A
【解析】选。由题意知线圈连接电路之后产生逆时针方向（从左往右看）的电流，故根据右手螺旋定则可知，在圆心处产生的磁场方向沿着 方向。
9．[（2025·四川广元市期中）]宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1 000万亿倍。下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（ ）
A. 磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
B. 距“磁星”很远处磁感线中断
C. “磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
D. “磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切
【答案】C
【解析】选。在“磁星”外部和内部都有磁场，内部和外部磁感线组成闭合的曲线，错误；磁感线是闭合的曲线，则距“磁星”很远处磁感线不会中断，错误；“磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示，正确；“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，但是磁感线不可能相切，错误。
10．[（2025·广东省部分学校期中）]磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹线圈如图所示，线圈固定在纸面内，、、、为纸面内的四点，各点均放置有可自由摆动的小磁针（图中未画出）。当在线圈中通入图示方向的电流后，下列说法正确的是（ ）
A. 点处小磁针的极垂直于纸面向里
B. 点处小磁针的极指向左侧
C. 点和点处小磁针的极指向相同
D. 点和点处小磁针的极指向相反
【答案】C
【解析】选。根据右手螺旋定则可知，线圈内部磁场方向垂直于纸面向外，外部垂直于纸面向里，则 点处小磁针的 极垂直于纸面向外，点处、点和 点处小磁针的 极指向相同，均垂直于纸面向里。
11．如图所示，通有恒定电流的导线与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，第二次将金属框绕边翻转到Ⅰ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为和，则（ ）
A. B. C. D. 不能判断
【答案】C
【解析】选。设在位置Ⅰ时磁通量大小为，位置Ⅱ时磁通量大小为。第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量，第二次将金属框绕 边翻转到Ⅰ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量,综上分析可得。
12．[（2025·山东菏泽市期中）]如图所示，我国的球面射电望远镜是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”，并通过随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为，其边缘圆周处于同一水平面内，其所在处地磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面夹角为 ，则（ ）
A. 穿过“眼眶”的磁通量大小为
B. 磁感应强度的方向为穿出“眼眶”斜向上
C. 在地球自转 的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
D. 在地球自转 的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为
【答案】C
【解析】选。地磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面夹角为 ，则穿过“眼眶”的磁通量大小 ,故 错误；“超级天眼”处于北半球，根据地磁场的分布特征可知，磁感应强度 的方向为穿出“眼眶”斜向下，故 错误；根据地磁场的分布特征的对称性规律可知，地球自转过程中，“天眼眼眶”所在处地磁场的磁感应强度大小始终为，方向始终与水平面夹角为 ，即穿过“眼眶”的磁通量大小始终为 ，则在地球自转过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量始终为0，故 正确，错误。
13．[（2025·江苏泰州市期中）]（12分）如图所示，矩形导线框的一半处在磁感应强度的足够大的匀强磁场中，线框边长为，边长为。
（1） 求线框在图示位置的磁通量。（4分）
（2） 以线框的边为轴，逆时针转过 时，求穿过线框的磁通量。（4分）
（3） 以通过点的与线框平面垂直的线为轴，线框平面逆时针转过 时，求穿过线框的磁通量。（4分）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1） 线框在题图所示位置的磁通量
。
（2） 按题意作出示意图如图甲所示，注意到有磁感线穿过面积的投影与（1）一样，所以。
（3） 按题意作出示意图如图乙所示，可以看出，转过 后，整个线框恰好全进入磁场区，这时有
。
第3节 电磁感应现象及其应用 第4节 电磁波的发现及其应用 第5节 微观世界的量子化
学习目标
1.通过实验，探究和理解感应电流的产生条件，能够运用感应电流的产生条件判断能否产生感应电流。
2.知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的意义。 3.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律。 4.初步了解微观世界的量子化特征。
课前知识梳理
一、电磁感应现象及其应用
1．奥斯特实验的启迪
①_ _ _ _ _ _ 发现了电流的磁效应，这引起了科学界的广泛关注，形成了对电磁现象研究的热潮。
【答案】奥斯特
2．电磁感应现象的发现
（1）1831年，②_ _ _ _ _ _ 通过实验证实了“磁生电”现象的存在。
（2）五类磁生电现象
①③_ _ 中的电流；
②④_ _ 中的磁场；
③⑤_ _ 中的恒定电流；
④⑥_ _ 中的磁铁；
⑤⑦_ _ 中的导线。
（3）磁生电的现象称为⑧_ _ _ _ _ _ _ _ 现象，由电磁感应现象产生的电流叫作⑨_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】法拉第； 变化； 变化； 运动； 运动； 运动； 电磁感应； 感应电流
3．感应电流产生的条件
（1）当闭合电路的一部分导体在磁场中做⑩_ _ 磁感线运动时，电路中有感应电流产生。
（2）只要穿过闭合导体回路的 _ _ _ _ _ _ 发生变化，闭合导体回路中就有感应电流产生。
【答案】切割； 磁通量
4.电磁感应规律的发现对社会发展的意义
（1）发电机、变压器等的发明，使人类进入了电气时代。
（2）电磁感应广泛应用于各种传感器和信息技术中，为信息时代的到来奠定了基础。
二、电磁波的发现及其应用
1．电磁场
（1）麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
①变化的磁场能够在周围空间产生 _ _ 。电场可由两种方式产生：由电荷或由变化的磁场产生。
②变化的电场能够在周围空间产生 _ _ 。
（2）变化的电场和变化的磁场交替产生，形成一个不可分割的统一体，称为 _ _ _ _ _ _ 。
【答案】电场； 磁场； 电磁场
2．电磁波和电磁波谱
（1）由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为 _ _ _ _ _ _ 。
（2）麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于 _ _ 。
（3） _ _ 第一次用实验证实了电磁波的存在。
（4）电磁波的波速与 、的关系是 _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5）电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、 射线，都是电磁波，我们按波长（或频率）的顺序把所有电磁波排列起来，称之为电磁波谱。
【答案】电磁波； 光速； 赫兹；
3.电磁波的应用
（1）利用电磁波传递信息。
（2）利用电磁波的能量。
三、微观世界的量子化
1.波粒二象性：光和电子、质子等实物粒子都既具有波动性，又具有粒子性。
2．能量量子化
（1）普朗克发现电磁波的发射和吸收都是不连续的，他把每一份的能量叫作能量子。
（2）能量子 _ _ _ _ _ _ ，其中是波的频率，，称为普朗克常量。
（3）能级
①定义：原子的能量是量子化的。这些不连续的、量子化的能量值叫作能级。
②通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最 _ _ 的状态。在某些情况下，可能会处于能量较高的状态，称为激发态。
③从较低的能级跃迁到较高的能级，必须吸收能量；反之，则要放出能量。这两个过程中吸收或释放出的能量都等于两能级的能量差。
【答案】； 稳定
深化辨析
判断下列说法是否正确。
（1） 只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。（ ）
（2） 穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生。（ ）
（3） 穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流。（ ）
（4） 闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流。（ ）
（5） 变化的电场一定产生变化的磁场。（ ）
（6） 磁场一定可以产生电场，电场也一定可以产生磁场。（ ）
（7） 电磁波在真空和介质中传播速度相同。（ ）
（8） 微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） √
（4） ×
（5） ×
（6） ×
（7） ×
（8） √
课堂 深度探究
知识点一 实验：探究产生感应电流的条件
例1 [（2024·四川成都期末）]在实验室我们通过如图所示的实验装置来探究电路中产生感应电流的条件。线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上，构成直流电路，线圈、开关和电流表串联构成回路，线圈放在线圈内。实验步骤如下：
（1） 断开开关，闭合开关的瞬间，发现电流表的指针_ _ _ _ _ _ （选填“偏转”或“不偏转”）。
（2） 闭合开关，闭合开关，匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表的指针_ _ （选填“偏转”或“不偏转”）。
（3） 以上实验表明：产生感应电流的条件是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 不偏转
（2） 偏转
（3） 闭合回路的磁通量发生变化
【解析】
（1） 线圈 所在回路未闭合，没有感应电流，电流表的指针不偏转。
（2） 线圈 所在回路闭合，移动滑动变阻器的滑片时，线圈 的电流变化，产生的磁场变化，穿过线圈 的磁通量变化，线圈 所在回路产生感应电流，电流表的指针偏转。
（3） 同时满足回路闭合和回路中的磁通量发生变化才能产生感应电流，即产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化。
例2 实验：探究感应电流产生的条件。
（1） 实验一：如图甲所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中电流产生（均选填“有”或“无”）。
（2） 实验二：如图乙所示，将小螺线管插入大螺线管中不动，当开关闭合或断开时，电流表中电流通过；若开关一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，电流表中电流通过（均选填“有”或“无”）。
【答案】（1） 有；无
（2） 有；有；无
【解析】
（1） 实验一：如题图甲所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中磁通量均发生变化，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中磁通量未发生变化，线圈中无电流产生。
（2） 实验二：如题图乙所示，将小螺线管 插入大螺线管 中不动，当开关 闭合或断开时，小螺线管 中电流发生变化，大螺线管 中磁通量发生变化，电流表中有电流通过；若开关 一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，小螺线管 中电流发生变化，大螺线管 中磁通量发生变化，电流表中有电流通过；而开关 一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，小螺线管 中电流不变，大螺线管 中磁通量不变，电流表中无电流通过。
知识点二 产生感应电流的判定
问题探究
图甲中线框在磁场中上下运动；图乙中线框在磁场中左右运动；图丙中，有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路，将一条形磁铁的一部分插入线圈中。
（1） 图甲所示的运动中线框是否产生感应电流？
（2） 图乙所示的运动中线框是否产生感应电流？
（3） 条形磁铁向左右运动时（图丙），电流计的指针是否发生偏转？为什么？
提示：（1）题图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，导体没有切割磁感线，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生。
（2） 题图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管导体切割磁感线，但是整个线框都处在磁场中，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生。
（3） 发生偏转。闭合线圈中磁通量发生变化。
例3 在如图所示的电路中，开关闭合后，下列做法不能使灵敏电流计的指针偏转的是（ ）
A. 保持右边电路电流不变 B. 将线圈向左远离线圈
C. 将开关突然断开 D. 将滑动变阻器的阻值调小
【答案】A
【解析】保持右边电路电流不变，通过线圈 的磁通量不变，中不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不偏转，故 符合题意；将 线圈向左远离 线圈时，穿过 线圈的磁通量减小，线圈有感应电流，灵敏电流计的指针偏转，故 不符合题意；无论是断开开关还是减小滑动变阻器的阻值，都会使 中电流发生变化，从而使线圈 产生的磁场发生变化，引起 中磁通量发生变化，产生感应电流，灵敏电流计的指针偏转，故、不符合题意。
例4 如图所示，边界右侧存在匀强磁场，现使边长为的正方形闭合金属线框由边界左侧以速度匀速运动到图中虚线线框位置。此过程线框中产生感应电流的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】线框在整个运动过程中，只在右侧边框恰好进入磁场到线框恰好完全进入磁场的过程中产生感应电流，此过程线框的位移为，故根据匀速直线运动规律可得，产生感应电流的时间。
例5 （多选）如图所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外。要使线圈产生感应电流，下列方法可行的是（ ）
A. 将线圈向左平移一小段距离
B. 将线圈向上平移一小段距离
C. 以为轴转动，且转动角度小于
D. 以为轴转动，且转动角度小于
【答案】AC
【解析】将线圈向左平移一小段距离，通过线圈的磁通量减小，线圈会产生感应电流，故 正确；将线圈向上平移一小段距离，通过线圈的磁通量保持不变，线圈不会产生感应电流，故 错误；以 为轴转动，且转动角度小于 ，通过线圈的磁通量减小，线圈会产生感应电流，故 正确；以 为轴转动，且转动角度小于 ，通过线圈的磁通量保持不变，线圈不会产生感应电流，故 错误。
知识点三 电磁波的发现及其应用
1.麦克斯韦电磁场理论
（1）电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场
如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里会产生感应电流，其实质是变化的磁场在它周围产生了电场，电路中的自由电荷在电场力作用下做定向运动，形成了感应电流，即使在变化的磁场周围没有闭合电路，也同样可以产生电场。
（2）电磁场理论的核心之二：变化的电场产生磁场
麦克斯韦认为：由电现象和磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的观点猜想变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场。
如图所示，根据麦克斯韦电磁场理论可知，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场。
2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
（1）恒定的电场不产生磁场。
（2）恒定的磁场不产生电场。
（3）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。
（4）均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。
（5）周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。
（6）周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。
3.按波长由长到短（频率由低到高）的顺序
无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线（伦琴射线）、 射线等合起来，构成了范围非常广阔的电磁波谱。
4.各种不同的电磁波既有共性，又有个性
（1）共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都遵守公式 ，它们在真空中的传播速度都是，它们的传播都不需要介质，各波段之间并没有绝对的区别。
（2）个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性。波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难。正是这些不同的特性决定了它们不同的用途。
例6 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C. 手机是通过电磁波进行通信的
D. 雷达是利用电磁波进行测距、定位的仪器
【答案】B
【解析】变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场,所以电场和磁场总是相互联系，故 正确，不符合题意；麦克斯韦只是预言了电磁波的存在,是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故 错误，符合题意；手机和雷达均是利用电磁波工作的，故、正确，不符合题意。
例7 如图所示的是中国天眼口径球面射电望远镜，其主要工作波长在分米到米的范围，则天眼接收的电磁波的频率区间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据，因工作波长在分米到米的范围，即 范围，而，则接收电磁波的频率区间为。
知识点四 微观世界的量子化
1.能量子的理解
（1）物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态。
（2）在宏观尺度内研究物体的运动时，我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化。在研究微观粒子时必须考虑能量量子化。
（3）能量子的能量,其中是普朗克常量，是电磁波的频率。
（4）光子假说：当光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出，这种现象被称为光电效应。为解释光电效应，在普朗克能量子假说的启发下,爱因斯坦于1905年指出,当光和物质相互作用时,光的能量不是连续的,而是一份一份光量子。这些光量子后来被称为光子。光子的能量与它的频率成正比,即。
2.波粒二象性
（1）光的波粒二象性：光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，光电效应证明了光具有粒子性，即光具有波粒二象性。
（2）实物粒子的波粒二象性：实验已经证实电子、质子等实物粒子同样具有波动性，即电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性。
3.为了解释氢原子的稳定性和氢原子光谱的分立特征，玻尔提出了氢原子中电子轨道量子化假说，即电子轨道半径是量子化的，电子只能在特定的轨道上运动；电子在不同的轨道上具有不同的能量，只有当电子在不同轨道之间跃迁时，才辐射光子。
例8 （多选）对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是（ ）
A. 以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收
B. 辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C. 吸收的能量可以是连续的
D. 辐射和吸收的能量是量子化的
【答案】ABD
【解析】带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子 的整数倍或一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，、、正确，错误。
例9 能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为，已知可见光的平均波长约为，普朗克常量为，则进入人眼的光子数至少为（ ）
A. 1个 B. 3个 C. 30个 D. 300个
【答案】B
【解析】每个光子的能量，能引起人的眼睛视觉效应的最小能量，由，得能引起人眼的视觉效应时进入人眼的光子数至少为 个 个，、、错误，正确。
例10 下列叙述错误的是（ ）
A. 光的干涉和衍射现象证明光具有波动性
B. 实物粒子不具有波动性
C. 原子的能量是一系列不连续的值
D. 氢原子的光谱是分立的谱线
【答案】B
【解析】实验已经证明电子、质子等实物粒子具有波动性，错误。
随堂 巩固落实
1．（产生感应电流的判定）下列选项中的操作不能产生感应电流的是（ ）
A. 图甲中，使导体棒顺着磁感线向下运动
B. 图乙中，使条形磁铁插入或者拔出线圈
C. 图丙中，开关保持闭合，使小螺线管插入或拔出大螺线管
D. 图丙中，开关保持闭合，使小螺线管在大螺线管中保持不动，移动滑动变阻器的滑片
【答案】A
【解析】选。根据感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，进行分析判断。题图甲中，使导体棒 顺着磁感线方向运动，闭合回路的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，故 正确；题图乙中，使条形磁铁插入或者拔出线圈，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，故 错误；题图丙中，开关 保持闭合，使小螺线管 插入或拔出大螺线管，螺线管 中磁通量发生变化，会产生感应电流，故 错误；题图丙中，开关 保持闭合，使小螺线管 在大螺线管 中保持不动，移动滑动变阻器的滑片，电路中电流发生变化，螺线管 中磁通量发生变化，会产生感应电流，故 错误。
2．（产生感应电流的判定）如图所示，闭合圆形线圈放在范围足够大的匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈向右平移，线圈中产生感应电流
B. 线圈向上平移，线圈中产生感应电流
C. 线圈以为轴转动，线圈中产生感应电流
D. 线圈以为轴转动，线圈中磁通量不变
【答案】C
【解析】选。由于是匀强磁场且范围足够大，所以线圈向右平移或向上平移，线圈中磁通量都保持不变，则线圈中无感应电流产生，故、错误；线圈以 为轴转动，线圈中磁通量变化，则线圈中有感应电流产生，故 正确，错误。
3．（麦克斯韦电磁场理论）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A. 有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场
B. 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
C. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D. 周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
【答案】D
【解析】选。根据麦克斯韦电磁场理论可知，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，正确。
4．（电磁波谱和电磁波的应用）我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段波段和波段”雷达系统，雷达发射的波段的频率为，波段的频率为，下列说法正确的是（ ）
A. 在空气中波段的传播速度大于波段的
B. 在空气中波段的波长比波段的更短
C. 波段和波段的频率都比紫外线的小
D. 波段能量子的能量比波段能量子的能量小
【答案】C
【解析】选。波段和 波段均为电磁波，它们在空气中的传播速度相同，故 错误；根据 ,波段的频率较大，可知在空气中 波段的波长比 波段的更长，故 错误；波段和 波段的频率都比紫外线的小，故 正确；能量子的能量与其频率成正比，波段能量子的能量大于 波段能量子的能量，故 错误。
5．（能量量子化）现在市场上常用来激光打标的是紫外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某种材料的分子键，使之从材料表面脱离。据此判断，打断该材料分子键需要的能量约为取普朗克常量，真空光速（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选。打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子能量，则该激光的光子能量,解得。
课后 达标检测
基础对点练
题组1 电磁感应
1．关于产生感应电流的条件，以下说法正确的是（ ）
A. 闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流产生
B. 闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流产生
C. 穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流
D. 无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中一定会有感应电流产生
【答案】D
【解析】选。闭合电路在磁场中运动，磁通量可能不变，所以闭合电路中不一定会有感应电流产生，故 错误；闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，若穿过闭合电路的磁通量不变，则电路中没有感应电流，故 错误；穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，若有部分导体切割磁感线运动导致磁通量变化则会有感应电流的产生，故 错误；只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会有感应电流，故 正确。
2．如图所示，闭合矩形金属线圈位于固定通电长直导线附近，线圈与导线始终在同一平面内，线圈的两个边与导线平行,则下列说法正确的是（ ）
A. 通电长直导线周围的磁场为匀强磁场
B. 线圈向右平移时，线圈中有感应电流
C. 当长直导线中电流逐渐增大时，线圈中没有感应电流
D. 当长直导线中电流逐渐减小时，线圈中没有感应电流
【答案】B
【解析】选。通电长直导线周围的磁场不是匀强磁场，离长直导线越远，它的磁场越弱，离长直导线越近，它的磁场越强，错误；当线圈向右移动，逐渐远离导线时，磁场减弱，穿过线圈的磁通量减小，线圈中有感应电流，正确；当导线中的电流逐渐增大或减小时，线圈所在位置的磁感应强度也逐渐增大或减小，穿过线圈的磁通量也随之逐渐增大或减小，所以线圈中产生感应电流，、错误。
3．某线圈匝数为，其中线圈面积为，如图所示,线圈平面与磁感应强度为的匀强磁场方向垂直，则以下说法正确的是（ ）
A. 此时穿过线圈的磁通量为
B. 若线圈从当前位置绕转过 角，则穿过线圈的磁通量变化为
C. 线圈从当前位置绕转过 角过程中，会产生感应电流
D. 若保证线圈位置不变，改变磁感应强度大小，因为没有切割磁感线，所以不会产生感应电流
【答案】C
【解析】选。此时穿过线圈的磁通量为，与匝数 无关，故 错误；若线圈绕 转过 角，穿过线圈的磁通量,则穿过线圈的磁通量变化量,故 错误；线圈绕 转过 角过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，故闭合线圈会产生感应电流，故 正确；若保证线圈位置不变，改变磁感应强度大小，虽然没有切割磁感线，但磁通量发生变化，则闭合线圈会产生感应电流，故 错误。
4．（多选）下列各图的线圈中能产生感应电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】选。当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中才能产生感应电流。项中线圈的有效面积不变、磁感应强度不变，所以磁通量不变，不会产生感应电流，故 错误；项中线圈的有效面积不断减小，磁感应强度不变，所以磁通量不断减小，故产生感应电流，故 正确；项中穿过线圈的磁通量始终为零，所以没有感应电流，故 错误；项中，在条形磁铁插入线圈的过程中，线圈的面积不变，但穿过线圈的磁通量不断变化，所以有感应电流产生，故 正确。
题组2 电磁波
5．（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B. 电磁波在真空和介质中传播速度不相同
C. 均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波
D. 电磁波在真空中具有与光相同的速度
【答案】BD
【解析】选。只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，、错误；电磁波在真空中以光速传播，而在介质中的传播速度小于光速，、正确。
6．（多选）下列关于磁场、电场及电磁波的说法正确的是（ ）
A. 均匀变化的磁场在周围空间产生均匀变化的电场
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. 赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D. 只有空间某个区域有变化的电磁场，才能产生电磁波
【答案】CD
【解析】选。均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不会产生电磁波，故、错误；电磁波最早由麦克斯韦预测，由赫兹通过实验证实，故 正确；电磁波由变化的电磁场在空间中传播形成，故 正确。
7．关于电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C. 电磁波是一种物质
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】D
【解析】选。电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，正确，不符合题意；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，由近及远地传播形成电磁波，故 正确，不符合题意；电磁波具备物质的各类性质，是一种物质，故 正确，不符合题意；利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，故 错误，符合题意。
题组3 微观世界的量子化
8．关于光子的能量，下列说法正确的是（ ）
A. 光子的能量跟它的频率成反比 B. 光子的能量跟它的频率成正比
C. 光子的能量跟它的速度成正比 D. 光子的能量跟它的速度成反比
【答案】B
【解析】选。根据能量子公式 可知，光子的能量与它的频率成正比，与其速度无关，故、、错误，正确。
9．（多选）普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。下列宏观概念不具有“量子化”特征的是（ ）
A. 人的个数 B. 物体所受的重力
C. 物体的动能 D. 物体的长度
【答案】BCD
【解析】选。“量子化”的特征是不连续,人的个数是不连续的，不符合题意；而物体所受的重力、物体的动能、物体的长度都是连续的，不具有“量子化”特征，、、符合题意。
10．某激光器能发射波长为 的激光，发射功率为，表示光速，为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】选。每个光量子的能量，每秒钟发射的总能量为，则。
综合提升练
11．下列说法正确的是（ ）
A. 遥控器发出的红外线的频率比医院中的射线的频率大
B. 磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比
C. 电场周围总有磁场，磁场周围总有电场
D. 能量子与电磁波的频率成正比
【答案】D
【解析】选。遥控器发出的红外线的频率比医院 中的 射线的频率小，故 错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与、无关，故 错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场周围有磁场，变化的磁场周围有电场，故 错误；根据光量子公式，可知能量子与电磁波的频率成正比，故 正确。
12．英国物理学家麦克斯韦推算出一个出人意料的答案：电磁波的速度等于光速！电磁波在空气中的传播速度近似等于，某无线电波的频率是，该电磁波在空气中的波长为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选。由，代入已知数据，解得。
13．纸面内有边长为的正方形闭合导线框，置于宽度为的垂直于纸面向里的匀强磁场外，当线框以速度匀速地从左向右穿过磁场，如图所示，则闭合导线框中产生感应电流的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选。当线框以速度 匀速地从左向右穿过磁场，当线框进入或离开磁场区域时闭合导线框中产生感应电流，则时间,故 符合题意。
14．某兴趣小组通过以下装置探究电磁感应现象，但他只连接好部分线路。
（1） 请你帮助该小组将图中所缺导线用笔画线补接完整，使这个实验能顺利进行。
（2） 正确连接好电路后，该组同学尝试进行以下操作，则下列判断正确的是。
A. 为了确保安全操作，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最左端
B. 闭合开关后，只要线圈中有恒定的电流，灵敏电流计指针就能发生偏转
C. 闭合开关后，将线圈从线圈中拔出，灵敏电流计指针能发生偏转
D. 开关由闭合到断开的瞬间，灵敏电流计的指针不会偏转
【答案】（1） 图见解析
（2） AC
【解析】
（1） 补充完的电路图如图所示。
（2） 为了确保安全操作，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最左端，故 正确；闭合开关后，线圈 中通入恒定的电流，则线圈 中磁通量不发生变化，无感应电流产生，灵敏电流计指针就不能发生偏转，故 错误；闭合开关后，将线圈 从线圈 中拔出，线圈 中磁通量发生变化，有感应电流产生，灵敏电流计指针能发生偏转，故 正确；开关由闭合到断开的瞬间，线圈 中磁通量发生变化，有感应电流产生，灵敏电流计指针能发生偏转，故 错误。
章末知识网络建构
[备选答案]
提示：将以下答案前的字母填入左侧正确的位置。
A.
B.磁通量
C.磁场
D.麦克斯韦
E.
F.
G.电场
H.
.赫兹
【答案】； ； B； ； C； D； ； A；
单元过关检测（三）
（时间：75分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（ ）
A. 变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
B. 电磁波是纵波
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D. 电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短
【答案】D
【解析】选。周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，错误；电磁波是横波，错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，错误；电磁波由真空中进入某种介质传播时，频率不变，波速变小，则波长会变短，正确。
2．关于磁感应强度和磁通量 ，下列说法正确的是（ ）
A. 由可知，与成正比，与成反比
B. 一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，该处不一定没有磁场
C. 磁感应强度越大，磁通量一定越大
D. 通过某个面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
【答案】B
【解析】选。磁感应强度 由磁场本身性质决定，与 和 大小无关，故 错误；一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，可能是导线与磁场方向平行，该处不一定没有磁场，故 正确；若某个面与磁场平行，磁通量一直为零，磁感应强度 越大，磁通量不一定越大，故 错误；通过某个面的磁通量为零，可能是磁场与该面平行，故该处的磁感应强度不一定为零，故 错误。
3．如图，为了定量描述磁体极附近点的磁场强弱，在该处垂直于磁场方向放置“很短”的一小段通电导线，设导线中的电流为，导线的长为，受到的磁场力为，若改变或，则比值保持不变，从而引入了磁感应强度的定义。下列说法正确的是（ ）
A. 因为大小与无关，故这“很短”的一小段通电导线的电流的大小可以取大些
B. 这“很短”的一小段通电导线所受的安培力方向规定为的方向
C. 这“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放有无数种放法
D. 这“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放只有两种放法
【答案】C
【解析】选。虽然 大小与 无关，但这“很短”的一小段通电导线的电流 的大小也产生磁场，电流过大将会影响原磁场的强弱及方向，所以测量磁感应强度大小时，通过“很短”的一小段导线的电流应小一些，故 错误；这“很短”的一小段通电导线所受的安培力方向与 的方向垂直，故 错误；这“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放有无数种放法，故 正确，错误。
4．关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线圈的磁通量越大，表明磁感应强度越大
B. 线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量越大
C. 将线圈翻转 ，穿过线圈的磁通量一定不变
D. 仅增加线圈的匝数，穿过线圈的磁通量一定不变
【答案】D
【解析】选。线圈面积不变，但线圈与磁场的夹角可以变化，当相互垂直时，线圈的有效面积最大，因此，随夹角的变化，磁通量也可以变大，故 错误；若线圈与磁场平行，则不论线圈的面积 多大，穿过线圈的磁通量依然为0，故 错误；将线圈翻转 ，穿过线圈的磁通量与原磁通量互为相反数，故 错误；穿过线圈的磁通量与线圈匝数无关，则仅增加线圈的匝数，穿过线圈的磁通量一定不变，故 正确。
5．两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边的和处，如图所示。两通电导线在处产生磁场的磁感应强度大小都是，则处磁场的合磁感应强度大小是（ ）
A. 0 B. C. D.
【答案】C
【解析】选。根据安培定则可知，导线 在 处产生的磁场方向垂直于 指向右下，导线 在 处产生的磁场方向垂直于 指向右上，如图所示，根据平行四边形定则得到，处的合磁感应强度，故 正确，、、错误。
6．虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直于磁场方向放置的两个圆环，分别用和表示穿过两环的磁通量，则有（ ）
A. B. C. D. 无法判断
【答案】B
【解析】选。根据磁通量的公式 可知 应为圆环处于磁场中的有效面积，由于两环在同一磁场中的有效面积相同，故穿过两环的磁通量相同，即。
7．如图所示，当大量电子高速由沿直线不断运动到的过程中，小磁针将（ ）
A. 不动 B. 极向纸内、极向纸外旋转
C. 向上运动 D. 极向纸外、极向纸内旋转
【答案】B
【解析】选。当大量电子高速由 沿直线不断运动到 的过程中，形成由 到 的电流，根据安培定则可知，电流在小磁针所在处产生的磁场方向向里，则 极受到向里的磁场力，极受到向外的磁场力，所以 极向纸内、极向纸外旋转。
8．某款小型加磁器如图所示，当把螺丝刀放入加磁孔时，能使螺丝刀磁化吸引轻质铁钉，当把螺丝刀放入消磁孔时，螺丝刀会退磁失去磁性。根据安培分子电流假说可知（ ）
A. 磁化时螺丝刀内部才产生了分子电流
B. 退磁时螺丝刀内部的分子电流会减弱
C. 磁化时螺丝刀内部分子电流的取向变得大致相同
D. 螺丝刀在高温条件下或者受到猛烈撞击时磁性会增强
【答案】C
【解析】选。安培的分子电流假说，很好地解释了磁现象的电本质，他认为所有物体里面都有分子电流，磁体内部的分子电流的取向趋向一致时对外显示磁性，分子电流的取向杂乱无章时对外不显磁性，故、错误，正确；由安培分子电流假说可知，激烈的热运动或震动会使分子电流的取向变得杂乱无章，从而使磁体对外不显磁性，故 错误。
9．如图所示，磁场中有、、、四点，下列说法正确的是（ ）
A. 点磁场比点磁场强 B. 点处没有磁场
C. 、两点磁场方向一致 D. 点磁场最强
【答案】D
【解析】选。磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，所以 点的磁场最强，故 错误，正确；磁感线疏密程度反映了磁场的强弱，没有画磁感线的地方不代表没有磁场，故 错误；磁感线的切线方向就是磁场的方向，则、两点的磁场方向不同，故 错误。
10．如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，认为地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的，下列说法正确的是（ ）
A. 用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的正南北方向
B. 地球磁体的极位于地理的南极，地球磁体的极与地理的北极重合
C. 在地球的内部磁感线由地磁的极指向地磁的极
D. 从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿顺时针方向
【答案】D
【解析】选。用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的南北方向附近，不是正南北方向，故 错误；地球磁体的 极位于地理的南极附近，地球磁体的 极在地理的北极附近，并不重合，故 错误；在地球的内部磁感线由地磁的 极指向地磁的 极，故 错误；从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿顺时针方向，故 正确。
11．下列各图中，已标出电流及电流产生磁场的方向，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】选。、中电流的方向竖直向上，根据安培定则知，磁场方向应该右边垂直于纸面向里，左边垂直于纸面向外，从上向下看为逆时针方向，故、错误；根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向右，故 错误；从上往下看，线框的电流方向为逆时针方向，根据安培定则知，磁场的方向向上，故 正确。
12．如图所示，半径为的圆形线圈共有匝，与线圈圆心相同、半径为的虚线圆范围内有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于线圈平面。下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置穿过线圈的磁通量为
B. 图示位置穿过线圈的磁通量为
C. 图示位置穿过线圈的磁通量为
D. 将线圈从图示位置绕某直径转过 ，穿过线圈的磁通量变化量为0
【答案】A
【解析】选。根据磁通量的公式 可知,磁场的有效面积,所以线圈在题图所示位置时的磁通量,正确，、错误；线圈转过 后，磁通量,所以磁通量的变化量,磁通量的变化量大小为，错误。
13．如图，矩形线圈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. 线圈以边为轴旋转 D. 导线中电流逐渐增大
【答案】B
【解析】选。长直导线在线圈所在位置产生磁场，如果线圈中磁通量发生变化，则线圈中就有感应电流产生，线圈向右平动、线圈以 边为轴旋转、导线中电流逐渐增大，均会使线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故、、错误；当线圈向上平动时，线圈中磁通量不会发生变化，没有感应电流产生，故 正确。
14．如图所示，边长为的正方形导线框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为，线框的速度为。若，则线框中存在感应电流的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选。导线框进入磁场与出磁场时有感应电流，完全在磁场中时，导线框不产生感应电流，产生感应电流的路程，则线框中存在感应电流的时间，故 正确。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
15．下列各图中，绝缘水平桌面上闭合或不闭合的金属线框上方有一条形磁体，条形磁体以速度运动，金属线框中能产生感应电流的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】选。、中条形磁体向上或向下运动过程中，通过闭合金属线框内的磁通量发生变化，则金属线框中能产生感应电流，故、正确；、中条形磁体向上或向下运动过程中，由于金属线框不闭合，则金属线框中不能产生感应电流，故、错误。
16．如图所示的是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关，滑片向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是（ ）
A. 通电后电磁铁端为极
B. 滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C. 条形磁体在滑动过程中受到向右的摩擦力
D. 条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
【答案】BC
【解析】选。电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，此时电磁铁的 端是 极，故 错误；滑动变阻器的滑片 向左端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故 正确；电磁铁的 端为 极，根据异名磁极相互吸引的特点可知，条形磁体受到向左的吸引力，条形磁体向左滑动，条形磁体受到水平桌面的向右的摩擦力，故 正确；压力大小和接触面的粗糙程度不变，因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变，故 错误。
17．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中感应电流的说法正确的有（ ）
A. 图甲中，当条形磁铁落向闭合线圈时，闭合线圈中有感应电流
B. 图乙中，水平放置的闭合导体圆环的一条直径正上方的水平直导线中通有交变电流，则圆环中有感应电流
C. 图丙中，绕轴旋转导体框，导体框中没有感应电流
D. 图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中没有感应电流
【答案】AD
【解析】选。题图甲中，当条形磁铁落向闭合线圈时，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流，故 正确；通电直导线处于导体圆环的正上方，穿过圆环的磁通量始终为零，故不会产生感应电流，故 错误；题图丙中，绕轴 旋转导体框，穿过导体框的磁通量不断变化，则导体框中有感应电流，故 错误；题图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中磁通量变化，但回路不闭合，没有感应电流，故 正确。
18．如图所示，一个正方形有界匀强磁场的区域，边长为，磁场方向垂直于纸面向里。一个矩形闭合导线框，边长为，边长为，该导线框沿纸面由位置1（磁场区域外的左侧）运动到位置2（磁场区域外的右侧）。下列操作不能使导线框中产生感应电流的是（ ）
A. 导线框从磁场区域外进入磁场区域内
B. 导线框完全处于磁场区域中，并做匀速直线运动
C. 导线框完全处于磁场区域中，并做加速直线运动
D. 导线框完全处于磁场区域中，并做匀加速直线运动
【答案】BCD
【解析】选。导线框从磁场区域外进入磁场区域内的过程中，磁通量增大，可知回路中会产生感应电流，不符合题意；导线框完全处于磁场区域中，无论导线框如何运动，磁通量都不变，可知都没有感应电流产生，、、符合题意。
三、非选择题：本题共3小题，共34分。
19．（8分）“探究产生感应电流的条件”的实验装置如图所示。
（1） 实验装置中已连接了部分电路，请用笔画线代替导线补全电路。
（2） 接好电路，合上开关，电路稳定后，电流表指针_ _ _ _ _ _ （选填“偏转”或“不偏转”）。
（3） 接好电路，合上开关，电路稳定后，将插入或从中抽出，该过程中电流表指针_ _ （选填“偏转”或“不偏转”）。
（4） 产生感应电流的条件是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 见解析图
（2） 不偏转
（3） 偏转
（4） 穿过闭合回路的磁通量发生变化
【解析】
（1） 笔画线代替导线补全电路，如图所示。
（2） 接好电路，合上开关，电路稳定后，通过 线圈的电流不变，则通过线圈 的磁通量不变，根据感应电流产生的条件判定，无感应电流产生，电流表指针不偏转。
（3） 接好电路，合上开关，电路稳定后，将 插入 或从 中抽出，通过线圈 的磁通量变化，根据感应电流产生的条件判定，有感应电流产生，该过程中电流表指针偏转。
（4） 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就有感应电流产生。
20．（12分）如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小，磁场有明显的圆形边界，圆心为，半径为。现于纸面内先后放上、两个圆形单匝线圈，圆心均在处，线圈半径为，线圈半径为。 取3.14。问:
（1） 在减为的过程中，和中磁通量分别改变多少？（4分）
（2） 磁感应强度大小不变，方向绕直径转过 过程中，线圈中磁通量改变多少？（4分）
（3） 磁感应强度大小、方向均不变，线圈绕直径转过 过程中，线圈中磁通量改变了多少？（4分）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1） 线圈半径为，正好和圆形磁场区域的半径相等，而 线圈半径为，大于圆形磁场区域的半径，但磁场穿过、线圈的有效面积相等，因此在求通过 线圈中的磁通量时，面积 只能取圆形磁场区域的面积，即、中的磁通量的变化量相等。设圆形磁场区域的半径为，对线圈，，磁通量的改变量，同理，。
（2） 当磁场方向转过 角时，磁场方向与线圈平面之间的夹角为
则磁通量的改变量。
（3） 当线圈转过 时，磁通量变化量
。
21．（14分）如图所示，有一垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度，现于纸面内先、后放上圆线圈、，圆心均处于处，线圈的半径为，匝数为100匝；线圈的半径为，匝数为10匝。
（1） 求穿过线圈和线圈的磁通量大小。（4分）
（2） 现仅将磁场方向改变为与纸面成 角向里（磁场方向与纸面的线面为），求线圈中的磁通量大小。（4分）
（3） 现仅将磁场反向，求线圈中的磁通量的变化量大小。（6分）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1） 根据公式得
。
（2） 当磁场方向改变为与纸面成 角向里时线圈 中的磁通量大小
。
（3） 磁场反向后线圈 中的磁通量的变化量大小
故磁通量变化量大小为。
第8页(共43张PPT)
单元过关检测（三）
（时间：75分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给
出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是( )
A.变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
B.电磁波是纵波
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D.电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短
√
解析：选D。周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，均匀变
化的电场周围产生稳定的磁场，A错误；电磁波是横波，B错误；麦克斯
韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，C错误；电磁
波由真空中进入某种介质传播时，频率不变，波速变小，则波长会变短，
D正确。
2.关于磁感应强度和磁通量 ，下列说法正确的是( )
A.由可知，与成正比，与 成反比
B.一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，该处不一定没有磁场
C.磁感应强度 越大，磁通量一定越大
D.通过某个面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
√
解析：选B。磁感应强度由磁场本身性质决定，与和 大小无关，故A
错误；一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，可能是导线与磁场方
向平行，该处不一定没有磁场，故B正确；若某个面与磁场平行，磁通量
一直为零，磁感应强度 越大，磁通量不一定越大，故C错误；通过某个
面的磁通量为零，可能是磁场与该面平行，故该处的磁感应强度不一定为
零，故D错误。
3.如图，为了定量描述磁体极附近 点的磁场强弱，在该处垂直于磁场方
向放置“很短”的一小段通电导线，设导线中的电流为，导线的长为 ，受
到的磁场力为，若改变或，则比值 保持不变，从而引入了磁感应强
度 的定义。下列说法正确的是( )
A.因为大小与 无关，故这“很短”的一小段通电导线的电流
的大小可以取大些
B.这“很短”的一小段通电导线所受的安培力方向规定为 的
方向
C.这“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放有无数种放法
D.这“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放只有两种放法
√
解析：选C。虽然大小与无关，但这“很短”的一小段通电导线的电流 的
大小也产生磁场，电流过大将会影响原磁场的强弱及方向，所以测量磁感
应强度大小时，通过“很短”的一小段导线的电流应小一些，故A错误；这
“很短”的一小段通电导线所受的安培力方向与 的方向垂直，故B错误；这
“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放有无数种放法，故C正确，D错误。
4.关于磁通量，下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量越大，表明磁感应强度 越大
B.线圈的面积 越大，穿过线圈的磁通量越大
C.将线圈翻转 ，穿过线圈的磁通量一定不变
D.仅增加线圈的匝数，穿过线圈的磁通量一定不变
√
解析：选D。线圈面积不变，但线圈与磁场的夹角可以变化，当相互垂直
时，线圈的有效面积最大，因此，随夹角的变化，磁通量也可以变大，故
A错误；若线圈与磁场平行，则不论线圈的面积 多大，穿过线圈的磁通量
依然为0，故B错误；将线圈翻转 ，穿过线圈的磁通量与原磁通量互
为相反数，故C错误；穿过线圈的磁通量与线圈匝数无关，则仅增加线圈
的匝数，穿过线圈的磁通量一定不变，故D正确。
5.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于
等边的和处，如图所示。两通电导线在 处产生磁场的
磁感应强度大小都是，则 处磁场的合磁感应强度大小是
( )
A.0 B. C. D.
解析：选C。根据安培定则可知，导线在 处产生的磁场方
向垂直于指向右下，导线在 处产生的磁场方向垂直于
指向右上，如图所示，根据平行四边形定则得到， 处的
合磁感应强度 ，故C正确，A、B、D错误。
√
6.虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直于磁场方向放置的两
个圆环，分别用和 表示穿过两环的磁通量，则有
( )
A. B. C. D.无法判断
解析：选B。根据磁通量的公式可知 应为圆环处于磁场中的有效
面积，由于两环在同一磁场中的有效面积相同，故穿过两环的磁通量相同，
即 。
√
7.如图所示，当大量电子高速由沿直线不断运动到 的过程中，小磁针将
( )
A.不动
B.极向纸内、 极向纸外旋转
C.向上运动
D.极向纸外、 极向纸内旋转
√
解析：选B。当大量电子高速由沿直线不断运动到的过程中，形成由
到 的电流，根据安培定则可知，电流在小磁针所在处产生的磁场方向向
里，则极受到向里的磁场力，极受到向外的磁场力，所以 极向纸内、
极向纸外旋转。
8.某款小型加磁器如图所示，当把螺丝刀放入加磁孔时，能使螺丝刀磁化
吸引轻质铁钉，当把螺丝刀放入消磁孔时，螺丝刀会退磁失去磁性。根据
安培分子电流假说可知( )
A.磁化时螺丝刀内部才产生了分子电流
B.退磁时螺丝刀内部的分子电流会减弱
C.磁化时螺丝刀内部分子电流的取向变得大致相同
D.螺丝刀在高温条件下或者受到猛烈撞击时磁性会增强
√
解析：选C。安培的分子电流假说，很好地解释了磁现象的电本质，他认
为所有物体里面都有分子电流，磁体内部的分子电流的取向趋向一致时对
外显示磁性，分子电流的取向杂乱无章时对外不显磁性，故A、B错误，C
正确；由安培分子电流假说可知，激烈的热运动或震动会使分子电流的取
向变得杂乱无章，从而使磁体对外不显磁性，故D错误。
9.如图所示，磁场中有、、、 四点，下列说法正确的是( )
A.点磁场比 点磁场强
B. 点处没有磁场
C.、 两点磁场方向一致
D. 点磁场最强
解析：选D。磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，磁感线的疏密表
示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，所以 点的磁场最强，故A
错误，D正确；磁感线疏密程度反映了磁场的强弱，没有画磁感线的地方
不代表没有磁场，故B错误；磁感线的切线方向就是磁场的方向，则、
两点的磁场方向不同，故C错误。
√
10.如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的
磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，认为地球的磁场是由绕
过地心的轴的环形电流 引起的，下列说法正确的是( )
A.用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极
一般指向地理的正南北方向
B.地球磁体的极位于地理的南极，地球磁体的 极与地理的北
极重合
C.在地球的内部磁感线由地磁的极指向地磁的 极
D.从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿顺时针方向
√
解析：选D。用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁
极一般指向地理的南北方向附近，不是正南北方向，故A错误；地球磁体
的极位于地理的南极附近，地球磁体的 极在地理的北极附近，并不重合，
故B错误；在地球的内部磁感线由地磁的极指向地磁的 极，故C错误；
从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿顺时针方向，故D正确。
11.下列各图中，已标出电流及电流产生磁场的方向，其中正确的是( )
A. B. C. D.
解析：选D。A、B中电流的方向竖直向上，根据安培定则知，磁场方向应
该右边垂直于纸面向里，左边垂直于纸面向外，从上向下看为逆时针方向，
故A、B错误；根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向右，故C错误；从
上往下看，线框的电流方向为逆时针方向，根据安培定则知，磁场的方向
向上，故D正确。
√
12.如图所示，半径为的圆形线圈共有匝，与线圈圆心相同、半径为 的
虚线圆范围内有匀强磁场，磁感应强度大小为 ，方向垂直于线圈平面。
下列说法正确的是( )
A.图示位置穿过线圈的磁通量为
B.图示位置穿过线圈的磁通量为
C.图示位置穿过线圈的磁通量为
D.将线圈从图示位置绕某直径转过 ，穿过线圈的磁通量
变化量为0
√
解析：选A。根据磁通量的公式可知,磁场的有效面积 ,所以
线圈在题图所示位置时的磁通量 ,A正确，B、C错误；线圈转过
后，磁通量 ,所以磁通量的变化量
,磁通量的变化量大小为 ，D错误。
13.如图，矩形线圈 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 边为轴旋转 D.导线中电流逐渐增大
√
解析：选B。长直导线在线圈所在位置产生磁场，如果线圈中磁通量发生
变化，则线圈中就有感应电流产生，线圈向右平动、线圈以 边为轴旋
转、导线中电流逐渐增大，均会使线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，
故A、C、D错误；当线圈向上平动时，线圈中磁通量不会发生变化，没有
感应电流产生，故B正确。
14.如图所示，边长为 的正方形导线框匀速地从磁场左边
穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为 ，线框的速度
为。若 ，则线框中存在感应电流的时间为( )
A. B. C. D.
解析：选B。导线框进入磁场与出磁场时有感应电流，完全在磁场中时，
导线框不产生感应电流，产生感应电流的路程 ，则线框中存在感应
电流的时间 ，故B正确。
√
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出
的四个选项中，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的
得3分，有错选的得0分。
15.下列各图中，绝缘水平桌面上闭合或不闭合的金属线框上方有一条形磁
体，条形磁体以速度 运动，金属线框中能产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
√
√
解析：选 。A、C中条形磁体向上或向下运动过程中，通过闭合金属线
框内的磁通量发生变化，则金属线框中能产生感应电流，故A、C正确；B、
D中条形磁体向上或向下运动过程中，由于金属线框不闭合，则金属线框
中不能产生感应电流，故B、D错误。
16.如图所示的是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关，滑片 向
左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的
是( )
A.通电后电磁铁端为 极
B.滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C.条形磁体在滑动过程中受到向右的摩擦力
D.条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
√
√
解析：选 。电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，此
时电磁铁的端是极，故A错误；滑动变阻器的滑片 向左端移动，电阻
变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故B正确；电磁铁的端为 极，
根据异名磁极相互吸引的特点可知，条形磁体受到向左的吸引力，条形磁
体向左滑动，条形磁体受到水平桌面的向右的摩擦力，故C正确；压力大
小和接触面的粗糙程度不变，因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不
变，故D错误。
17.下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中感应电流的说法正确的有( )
A.图甲中，当条形磁铁落向闭合线圈时，闭合线圈中有感应电流
B.图乙中，水平放置的闭合导体圆环的一条直径正上方的水平直导线中通
有交变电流，则圆环中有感应电流
C.图丙中，绕轴 旋转导体框，导体框中没有感应电流
D.图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中没有感应电流
√
√
解析：选 。题图甲中，当条形磁铁落向闭合线圈时，穿过闭合线圈的
磁通量发生变化，线圈中有感应电流，故A正确；通电直导线处于导体圆
环的正上方，穿过圆环的磁通量始终为零，故不会产生感应电流，故B错
误；题图丙中，绕轴 旋转导体框，穿过导体框的磁通量不断变化，
则导体框中有感应电流，故C错误；题图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的
线圈，线圈中磁通量变化，但回路不闭合，没有感应电流，故D正确。
18.如图所示，一个正方形有界匀强磁场的区域，边长为 ，磁场方向垂
直于纸面向里。一个矩形闭合导线框，边长为，边长为 ，
该导线框沿纸面由位置1（磁场区域外的左侧）运动到位置2（磁场区域外
的右侧）。下列操作不能使导线框中产生感应电流的是( )
A.导线框从磁场区域外进入磁场区域内
B.导线框完全处于磁场区域中，并做匀速直线运动
C.导线框完全处于磁场区域中，并做加速直线运动
D.导线框完全处于磁场区域中，并做匀加速直线运动
√
√
√
解析：选 。导线框从磁场区域外进入磁场区域内的过程中，磁通量增
大，可知回路中会产生感应电流，A不符合题意；导线框完全处于磁场区
域中，无论导线框如何运动，磁通量都不变，可知都没有感应电流产生，
B、C、D符合题意。
三、非选择题：本题共3小题，共34分。
19.（8分）“探究产生感应电流的条件”的实验
装置如图所示。
（1）实验装置中已连接了部分电路，请用笔
画线代替导线补全电路。
解析：笔画线代替导线补全电路，如图所示。
答案：见解析图
（2）接好电路，合上开关，电路稳定后，电流表指针________
（选填“偏转”或“不偏转”）。
不偏转
解析：接好电路，合上开关，电路稳定后，通过 线圈的电流不变，则通
过线圈 的磁通量不变，根据感应电流产生的条件判定，无感应电流产生，
电流表指针不偏转。
（3）接好电路，合上开关，电路稳定后，将插入或从 中抽出，该过
程中电流表指针______（选填“偏转”或“不偏转”）。
偏转
解析：接好电路，合上开关，电路稳定后，将插入或从 中抽出，通过
线圈 的磁通量变化，根据感应电流产生的条件判定，有感应电流产生，
该过程中电流表指针偏转。
（4）产生感应电流的条件是______________________________。
穿过闭合回路的磁通量发生变化
解析：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就有感应电流产生。
20.（12分）如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大
小，磁场有明显的圆形边界，圆心为，半径为 。现于纸
面内先后放上、两个圆形单匝线圈，圆心均在处， 线圈半径为
，线圈半径为。 取3.14。问:
（1）在减为的过程中，和 中磁通量分别改变多少？（4分）
解析：线圈半径为，正好和圆形磁场区域的半径相等，而 线圈半
径为，大于圆形磁场区域的半径，但磁场穿过、 线圈的有效面积
相等，因此在求通过线圈中的磁通量时，面积 只能取圆形磁场区域的面
积，即、中的磁通量的变化量相等。设圆形磁场区域的半径为 ，对线
圈， ，磁通量的改变量
，同理， 。
答案：
（2）磁感应强度大小不变，方向绕直径转过 过程中， 线圈中磁通
量改变多少？（4分）
解析：当磁场方向转过 角时，磁场方向与线圈平面之间的夹角为
则磁通量的改变量
。
答案：
（3）磁感应强度大小、方向均不变，线圈绕直径转过 过程中，
线圈中磁通量改变了多少？（4分）
解析：当线圈转过 时，磁通量变化量
。
答案：
21.（14分）如图所示，有一垂直于纸面向里的范围足够大
的匀强磁场，磁感应强度 ，现于纸面内先、后放上
圆线圈、，圆心均处于处，线圈的半径为 ，匝数
为100匝；线圈的半径为 ，匝数为10匝。
（1）求穿过线圈和线圈 的磁通量大小。（4分）
解析：根据公式得
。
答案：
（2）现仅将磁场方向改变为与纸面成 角向里（磁场方向与纸面的线
面为），求线圈 中的磁通量大小。（4分）
解析：当磁场方向改变为与纸面成 角向里时线圈 中的磁通量大小
。
答案：
（3）现仅将磁场反向，求线圈 中的磁通量的变化量大小。（6分）
解析：磁场反向后线圈 中的磁通量的变化量大小
故磁通量变化量大小为 。
答案：(共50张PPT)
第三章 电磁场与电磁波初步
第3节 电磁感应现象及其应用
第4节 电磁波的发现及其应用
第5节 微观世界的量子化
1.通过实验，探究和理解感应电流的产生条件，能够运用感应电流的产生
条件判断能否产生感应电流。
2.知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的意义。 3.了解电磁波
的基本特点、发现过程及传播规律。 4.初步了解微观世界的量子化特征。
1
课前知识梳理
2
课堂 深度探究
3
随堂 巩固落实
PART
01
课前知识梳理
一、电磁感应现象及其应用
1.奥斯特实验的启迪
①________发现了电流的磁效应，这引起了科学界的广泛关注，形成了对
电磁现象研究的热潮。
奥斯特
2.电磁感应现象的发现
（1）1831年，②________通过实验证实了“磁生电”现象的存在。
（2）五类磁生电现象
①③______中的电流；
②④______中的磁场；
③⑤______中的恒定电流；
④⑥______中的磁铁；
⑤⑦______中的导线。
（3）磁生电的现象称为⑧__________现象，由电磁感应现象产生的电流
叫作⑨__________。
法拉第
变化
变化
运动
运动
运动
电磁感应
感应电流
3.感应电流产生的条件
（1）当闭合电路的一部分导体在磁场中做⑩______磁感线运动时，电路
中有感应电流产生。
（2）只要穿过闭合导体回路的 ________发生变化，闭合导体回路中就
有感应电流产生。
切割
磁通量
4.电磁感应规律的发现对社会发展的意义
（1）发电机、变压器等的发明，使人类进入了电气时代。
（2）电磁感应广泛应用于各种传感器和信息技术中，为信息时代的到来
奠定了基础。
二、电磁波的发现及其应用
1.电磁场
（1）麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
①变化的磁场能够在周围空间产生 ______。电场可由两种方式产生：由
电荷或由变化的磁场产生。
②变化的电场能够在周围空间产生 ______。
（2）变化的电场和变化的磁场交替产生，形成一个不可分割的统一体，
称为 ________。
电场
磁场
电磁场
2.电磁波和电磁波谱
（1）由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，
这种变化的电磁场在空间的传播称为 ________。
（2）麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于
______。
（3） ______第一次用实验证实了电磁波的存在。
（4）电磁波的波速与 、 的关系是 _______。
（5）电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、 射线，
都是电磁波，我们按波长（或频率）的顺序把所有电磁波排列起来，称之
为电磁波谱。
电磁波
光速
赫兹
3.电磁波的应用
（1）利用电磁波传递信息。
（2）利用电磁波的能量。
三、微观世界的量子化
1.波粒二象性：光和电子、质子等实物粒子都既具有波动性，又具有粒子性。
2.能量量子化
（1）普朗克发现电磁波的发射和吸收都是不连续的，他把每一份的能量
叫作能量子。
（2）能量子 ____，其中是波的频率， ，称
为普朗克常量。
（3）能级
①定义：原子的能量是量子化的。这些不连续的、量子化的能量值叫作能级。
②通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最 ______的状态。在某
些情况下，可能会处于能量较高的状态，称为激发态。
③从较低的能级跃迁到较高的能级，必须吸收能量；反之，则要放出能量。
这两个过程中吸收或释放出的能量都等于两能级的能量差。
稳定
判断下列说法是否正确。
（1）只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。( )
×
（2）穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产
生。( )
×
（3）穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流。( )
√
（4）闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流。
( )
×
（5）变化的电场一定产生变化的磁场。( )
×
（6）磁场一定可以产生电场，电场也一定可以产生磁场。( )
×
（7）电磁波在真空和介质中传播速度相同。( )
×
（8）微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( )
√
PART
02
课堂 深度探究
知识点一 实验：探究产生感应电流的条件
例1 （2024·四川成都期末）在实验室我
们通过如图所示的实验装置来探究电路
中产生感应电流的条件。线圈 通过滑动
变阻器和开关 连接到电源上，构成直
流电路，线圈、开关 和电流表串联构
成回路，线圈放在线圈 内。实验步骤
如下：
（1）断开开关，闭合开关 的瞬间，发现电流表的指针________
（选填“偏转”或“不偏转”）。
不偏转
解析：线圈 所在回路未闭合，没有感应电流，电流表的指针不偏转。
（2）闭合开关，闭合开关 ，匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，发
现电流表的指针______（选填“偏转”或“不偏转”）。
偏转
解析：线圈所在回路闭合，移动滑动变阻器的滑片时，线圈 的电流变
化，产生的磁场变化，穿过线圈的磁通量变化，线圈 所在回路产生感
应电流，电流表的指针偏转。
（3）以上实验表明：产生感应电流的条件是__________________________。
闭合回路的磁通量发生变化
解析：同时满足回路闭合和回路中的磁通量发生变化才能产生感应电流，
即产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化。
例2 实验：探究感应电流产生的条件。
（1）实验一：如图甲所示，当条形
磁铁插入或拔出线圈时，线圈中____
电流产生，但条形磁铁在线圈中静止
有
无
解析：实验一：如题图甲所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中磁
通量均发生变化，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，
线圈中磁通量未发生变化，线圈中无电流产生。
不动时，线圈中____电流产生（均选填“有”或“无”）。
（2）实验二：如图乙所示，将小螺线管插入大螺线管 中不动，当开关
闭合或断开时，电流表中____电流通过；若开关 一直闭合，当改变滑动
变阻器的阻值时，电流表中____电流通过；而开关 一直闭合，滑动变阻
器的滑片不动时，电流表中____电流通过（均选填“有”或“无”）。
有
有
无
解析：实验二：如题图乙所示，将小螺线管插入大螺线管 中不动，当
开关闭合或断开时，小螺线管中电流发生变化，大螺线管 中磁通量发
生变化，电流表中有电流通过；若开关 一直闭合，当改变滑动变阻器的
阻值时，小螺线管中电流发生变化，大螺线管 中磁通量发生变化，电
流表中有电流通过；而开关 一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，小螺
线管中电流不变，大螺线管 中磁通量不变，电流表中无电流通过。
知识点二 产生感应电流的判定
图甲中线框在磁场中上下运动；图乙
中线框在磁场中左右运动；图丙中，
有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭
合电路，将一条形磁铁的一部分插入
线圈中。
（1）图甲所示的运动中线框是否产生感应电流？
提示：题图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，导体没有切割磁感线，
穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生。
（2）图乙所示的运动中线框是否产生感应电流？
提示： 题图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管导体切割磁感线，
但是整个线框都处在磁场中，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感
应电流产生。
（3）条形磁铁向左右运动时（图丙），电流计的指针是否发生偏转？为什么？
提示： 发生偏转。闭合线圈中磁通量发生变化。
例3 在如图所示的电路中，开关 闭合后，下列做法不能使灵敏电流计的
指针偏转的是( )
A.保持右边电路电流不变 B.将线圈向左远离 线圈
C.将开关 突然断开 D.将滑动变阻器的阻值调小
√
解析：保持右边电路电流不变，通过线圈的磁通量不变， 中不会产生感
应电流，灵敏电流计的指针不偏转，故A符合题意；将线圈向左远离 线
圈时，穿过线圈的磁通量减小， 线圈有感应电流，灵敏电流计的指针偏
转，故B不符合题意；无论是断开开关还是减小滑动变阻器的阻值，都会使
中电流发生变化，从而使线圈产生的磁场发生变化，引起 中磁通量发
生变化，产生感应电流，灵敏电流计的指针偏转，故C、D不符合题意。
例4 如图所示，边界 右侧存在匀强磁场，现使
边长为 的正方形闭合金属线框由边界左侧以速度
匀速运动到图中虚线线框位置。此过程线框中产
生感应电流的时间为( )
A. B. C. D.
解析：线框在整个运动过程中，只在右侧边框恰好进入磁场到线框恰好完
全进入磁场的过程中产生感应电流，此过程线框的位移为 ，故根据匀速
直线运动规律可得，产生感应电流的时间 。
√
例5 （多选）如图所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场
内，一半在匀强磁场外。要使线圈产生感应电流，下列方法可行的是
( )
A.将线圈向左平移一小段距离
B.将线圈向上平移一小段距离
C.以为轴转动，且转动角度小于
D.以为轴转动，且转动角度小于
√
√
解析：将线圈向左平移一小段距离，通过线圈的磁通量减小，线圈会产生
感应电流，故A正确；将线圈向上平移一小段距离，通过线圈的磁通量保
持不变，线圈不会产生感应电流，故B错误；以 为轴转动，且转动角度
小于 ，通过线圈的磁通量减小，线圈会产生感应电流，故C正确；以
为轴转动，且转动角度小于 ，通过线圈的磁通量保持不变，线圈不
会产生感应电流，故D错误。
知识点三 电磁波的发现及其应用
1.麦克斯韦电磁场理论
（1）电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场
如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里会产生感应电流，其
实质是变化的磁场在它周围产生了电场，电路中的自由电荷在电场力作用
下做定向运动，形成了感应电流，即使在变化的磁场周围没有闭合电路，
也同样可以产生电场。
（2）电磁场理论的核心之二：变化的电场产生磁场
麦克斯韦认为：由电现象和磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的观
点猜想变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场。
如图所示，根据麦克斯韦电磁场理论可知，在给电容器充电的
时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间
变化着的电场周围也要产生磁场。
2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
（1）恒定的电场不产生磁场。
（2）恒定的磁场不产生电场。
（3）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。
（4）均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。
（5）周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。
（6）周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。
3.按波长由长到短（频率由低到高）的顺序
无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线（伦琴射线）、 射线等合
起来，构成了范围非常广阔的电磁波谱。
4.各种不同的电磁波既有共性，又有个性
（1）共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都
遵守公式 ，它们在真空中的传播速度都是 ，它
们的传播都不需要介质，各波段之间并没有绝对的区别。
（2）个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性。波长越
长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难。正
是这些不同的特性决定了它们不同的用途。
例6 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是( )
A.变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C.手机是通过电磁波进行通信的
D.雷达是利用电磁波进行测距、定位的仪器
解析：变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场,所以电场和磁场总
是相互联系，故A正确，不符合题意；麦克斯韦只是预言了电磁波的存在,
是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故B错误，符合题意；手机
和雷达均是利用电磁波工作的，故C、D正确，不符合题意。
√
例7 如图所示的是中国天眼 口径球面射电望远镜，其主要
工作波长在分米到米的范围，则天眼接收的电磁波的频率区间为( )
A. B. C. D.
解析：根据，因工作波长在分米到米的范围，即 范围，而
，则接收电磁波的频率区间为 。
√
知识点四 微观世界的量子化
1.能量子的理解
（1）物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另
一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态。
（2）在宏观尺度内研究物体的运动时，我们可以认为：物体的运动是连
续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化。在研究微观粒子时必须考虑
能量量子化。
（3）能量子的能量,其中是普朗克常量， 是电磁波的频率。
（4）光子假说：当光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出，
这种现象被称为光电效应。为解释光电效应，在普朗克能量子假说的启发
下,爱因斯坦于1905年指出,当光和物质相互作用时,光的能量不是连续的,而
是一份一份光量子。这些光量子后来被称为光子。光子的能量与它的频率
成正比,即 。
2.波粒二象性
（1）光的波粒二象性：光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，光电效
应证明了光具有粒子性，即光具有波粒二象性。
（2）实物粒子的波粒二象性：实验已经证实电子、质子等实物粒子同样
具有波动性，即电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性。
3.为了解释氢原子的稳定性和氢原子光谱的分立特征，玻尔提出了氢原子
中电子轨道量子化假说，即电子轨道半径是量子化的，电子只能在特定的
轨道上运动；电子在不同的轨道上具有不同的能量，只有当电子在不同轨
道之间跃迁时，才辐射光子。
例8 （多选）对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的
是( )
A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收
B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C.吸收的能量可以是连续的
D.辐射和吸收的能量是量子化的
解析：带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子 的整数倍
或一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，A、B、D正确，C错误。
√
√
√
例9 能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为 ，已知可见光的平均波
长约为，普朗克常量为 ，则进入人眼的光子数至
少为( )
A.1个 B.3个 C.30个 D.300个
解析：每个光子的能量 ，能引起人的眼睛视觉效应的最小能
量，由 ，得能引起人眼的视觉效应时进入人眼的光子数
至少为 个 个，A、C、D错误，B正确。
√
例10 下列叙述错误的是( )
A.光的干涉和衍射现象证明光具有波动性
B.实物粒子不具有波动性
C.原子的能量是一系列不连续的值
D.氢原子的光谱是分立的谱线
解析：实验已经证明电子、质子等实物粒子具有波动性，B错误。
√
PART
03
随堂 巩固落实
1.（产生感应电流的判定）下列选项中的操作
不能产生感应电流的是( )
A.图甲中，使导体棒 顺着磁感线向下运动
B.图乙中，使条形磁铁插入或者拔出线圈
C.图丙中，开关保持闭合，使小螺线管 插入
或拔出大螺线管
D.图丙中，开关保持闭合，使小螺线管 在大
螺线管 中保持不动，移动滑动变阻器的滑片
√
解析：选A。根据感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，
进行分析判断。题图甲中，使导体棒 顺着磁感线方向运动，闭合回路
的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，故A正确；题图乙中，使条
形磁铁插入或者拔出线圈，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，
故B错误；题图丙中，开关保持闭合，使小螺线管 插入或拔出大螺线管
，螺线管 中磁通量发生变化，会产生感应电流，故C错误；题图丙中，
开关保持闭合，使小螺线管在大螺线管 中保持不动，移动滑动变阻器
的滑片，电路中电流发生变化，螺线管 中磁通量发生变化，会产生感应
电流，故D错误。
2.（产生感应电流的判定）如图所示，闭合圆形线圈放在范围足够大的匀
强磁场中，下列说法正确的是( )
A.线圈向右平移，线圈中产生感应电流
B.线圈向上平移，线圈中产生感应电流
C.线圈以 为轴转动，线圈中产生感应电流
D.线圈以 为轴转动，线圈中磁通量不变
解析：选C。由于是匀强磁场且范围足够大，所以线圈向右平移或向上平
移，线圈中磁通量都保持不变，则线圈中无感应电流产生，故A、B错误；
线圈以 为轴转动，线圈中磁通量变化，则线圈中有感应电流产生，故C
正确，D错误。
√
3.（麦克斯韦电磁场理论）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是
( )
A.有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场
B.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
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
解析：选D。根据麦克斯韦电磁场理论可知，只有变化的电场才能产生磁
场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，
D正确。
√
4.（电磁波谱和电磁波的应用）我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波
段波段和波段”雷达系统，雷达发射的 波段的频率为
，波段的频率为 ，下列说法正确的是
( )
A.在空气中波段的传播速度大于 波段的
B.在空气中波段的波长比 波段的更短
C.波段和 波段的频率都比紫外线的小
D.波段能量子的能量比 波段能量子的能量小
√
解析：选C。波段和 波段均为电磁波，它们在空气中的传播速度相同，
故A错误；根据 ,波段的频率较大，可知在空气中波段的波长比
波段的更长，故B错误；波段和 波段的频率都比紫外线的小，故C正确；
能量子的能量与其频率成正比，波段能量子的能量大于 波段能量子的能
量，故D错误。
5.（能量量子化）现在市场上常用来激光打标的是 紫
外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某
种材料的分子键，使之从材料表面脱离。据此判断，打断该
A. B. C. D.
解析：选B。打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子能量，则该
激光的光子能量,解得 。
材料分子键需要的能量约为取普朗克常量 ，真空光
速 ( )
√(共23张PPT)
课后达标检测
题组1
磁场与磁感线
1.法拉第不仅引入了场的概念，还利用电场线和磁感线来描述电场和磁场。
下列关于磁感线的说法正确的是( )
A.磁感线是闭合曲线
B.磁感线是真实存在的
C.磁感线从极出发到 极终止
D.磁感线是磁场中铁屑排列成的曲线
√
解析：选A。磁感线是闭合曲线，磁感线在磁体外部总是从磁体的 极出
发进入极，在磁体内部，从极指向 极，A正确，C错误；磁场是客观存
在的，磁感线是假想的，B错误；撒在磁体周围的铁屑排列成的曲线可以
形象、方便地描述磁场，但不是磁感线，D错误。
2.如图所示的通电螺线管周围有、、、四点点在螺线管内部 ，
、间接直流电源，将小磁针放在图中的某点时，小磁针的 极指向右
侧，则下列说法正确的是( )
A.为电源的正极，小磁针位于 点
B.为电源的正极，小磁针位于 点
C.为电源的负极，小磁针位于 点
D.为电源的负极，小磁针位于 点
√
解析：选A。由右手螺旋定则可知，当 为电源的正极时，螺线管内部的
磁感线方向水平向右，右侧相当于条形磁铁的极，而小磁针静止时 极
的指向为该点磁感线的方向，则点的小磁针方向指向右侧， 点的小磁针
方向指向左侧，A正确，B错误；当 为电源的负极时，螺线管内部的磁感
线方向水平向左，左侧相当于条形磁铁的极，、 两点的小磁针方向均
指向左侧，C、D错误。
3.下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是( )
A. B. C. D.
解析：选C。电流的方向竖直向下，根据安培定则知，从正视图看磁场的
方向，左边为垂直于纸面向里，右边为垂直于纸面向外，故A错误；电流
的方向竖直向上，根据安培定则知，从正视图看磁场的方向，左边为垂直
于纸面向外，右边为垂直于纸面向里，故B错误；电流的方向水平向左，
根据安培定则知，从正视图看磁场的方向，上面为垂直于纸面向里，下面
为垂直于纸面向外，故C正确；根据电流的绕向及安培定则知，中心磁场
的方向向右，故D错误。
√
题组2
磁感应强度
4.在匀强磁场中某处放一个长度、通电电流 的直导线，
测得它受到的最大磁场力 ，其方向竖直向上，现将该通电导线
从磁场中撤走，则 处磁感应强度为( )
A.0
B. ，方向竖直向上
C. ，方向竖直向下
D. ，方向肯定不沿竖直向上的方向
√
解析：选D。由题意，通电导线放入磁场中所受磁场力最大，说明导线与
磁场垂直，则由得，因磁感应强度 的
方向与磁场力方向是垂直关系，故知 的方向肯定不是竖直向上。磁感应
强度是由磁场本身决定的，与是否放通电导线无关，故将该通电导线从磁
场撤走， 处磁感应强度保持不变，D正确。
5.通电螺线管的磁感线分布如图所示，、 两点在螺线管的中轴线上且到
螺线管两端点的距离相等，则、 两点的磁感应强度( )
A.大小相等，方向相反 B.大小相等，方向相同
C.大小不等，方向相反 D.大小不等，方向相同
解析：选B。根据磁感线的性质可知，、 两点在螺线管的中轴线上且到螺
线管两端点的距离相等，磁感线疏密程度相同，故大小相等，同时两点处磁
感线的切线方向相同，故磁感应强度方向相同，故B正确，A、C、D错误。
√
题组3
磁通量
6.将面积为 的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感
线之间的夹角为 ，如图所示，若穿过该圆面的磁通量为
，则此匀强磁场的磁感应强度 应等于( )
A. B. C. D.
解析：选B。由题可得，穿过该圆面的磁通量 ,则此匀强磁
场的磁感应强度 。
√
7.如图所示，矩形线框 放置在水平面内，匀强磁场方向与水平方向成
角，已知，线框面积为，磁感应强度为 ，则通过线框的磁
通量大小为( )
A. B. C. D.
解析：选C。通过线框的磁通量大小 。
√
8.（2025·浙江省合格考）亥姆霍兹线圈是一种制
造小范围区域匀强磁场的器件。当连接电路之后
产生逆时针方向（从左往右看）的电流，其在圆
心处产生的磁场方向表示正确的是( )
A.沿着方向 B.沿着方向 C.沿着方向 D.沿着 方向
解析：选A。由题意知线圈连接电路之后产生逆时针方向（从左往右看）
的电流，故根据右手螺旋定则可知，在圆心处产生的磁场方向沿着 方向。
√
9.（2025·四川广元市期中）宇宙中“破坏力”最强的天体“磁
星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场
的1 000万亿倍。下列有关“磁星”的磁场说法正确的是( )
A.磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
B.距“磁星”很远处磁感线中断
C.“磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
D.“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切
√
解析：选C。在“磁星”外部和内部都有磁场，内部和外部磁感线组成闭合
的曲线，A错误；磁感线是闭合的曲线，则距“磁星”很远处磁感线不会中
断，B错误；“磁星”周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向
表示，C正确；“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，但是磁感
线不可能相切，D错误。
10.（2025·广东省部分学校期中）磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹
线圈如图所示，线圈固定在纸面内，、、、 为纸面内的四点，各点
均放置有可自由摆动的小磁针（图中未画出）。当在线圈中通入图示方向
的电流后，下列说法正确的是( )
A.点处小磁针的 极垂直于纸面向里
B.点处小磁针的 极指向左侧
C.点和点处小磁针的 极指向相同
D.点和点处小磁针的 极指向相反
√
解析：选C。根据右手螺旋定则可知，线圈内部磁场方向垂直于纸面向外，
外部垂直于纸面向里，则点处小磁针的极垂直于纸面向外，点处、
点和点处小磁针的 极指向相同，均垂直于纸面向里。
11.如图所示，通有恒定电流的导线 与闭合金属框共面，
第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，第二次将金属框绕 边翻转
到Ⅰ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为 和
，则( )
A. B. C. D.不能判断
解析：选C。设在位置Ⅰ时磁通量大小为，位置Ⅱ时磁通量大小为 。
第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变
化量，第二次将金属框绕 边翻转到Ⅰ，穿过线框的磁感
线的方向发生改变，磁通量变化量 ,综上分析可得
。
√
12.（2025·山东菏泽市期中）如图所示，我国的球面射电望
远镜 是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超
级天眼”，并通过随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”
A.穿过“眼眶”的磁通量大小为
B.磁感应强度 的方向为穿出“眼眶”斜向上
C.在地球自转 的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
D.在地球自转 的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为
的直径为 ，其边缘圆周处于同一水平面内，其所在处地磁场的磁感应强
度大小为，方向与水平面夹角为 ，则 ( )
√
解析：选C。地磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面夹角为 ，则
穿过“眼眶”的磁通量大小 ,故A错误；
“超级天眼”处于北半球，根据地磁场的分布特征可知，磁感应强度 的方
向为穿出“眼眶”斜向下，故B错误；根据地磁场的分布特征的对称性规律
可知，地球自转过程中，“天眼眼眶”所在处地磁场的磁感应强度大小始终
为，方向始终与水平面夹角为 ，即穿过“眼眶”的磁通量大小始终为
，则在地球自转过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量始终为
0，故C正确，D错误。
13.（12分）（2025·江苏泰州市期中）如图所示，
矩形导线框的一半处在磁感应强度
的足够大的匀强磁场中，线框边长为 ，
边长为 。
（1）求线框在图示位置的磁通量。（4分）
解析：线框在题图所示位置的磁通量
。
答案：
（2）以线框的边为轴，逆时针转过 时，求穿过线框的磁通量。（4分）
解析：按题意作出示意图如图甲所示，注意到有磁感线穿过面积的投影与
（1）一样，所以 。
答案：
（3）以通过点的与线框平面垂直的线为轴，线框平面逆时针转过 时，
求穿过线框的磁通量。（4分）
解析：按题意作出示意图如图乙所示，可以看出，转过
后，整个线框恰好全进入磁场区，这时有
。
答案：(共57张PPT)
第三章 电磁场与电磁波初步
第1节 磁场 磁感线
第2节 磁感应强度 磁通量
1.了解磁场，了解电流的磁效应，体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意
义。 2.知道磁感线的概念，并会用安培定则判断电流周围的磁场方向。 3.
知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象。
4.理解磁感应强度的物理意义和定义式，并能利用公式 进行简单计
算。 5.知道磁通量的定义，知道 的适用条件，会用这一公式进行
计算。
1
课前知识梳理
2
课堂 深度探究
3
随堂 巩固落实
PART
01
课前知识梳理
一、磁场和磁感线
1.磁场：磁体周围分布着①______，一切磁相互作用都是通过②______实现的。
2.磁场的方向：人们规定，小磁针③_____的受力方向就是该处磁场的方向。
磁场
磁场
极
3.磁感线
（1）磁感线是假想的有方向的曲线，用来形象地描述磁场的方向和强弱。
（2）曲线上每一点的④______方向为该点的磁场方向，曲线的⑤______
表示磁场的强弱，曲线疏的地方磁场弱，曲线密的地方磁场强。
切线
疏密
二、安培定则
1.奥斯特的发现：⑥______周围存在着磁场。
电流
2.磁感线的方向与电流方向之间的关系可以由⑦__________ （也叫右手螺
旋定则）判定。
（1）直线电流的磁场方向的判断：右手握住通电导线，让伸直的拇指所
指的方向与⑧__________一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的
方向。
（2）环形（螺线管）电流的磁感线方向的判断：让右手弯曲的四指与环
形（或螺线管）电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线
（或螺线管）轴线上磁感线的方向。
安培定则
电流方向
3.磁现象的电本质
（1）安培认为，在原子、分子内部总存在着一种环形电流，
（2）如果组成物体的无数原子产生的磁场有共同的取向，那么这个物体
就在其空间呈现磁性，取向越一致，磁性就越强；如果物质的内部“小磁
针”取向完全混乱，则整体上不显磁性。
4.地磁场：地球是一个大的磁体，地球内部和外部都存在着磁场。
即分子电流。分子电流使其两侧相当于两个磁极。安培把磁体的磁场和电
流的磁场都归结为电流的作用，揭示了磁的本质。
三、磁感应强度
1.匀强磁场
（1）定义：磁场中各点的磁场强弱和方向都相同。
（2）磁感线：⑨__________且间距相等。
相互平行
（3）实例：如图甲所示两个永磁体的异
名磁极间的区域，如图乙所示的两个平行
放置的、相距较近的通电线圈间的磁场都
可以认为是匀强磁场。
2.在匀强磁场中，在导线与磁场方向垂直时，磁场力跟电流 和导线长度
乘积的比，称为磁感应强度。
（1）关系式： 。
（2）单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是⑩________，简称特，
符号是， __________。
（3）方向：磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时 极所指
的方向。
特斯拉
四、磁通量
1.定义：在磁感应强度为 的匀强磁场中，有一块 ______________方向
的面积为 的平面，定义 ____为穿过这个面的磁通量，简称磁通，即
。
垂直于磁感线
2.拓展：磁场与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场 方向上的
___________与 的乘积表示磁通量。
3.单位：国际单位制中磁通量的单位是 ______，简称韦，符号是 ，
。
投影面积
韦伯
4.引申：由于，因此，磁感应强度 又叫作磁通密度。单位为
， 。
判断下列说法是否正确。
（1）首先发现电流的磁效应的是丹麦物理学家奥斯特。( )
√
（2）一切磁相互作用都是通过磁场实现的。( )
√
（3）通电直导线周围磁场的磁感线是一圈圈的同心圆。( )
√
（4）通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁周围的磁场。( )
√
（5）单位长度的通电导线在磁场中受到的作用力越大，该处的磁感应强
度越大。( )
×
（6）磁感应强度由磁场本身的性质决定，与放不放通电导线无关。( )
√
（7）磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。( )
×
（8）将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等。
( )
×
PART
02
课堂 深度探究
知识点一 磁场和磁感线
1.常见永磁体的磁感线分布
2.磁感线的特点
（1）为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，磁感线在某点的切线方向表示该点
磁场的方向。
（3）磁感线在磁体外部从极出发回到极，在磁体内部从极指向极，
即磁感线是闭合的曲线，它不相交。
3.磁感线与电场线的比较
比较项目 磁感线 电场线
不同点 闭合曲线 不闭合，起始于正电荷或无限
远，终止于无限远或负电荷
相同点 引入目的 为形象描述场而引入的假想线，实际不存在
疏密 场的强弱
切线方向 场的方向
是否相交 不相交
（1）在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在。
（2）若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加，磁感线描述的是叠加
后的磁场的磁感线分布情况，不能认为该区域有多条磁感线相交。
例1 （多选）关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是( )
A.甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的
作用是通过小磁针的磁场发生的
B.乙图中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体
的磁场发生的
C.丙图中，电流间的相互作用是通过电流的磁场
发生的
D.丙图中，电流间的相互作用是通过电荷的电场
发生的
√
√
解析：题图甲中，电流产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁
场发生的；题图乙中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；
题图丙中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的，B、
C正确。
例2 如图所示的磁场中,稳定时小磁针位置正确的是( )
A. B. C. D.
解析：磁铁外部的磁感线由极指向 极，而磁感线的切线方向就是小磁针
静止时 极所指方向。
√
例3 下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是( )
A.甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实
际存在的曲线
B.甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不
闭合也不相交
C.同一试探电荷在甲图中 处受到的电场力
一定比在 处的大
D.乙图中，处的磁场比 处的磁场强，因为
处无磁场
√
解析：题图甲中的电场线和题图乙中的磁感线都是实际不存在的曲线，A
错误；题图乙中的磁感线是闭合曲线，B错误；题图甲中， 点的电场线比
点密，电场强度比点大，同一试探电荷在题图甲中 处受到的电场力一
定比在 处的大，C正确； 磁感线的疏密表示磁场的强弱，在没有画磁感
线的地方，并不表示没有磁场，D错误。
知识点二 安培定则和安培分子电流假说
1.三种常见电流的磁场
项目 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流 __________________________ __________________________ ______________________ _______________________
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场 越弱
项目 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
环形电流 ____________________________ _____________________________ __________________________ __________________________
内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
续表
项目 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
通电螺线 管 _____________________________ __________________________ _______________________ __________________________
内部为匀强磁场且比外部强，方向由极指向 极，外部类似 条形磁铁，由极指向 极
续表
2.安培分子电流假说
（1）法国学者安培提出：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。（如图所示）
（2）当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁
性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不
显磁性。
例4 关于电流周围磁感线分布及磁场方向，下列图像正确的是( )
A. B. C. D.
解析：由安培定则可知，题图A所示直导线右侧磁场方向垂直于纸面向内，
左侧磁场方向垂直于纸面向外，故A正确；由安培定则可知，题图B所示
通电螺线管内部磁感线应由左向右，故B错误；由安培定则可知，题图C
所示单匝线圈内磁感线应由右向左，故C错误；由安培定则可得，俯视时，
题图D中直导线周围环形磁场方向应为顺时针，故D错误。
√
例5 （多选）（2023·福建卷，T5）地球本身是一个大磁体，其磁场分布
示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为
地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列
判断正确的是( )
A.地表电荷为负电荷
B.环形电流方向与地球自转方向相同
C.若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大
D.若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大
√
√
解析：根据右手螺旋定则可知，环形电流方向与地球自转方向相反，则地
表电荷为负电荷，故A正确，B错误；若地表电荷的电量增加，则等效电
流增大，地磁场强度增大，故C正确；若地球自转角速度减小，则等效电
流减小，地磁场强度减小，故D错误。
知识点三 对磁感应强度的理解
如图所示连接实验器材，使线框平面与磁场方向垂
直，线框下方的短边位于蹄形磁体的两极之间。
（1）在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读
数和线框在磁场中的短边的长度 ，则线框所受
重力的大小是多少？
提示：
（2）接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为 。观察并记录弹簧测力
计此时的读数 ，则磁场对线框的作用力多大？
提示：
（3）若已知线框匝数为 ，则磁感应强度的表达式是什么？
提示：
1.理解
（1）定义式：，此式表示通电导线垂直于磁场方向时，它受的磁场
力为。而当通电导线与磁场方向平行时，所受磁场力为0。
（2）决定磁感应强度的因素：仅由磁场本身决定，与导线是否受磁场力
以及磁场力的大小无关。
（3）磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时应很短，称为
“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。
2.方向
（1）磁感应强度是一个矢量，某点磁感应强度的方向不是放在该处的通
电导线的受力方向。
（2）表述方式
①小磁针静止时极所指的方向，或小磁针静止时极所指的反方向。
②小磁针极受力的方向（不论小磁针是否静止），或极受力的反方向。
③磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。
3.大小：磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过
导线的电流大小、导线的长短无关。
例6 磁场中的两条磁感线如图所示，、、 为磁场中
的三个点，其中、 在同一条直线磁感线上，下列关于
三点所在处的磁感应强度、、 的说法正确的是
( )
A.一定大于 B.可能与 大小相等
C.与、方向相同 D.与 无法比较大小关系
解析：磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，故由题图可知 ，故
A正确，B、D错误；、 在同一条直线磁感线上，磁感应强度的方向为
磁感线的切线方向，且磁感线为直线，故与同向， 的方向与二者
不同，故C错误。
√
例7 三根通电平行直导线、、 的截面图如图所示。若通过它们的电流
大小都相同，且，则 点的磁感应强度的方向是( )
A.垂直于纸面指向纸里 B.垂直于纸面指向纸外
C.沿纸面由指向 D.沿纸面由指向
解析：直导线在点产生的磁场与直导线在 点产生的磁场方向相反，
磁感应强度大小相等，则合磁感应强度为零；而直导线在 点产生的磁场
方向沿纸面由指向,故点的磁感应强度的方向为沿纸面由指向 ，A、
B、D错误，C正确。
√
例8 把长 的直导线全部放入匀强磁场中，当直导线中通过的电流为
时，该直导线受到的磁场力大小为
，则该匀强磁场的磁感应强度大小可能为( )
A. B. C. D.
解析：若磁场的方向与电流方向垂直，则
；若磁场的方向与电流方向不垂直，
则磁感应强度大小应大于 。
√
知识点四 对磁通量的理解
如图所示，一矩形线框从位置移动到 位
置的过程中（线框平行于纸面移动），中间是一条
电流方向向上的通电导线，请思考：
（1）导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？
提示：导线左边的磁场方向垂直于纸面向外，右边的磁场方向垂直于纸面
向里。
（2）在移动过程中，当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框的磁感线
条数有何特点？
提示： 当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框垂直于纸面向外的磁感线
条数与垂直于纸面向里的磁感线条数相同。
1.磁通量的计算
（1）公式： 。
适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。
（2）在匀强磁场中，若磁感线与平面不垂直，公式中的 应为平
面在垂直于磁感线方向上的投影面积。
例如图中的，则有 ， ，式中 即为面积
在垂直于磁感线方向上的投影，我们称为“有效面积”。
2.磁通量的正、负
（1）磁通量是标量，但有正负。当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为
正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。
（2）若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为，反
向磁通量为，则穿过该平面的磁通量。
3.磁通量的变化量
（1）当不变，有效面积变化时，。
（2）当变化，不变时，。
（3）和同时变化，则，但此时。
例9 如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列
四种情况中线圈磁通量发生改变的是( )
A.矩形线圈平行于
磁场向右平移
B.矩形线圈垂直于
磁场向右平移
C.矩形线圈绕平行
于磁场的轴 匀
速转动
D.矩形线圈绕垂直
于磁场的轴 匀
速转动
√
解析：选项A中线圈平行于磁感线运动，穿过线圈的磁通量没有变化，且
始终为零，故A错误；选项B中线圈垂直于磁感线运动，线圈在磁场中的
面积没有发生变化，穿过线圈的磁通量没有变化，故B错误；选项C中线
圈虽绕轴转动，但线圈始终平行于磁感线，穿过线圈的磁通量没有变化，
故C错误；选项D中线圈绕垂直于磁感线的轴转动，导致其磁通量发生变
化，故D正确。
例10 如图所示，线圈平面与水平方向夹角 ，线圈平
面面积为，共有 匝，匀强磁场磁感线竖直向下，磁感应强度
的大小为 。设此时穿过线圈的磁通量为正，下列说法正确的
是( )
A.通过线圈的磁通量为
B.若线圈以为轴逆时针转过 ，则通过线圈的磁通量为
C.若线圈以为轴顺时针转过 ，则通过线圈的磁通量为
D.若线圈以为轴顺时针转过 ，则通过线圈的磁通量的变化量为
√
解析：通过线圈的磁通量，故A错误；若线圈以 为
轴逆时针转过 ，线圈平面与磁场垂直，所以通过线圈的磁通量
,故B正确；若线圈以为轴顺时针转过 ，线圈平面与磁场平
行，则通过线圈的磁通量,故C错误；若线圈以 为轴顺时针转过
，线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量 ，所以通过线
圈的磁通量的变化量 ，故D错误。
PART
03
随堂 巩固落实
1.（安培定则的应用）（多选）如图所示，在通电螺线管内部的小磁针静
止时 极指向右端，则下列说法正确的是( )
A.根据异名磁极相吸引，端为螺线管的 极
B.通电螺线管内部的磁场方向向右
C.电源端为负极， 端为正极
D.螺线管外部的磁感线从端指向 端
√
√
解析：选。通电螺线管内部的小磁针静止时 极指向右端，说明通电螺
线管内部磁场方向指向右方，端为螺线管的 极，则螺线管外部的磁感线
从端指向 端，故A、D错误，B正确；根据安培定则可知，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
线管的极，由此可知，电源端为正极， 端为负极，故C正确。
2.（安培定则的应用）安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁
体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子
电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体（如图甲所示）。以下说法正
确的是( )
A.这一假说能够说明磁可以生电
B.这一假说能够说明磁现象产生的本质
C.用该假设解释地球的磁性，引起地磁
场的环形电流方向如图乙所示
D.用该假设解释地球的磁性，引起地磁
场的环形电流方向如图丙所示
√
解析：选B。这一假说能够说明磁现象产生的本质，即磁场都是由运动的
电荷产生的，故B正确，A错误；由右手螺旋定则可知，引起地磁场的环
形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向（俯视），故C、D错误。
3.（对磁感应强度的理解）（多选）关于磁感应强度，下列说法正确的是
( )
A.磁感应强度是用比值法定义的物理量，因此不与 成正比，不与
成反比
B.电流元在某点所受磁场力的方向就是该点的磁场方向
C.若电流元在某点所受磁场力为零，则该点的磁感应强度可能不为零
D.放置在匀强磁场中长的通电导线，通过 的电流，受到的磁场力为
，则该位置的磁感应强度大小就是
√
√
解析：选。因为磁感应强度是用比值法定义的物理量，因此 不
与成正比，不与 成反比，故A正确；磁场中某一点的磁场方向为小磁
针静止时 极的指向，与电流元在该点所受磁场力的方向垂直，故B错误；
若电流元在某点所受磁场力为零，有可能磁感应强度的方向与电流元方向
平行，所以该点的磁感应强度可能不为零，故C正确；只有在磁感应强度
与电流垂直时，才能使用表达式 进行定量计算，故D错误。
4.（对磁通量的理解）如图所示的磁场中有一个垂直于磁
场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示 位置
水平向右移到 位置，穿过圆环的磁通量的变化情况是
( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.先变小后变大
解析：选A。磁通量的大小可以根据穿过圆环的磁感线条数进行分析判断，
由题图可知，由到 的过程中，穿过圆环的磁感线条数变少，故说明穿
过圆环的磁通量变小，B、C、D错误，A正确。
√
5.（对磁通量的理解）如图所示，面积的线圈 处于匀强磁
场中，匀强磁场的磁感应强度 ，方向竖直向下，线圈平面与水
平方向夹角 。下列说法正确的是( )
A.此时穿过线圈的磁通量为
B. 时，穿过线圈的磁通量最大
C. 时，穿过线圈的磁通量为零
D.线圈以边为轴逆时针转过 过程中，磁通量变化量为
√
解析：选D。由题图知，此时穿过线圈的磁通量 ，
故A错误； 时，磁感线与线圈平行，穿过线圈的磁通量为零，故
B错误； 时，磁感线与线圈垂直，穿过线圈的磁通量最大，故C错
误；线圈以边为轴逆时针转过 后，磁感线与线圈垂直，穿过线圈的
磁通量最大且为 ，则此过程中磁通量的变化量
，故D正确。(共25张PPT)
课后达标检测
题组1
电磁感应
1.关于产生感应电流的条件，以下说法正确的是( )
A.闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流产生
B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流产生
C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流
D.无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路
中一定会有感应电流产生
√
解析：选D。闭合电路在磁场中运动，磁通量可能不变，所以闭合电路中
不一定会有感应电流产生，故A错误；闭合电路在磁场中做切割磁感线运
动时，若穿过闭合电路的磁通量不变，则电路中没有感应电流，故B错误；
穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，若有部分导体切割磁感线运动导致磁
通量变化则会有感应电流的产生，故C错误；只要穿过闭合电路的磁感线
条数发生了变化，即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会
有感应电流，故D正确。
2.如图所示，闭合矩形金属线圈 位于固定通电长直导线附近，线圈与
导线始终在同一平面内，线圈的两个边与导线平行,则下列说法正确的是
( )
A.通电长直导线周围的磁场为匀强磁场
B.线圈向右平移时，线圈中有感应电流
C.当长直导线中电流 逐渐增大时，线圈中没有感应电流
D.当长直导线中电流 逐渐减小时，线圈中没有感应电流
√
解析：选B。通电长直导线周围的磁场不是匀强磁场，离长直导线越远，
它的磁场越弱，离长直导线越近，它的磁场越强，A错误；当线圈向右移
动，逐渐远离导线时，磁场减弱，穿过线圈的磁通量减小，线圈中有感应
电流，B正确；当导线中的电流逐渐增大或减小时，线圈所在位置的磁感
应强度也逐渐增大或减小，穿过线圈的磁通量也随之逐渐增大或减小，所
以线圈中产生感应电流，C、D错误。
3.某线圈匝数为，其中线圈面积为 ，如图所示,线圈平面与磁感应强度为
的匀强磁场方向垂直，则以下说法正确的是( )
A.此时穿过线圈的磁通量为
B.若线圈从当前位置绕转过 角，则穿过线圈的磁
通量变化为
C.线圈从当前位置绕转过 角过程中，会产生感应
电流
D.若保证线圈位置不变，改变磁感应强度大小，因为没
有切割磁感线，所以不会产生感应电流
√
解析：选C。此时穿过线圈的磁通量为，与匝数 无关，故A错误；若
线圈绕转过 角，穿过线圈的磁通量 ,则穿过
线圈的磁通量变化量,故B错误；线圈绕转过
角过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，故闭合线圈会产生感应电流，故
C正确；若保证线圈位置不变，改变磁感应强度大小，虽然没有切割磁感
线，但磁通量发生变化，则闭合线圈会产生感应电流，故D错误。
4.（多选）下列各图的线圈中能产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
√
√
解析：选 。当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中才能产生感
应电流。A项中线圈的有效面积不变、磁感应强度不变，所以磁通量不变，
不会产生感应电流，故A错误；B项中线圈的有效面积不断减小，磁感应
强度不变，所以磁通量不断减小，故产生感应电流，故B正确；C项中穿
过线圈的磁通量始终为零，所以没有感应电流，故C错误；D项中，在条
形磁铁插入线圈的过程中，线圈的面积不变，但穿过线圈的磁通量不断变
化，所以有感应电流产生，故D正确。
题组2
电磁波
5.（多选）关于电磁波，下列说法正确的是( )
A.只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B.电磁波在真空和介质中传播速度不相同
C.均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波
D.电磁波在真空中具有与光相同的速度
解析：选 。只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均
匀变化都不能产生电磁波，A、C错误；电磁波在真空中以光速传播，而
在介质中的传播速度小于光速，B、D正确。
√
√
6.（多选）下列关于磁场、电场及电磁波的说法正确的是( )
A.均匀变化的磁场在周围空间产生均匀变化的电场
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.赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D.只有空间某个区域有变化的电磁场，才能产生电磁波
解析：选 。均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不会产
生电磁波，故A、B错误；电磁波最早由麦克斯韦预测，由赫兹通过实验
证实，故C正确；电磁波由变化的电磁场在空间中传播形成，故D正确。
√
√
7.关于电磁波，下列说法不正确的是( )
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C.电磁波是一种物质
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
√
解析：选D。电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，
A正确，不符合题意；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，由近及远
地传播形成电磁波，故B正确，不符合题意；电磁波具备物质的各类性质，
是一种物质，故C正确，不符合题意；利用电磁波传递信号可以实现无线
通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，故D错误，符合题意。
题组3
微观世界的量子化
8.关于光子的能量，下列说法正确的是( )
A.光子的能量跟它的频率成反比 B.光子的能量跟它的频率成正比
C.光子的能量跟它的速度成正比 D.光子的能量跟它的速度成反比
解析：选B。根据能量子公式 可知，光子的能量与它的频率成正比，
与其速度无关，故A、C、D错误，B正确。
√
9.（多选）普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪
元。下列宏观概念不具有“量子化”特征的是( )
A.人的个数 B.物体所受的重力
C.物体的动能 D.物体的长度
解析：选 。“量子化”的特征是不连续,人的个数是不连续的，A不符合
题意；而物体所受的重力、物体的动能、物体的长度都是连续的，不具有
“量子化”特征，B、C、D符合题意。
√
√
√
10.某激光器能发射波长为 的激光，发射功率为，表示光速， 为普朗
克常量，则激光器每秒发射的光量子数为( )
A. B. C. D.
解析：选A。每个光量子的能量，每秒钟发射的总能量为 ，
则 。
√
11.下列说法正确的是( )
A.遥控器发出的红外线的频率比医院中的 射线的频率大
B.磁场中某点的磁感应强度与成正比，与 成反比
C.电场周围总有磁场，磁场周围总有电场
D.能量子与电磁波的频率成正比
√
解析：选D。遥控器发出的红外线的频率比医院中的 射线的频率小，
故A错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与、 无关，故B
错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场周围有磁场，变化的磁场
周围有电场，故C错误；根据光量子公式 ，可知能量子与电磁波的
频率成正比，故D正确。
12.英国物理学家麦克斯韦推算出一个出人意料的答案：电磁波的速度等于
光速！电磁波在空气中的传播速度近似等于 ，某无线电波的
频率是 ，该电磁波在空气中的波长为( )
A. B. C. D.
解析：选B。由 ，代入已知数据，解得
。
√
13.纸面内有边长为的正方形闭合导线框，置于宽度为 的垂直于纸面向
里的匀强磁场外，当线框以速度 匀速地从左向右穿过磁场，如图所示，
则闭合导线框中产生感应电流的时间为( )
A. B. C. D.
解析：选B。当线框以速度 匀速地从左向右穿过磁场，当线框进入或离开
磁场区域时闭合导线框中产生感应电流，则时间 ,故B符合题意。
√
14.某兴趣小组通过以下装置探究电磁
感应现象，但他只连接好部分线路。
（1）请你帮助该小组将图中所缺导线用笔画线补接完整，使这个实验能
顺利进行。
解析：补充完的电路图如图所示。
答案：图见解析
（2）正确连接好电路后，该组同学尝试进行以下操作，则下列判断正确
的是_____。
A.为了确保安全操作，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最左端
B.闭合开关后，只要线圈 中有恒定的电流，灵敏电流计指针就能发生偏转
C.闭合开关后，将线圈从线圈 中拔出，灵敏电流计指针能发生偏转
D.开关由闭合到断开的瞬间，灵敏电流计的指针不会偏转
√
√
解析：为了确保安全操作，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最左
端，故A正确；闭合开关后，线圈中通入恒定的电流，则线圈 中磁通量
不发生变化，无感应电流产生，灵敏电流计指针就不能发生偏转，故B错
误；闭合开关后，将线圈从线圈中拔出，线圈 中磁通量发生变化，有
感应电流产生，灵敏电流计指针能发生偏转，故C正确；开关由闭合到断
开的瞬间，线圈 中磁通量发生变化，有感应电流产生，灵敏电流计指针
能发生偏转，故D错误。

展开更多......

收起↑