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(共24张PPT)
课后达标检测
题组1　磁通量
1.如图所示，一金属圆线圈处于匀强磁场中，当磁感应强度逐渐增大，线圈的磁通量将(　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
解析：由题图可知，线圈垂直于磁场方向，根据磁通量表达式Φ＝BS，当磁感应强度逐渐增大时，可知线圈的磁通量将逐渐增大。
√
2．如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕OO′轴转动时，穿过线圈的磁通量将(　　)
A．一直增大
B．一直减小
C．保持不变
D．先增大后减小
解析：线圈转动时磁感应强度方向始终与线圈平面平行，所以穿过线圈的磁通量一直为零，不变。
√
√
4．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶4 D．4∶1
解析：由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ＝B·πr2，因此磁通量之比为1∶1，A正确。
√
题组2　电磁感应现象
5．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关按图所示连接。在保持开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针向右偏转。由此可以推断　(　　)
A．线圈A向上移动，电流表指针向左偏转
B．断开开关瞬间，电流表指针向左偏转
C．线圈A、B保持相对静止一起向上移动，电流表指针向左偏转
D．滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流表指针向左偏转
√
解析：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，回路中电阻增大，线圈A中电流减小，线圈A产生的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏转。线圈A向上移动，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏转，故A错误；
断开开关瞬间，磁场减弱，则电流表指针向右偏转，故B错误；
线圈A、B保持相对静止一起向上移动，线圈B中磁通量没有发生变化，则没有感应电流产生，电流表指针静止在中央，故C错误；
滑动变阻器的滑片P向右滑动时，回路中电阻减小，线圈A中电流增大，线圈A产生的磁场增强，电流表指针向左偏转，故D正确。
6．如图所示，空间中有一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，纸面内有两个闭合金属线圈M、N，分别为圆形、正三角形，各自中心点均在磁场边界上，不计线圈相互影响，当两个线圈绕过各自中心点且垂直于纸面的轴旋转时，以下说法正确的是(　　)
A．仅M中有感应电流
B．仅N中有感应电流
C．M和N中都有感应电流
D．M和N中都无感应电流
√
解析：M中磁通量不发生变化，故M中无感应电流，N中的磁通量发生变化，故N中有感应电流。
7.如图所示，通电长直导线MN与闭合的矩形金属线圈abcd彼此绝缘，可视为在同一水平面内，直导线与线圈的对称轴线重合。下列情况可在abcd线圈中产生感应电流的是(　　)
A．当MN中的电流逐渐增大时
B．当MN中的电流逐渐减小时
C．当线圈abcd以MN为轴转动时
D．当线圈abcd左右平动时
√
解析：由右手螺旋定则可知，当MN中的电流逐渐增大、减小时或线圈abcd以MN为轴转动时，通过线圈的磁通量始终为零，都不会产生感应电流，A、B、C错误；
当线圈abcd左右平动时，通过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，D正确。
题组3　电磁波及其应用
8．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：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，由近及远的传播形成电磁波，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。
9．(双选)“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。下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108 m/s
B．红外线是电磁波
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
√
√
解析：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，A错误；
红外线是电磁波的一个波段，是电磁波，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，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，D正确。
题组4　能量量子化
10．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：根据能量子公式ε＝hν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。
√
11．(双选)关于普朗克“能量量子化”的假设，下列说法正确的是(　　)
A．认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的
B．认为能量值是连续的
C．认为微观粒子的能量是量子化的、连续的
D．认为微观粒子的能量是分立的
解析：普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的，微观粒子的能量是量子化的，是分立的，A、D正确。
√
√
√
13．一个匝数为n、面积为S的闭合线圈置于水平面上，若线圈内的磁感应强度在时间t内由竖直向下从B1减少到零，再反向增加到B2，则线圈内的磁通量的变化量ΔΦ为(　　)
A．n(B2－B1)S B．(B2－B1)S
C．n(B2＋B1)S D．(B2＋B1)S
解析：取竖直向上为正方向，末状态的磁通量为Φ2＝B2S，初状态的磁通量为Φ1＝－B1S，则线圈内的磁通量的变化量为ΔΦ＝(B1＋B2)S，A、B、C错误，D正确。
√
14.如图所示，圆形闭合线圈处于匀强磁场中，磁感线与线圈平面平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径。以下情形中线圈中能产生感应电流的是(　　)
A．使线圈以ac为轴转过60°
B．使线圈以bd为轴转过60°
C.使线圈沿垂直于纸面向外平动
D．使线圈在线圈平面内平动或在线圈平面内绕线圈中心点转动
√
解析：当线圈以ac为轴转动时，线圈相对于磁场的正对面积改变量ΔS始终为零，回路中将无感应电流产生，A错误；
当线圈以bd为轴转动60°的过程中，线圈相对磁场的正对面积发生了改变，磁通量变化，因此在回路中能产生感应电流，B正确；
当线圈平面沿垂直于纸面方向向外平动时，同样ΔS＝0，磁通量不变，因而无感应电流产生，C错误；
当线圈在线圈平面内平动或在线圈平面内绕线圈中心点转动时，线圈相对于磁场的正对面积始终为零，磁通量不变，因此无感应电流产生，D错误。
15.如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。竖直平面内的金属圆环的直径O1O2与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生感应电流的是(　　)
A.同时等比例增大B1、B2
B．向上平移金属圆环
C．让金属圆环沿直径O1O2向左平移
D．让金属圆环以直径O1O2为轴转动90°
√
解析：开始时穿过金属圆环的磁通量为零，若同时等比例增大B1、B2，则穿过金属圆环的磁通量仍为零，则不会产生感应电流，A错误；
向上平移金属圆环，则穿过金属圆环的磁通量向里增加，则线圈中会产生感应电流，B正确；
让金属圆环沿直径O1O2向左平移，则穿过金属圆环的磁通量仍为零，则不会产生感应电流，C错误；
让金属圆环以直径O1O2为轴转动90°，则穿过金属圆环的磁通量总是为零，则不会产生感应电流，D错误。(共58张PPT)
第5章　初识电磁场与电磁波
第1节　磁场及其描述
学习目标
1．了解磁现象，知道磁场的性质。　2.知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点。
课前知识梳理
PART
01
第一部分
一、磁场　磁感应强度
1．磁场：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，是通过磁场发生的。
2．磁场的方向：磁场中某点小磁针静止时______的指向即该点磁场的方向。
北极
特斯拉
T
(4)磁感应强度是矢量，某点磁感应强度的方向即该点的磁场方向。
(5)叠加原理：如果有几个磁场同时存在，某点的磁感应强度等于各个磁场单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。
二、磁感线
1．定义：在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，曲线上任意一点的__________即该点的磁场方向，由英国物理学家________提出。
2．特点
(1)磁感线是闭合曲线，不会相交。
(2)磁感线分布越密的地方，磁感应强度越大；磁感线分布越疏的地方，磁感应强度越小。
(3)在磁体外部，磁感线是由____极出发回到____极；在磁体内部，磁感线从____极到____极。
切线方向
法拉第
N
S
S
N
3．匀强磁场
(1)定义：磁场中各点的磁感应强度大小和方向都相同。
(2)磁感线特点：磁感线是一组平行且等距的直线。
(3)产生：相距很近的平行异名磁极间中央部分或通电长螺线管内部的磁场。
三、电流的磁场
电流的磁场方向可以用安培定则判断。
(1)直线电流的磁场方向的判断：用右手握住通电直导线，让伸直拇指的方向与____________一致，则__________的方向就是电流周围磁感线的环绕方向。
(2)环形电流的磁场方向的判断：让右手弯曲______的方向与环形电流的方向一致，则伸直______所指的方向就是环形电流__________处的磁感线方向。
电流的方向
四指弯曲
四指
拇指
中心轴线
(3)通电螺线管的磁场方向的判断：用右手握住螺线管，让弯曲______所指的方向与电流的方向一致，则伸直______所指的方向就是螺线管______磁感线的方向。
四指
拇指
内部
四、分子电流假说
1．安培提出了著名的“分子电流假说”：他认为，组成磁铁的最小单元(磁分子)就是分子环形电流，简称分子电流。
2．若这些分子电流定向排列，在宏观上就会呈现出磁性。磁体和电流产生磁场，本质上都源于运动电荷。
3．分子电流假说能很好地解释磁化和退磁等现象。
五、磁的应用与意义
1．指南针与航海业的发展：我国发明了指南针，推动了世界各国航海事业的发展。
2．磁与现代技术：磁浮列车、核磁共振成像技术等。
判断下列说法是否正确。
(1)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向。(　　)
(2)电流在磁场中受到的作用力越大，磁感应强度越大。(　　)
(3)通电直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的圆。(　　)
(4)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁周围的磁场。(　　)
√
×　
×　
√　
课堂深度探究
PART
02
第二部分
知识点一　对磁感线的理解
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磁场的方向。
(3)磁感线在磁体外部从N极出发回到S极，在磁体内部从S极指向N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。
√
　　　(双选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(　　)
A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
B．磁场中的两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的
C．电场线是一条不闭合的曲线，而磁感线是一条闭合的曲线
D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大
√
[解析]　电场线和磁感线的引入是为了能更容易地理解场这种物质的存在，实际上电场线和磁感线是不存在的，故A错误；
不管是磁感线还是电场线，都不相交，因为某点的磁场或是电场的方向沿着该点磁感线或是电场线的切线方向，若相交，某点的磁场或是电场的方向就不唯一，故B错误；
电场线是一条不闭合曲线，从正电荷出发回到负电荷或指向无穷远处，而磁感线是一条闭合曲线，从N极出发总是要回到S极，且在磁体内部从S极指向N极，故而形成闭合的曲线，故C正确；
电场线越密表示电场强度越大，故而同一试探电荷在电场线越密的地方所受的电场力越大，故D正确。
√
　　　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a处受到的电场力一定比在b处的大
D．乙图中，a处的磁场比b处的磁场强，因为b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，a点的电场线比b点密，电场强度比b点大，同一试探电荷在题图甲中a处受到的电场力一定比在b处的大，C正确；
磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，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　安培定则和分子电流假说
1．电流的磁场：通电导线在周围空间产生磁场。通电直导线周围空间的磁场方向与电流方向有关。
2．用安培定则判断通电导线周围磁场的方向
3.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。
√
角度1　电流的磁场
　　关于电流周围磁感线分布及磁场方向，下列图像正确的是(　　)
[解析]　由安培定则可知，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。
　　　直流电铃原理如图所示，当电路接通时，蹄形电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，使小锤击打铃碗，同时导致电路断开，在弹性片弹力作用下衔铁弹回，电路再次接通，如此反复。下列关于电铃工作时的说法正确的是(　　)
A．电铃工作时，电能转化为机械能
B．小锤击打铃碗时，电磁铁仍有磁性
C．电磁铁有磁性时，P端为S极
D．若改变电流方向，电铃不能正常工作
√
[解析]　电铃工作时，在磁力作用下，弹性片形变，产生弹性势能，则电能转化为机械能，故A正确；
小锤击打铃碗时，电路断开，电磁铁没有磁性，故B错误；
电磁铁有磁性时，根据安培定则可知， P端为N极，故C错误；
若改变电流方向，电磁铁仍会吸引衔铁，电铃能正常工作，故D错误。
角度2　等效电流的磁场
　　　如图所示，一束电子沿z轴负方向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是(　　)
A．＋x方向 B．－x方向
C．＋y方向 D．－y方向
[解析]　据题意，电子流沿z轴负方向流动，电流方向沿z轴正向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿逆时针方向(从上向下看)，通过y轴A点时方向向里，即沿x轴负方向。
√
√
　　　(双选)(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。
角度3　安培分子电流假说
　　　磁铁和电流都能产生磁场，而通电螺线管和条形磁铁的磁场十分相似，安培由此提出著名的分子电流假说，关于分子电流假说分析正确的是(　　)
A．由于磁铁内部分子的定向移动而形成分子电流导致磁铁周围产生磁场
B．铁棒受到外界磁场作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒各处显示出同样强度的磁场
C．高温可以使磁铁失去磁性，而猛烈的敲击则不会使磁铁失去磁性
D．安培分子电流假说揭示出磁场是由电荷的运动产生的
√
[解析]　安培分子电流假说主要是提出环形的分子电流导致组成物质的每个微粒都相当于磁体，当这些磁体的磁性方向一致时，整体就形成两个磁极，而铁棒磁化后只有两个磁极的磁性是最强的，A、B错误；
高温和猛烈的撞击都会使磁铁内部的分子电流取向又变得杂乱无章而导致磁铁失去磁性，C错误；
分子电流的实质是电子绕原子核旋转产生环形电流，而环形电流产生两个磁极，本质上还是电荷的运动产生了磁场，D正确。
知识点三　对磁感应强度的理解
(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l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。
(4)当导线垂直于磁场方向时，导线所受磁场力最大；当导线平行于磁场方向时，导线所受的磁场力为0。
2．方向
(1)磁感应强度B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N极所指的方向，或小磁针静止时S极所指的反方向。
②小磁针N极受力的方向(不论小磁针是否静止)，或S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。
4．磁场的叠加：如果几个磁场同时存在，它们的磁场就互相叠加，这时某点的磁感应强度等于各个磁场单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。
√
　　　如图所示的是磁场中的两条磁感线，A、B、C为磁场中的三个点，其中A、C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BA、BB、BC的说法正确的是(　　)
A．BA一定大于BB
B．BA可能与BB大小相等
C．BA与BB、BC方向相同
D．BA与BB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BA＞BB，故A正确，B、D错误；
A、C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BA与BC同向，BB的方向与二者不同，故C错误。
角度2　磁感应强度的矢量合成
　　　三根通电平行直导线b、c、d的截面图如图所示。若通过它们的电流大小都相同，且Ab＝Ac＝Ad，则A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A指向d
D．沿纸面由A指向b
√
[解析]　直导线b在A点产生的磁场与直导线d在A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c在A点产生的磁场方向沿纸面由A指向d。故A点的磁感应强度的方向为沿纸面由A指向d，A、B、D错误，C正确。
角度3　磁感应强度的计算
　　　把长20 cm的直导线全部放入匀强磁场中，当直导线中通过的电流为0.6 A时，该直导线受到的磁场力大小为6.0×10－3 N，则该匀强磁场的磁感应强度大小可能为(　　)
A．6.0×10－2 T B．4.5×10－2 T
C．3.0×10－2 T D．1.5×10－2 T
√
随堂巩固落实
PART
03
第三部分
1.(安培定则的应用)(双选)如图所示，在通电螺线管内部的小磁针静止时N极指向右端，则下列说法正确的是(　　)
A．根据异名磁极相吸引，b端为螺线管的S极
B．通电螺线管内部的磁场方向向右
C．电源d端为负极，c端为正极
D．螺线管外部的磁感线从a端指向b端
√
√
解析：通电螺线管内部的小磁针静止时N极指向右端，说明通电螺线管内部磁场方向指向右方，b端为螺线管的N极，则螺线管外部的磁感线从b端指向a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N极，由此可知，电源c端为正极，d端为负极，故C正确。
2．(分子电流假说)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：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．(磁感应强度)(双选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受磁场力为F，则下列说法正确的是(　　)
√
√
同理因不知道导线与B的放置方式，则F大，B不一定大，C错误；
当通电直导线与磁场平行时不受力，D正确。
√
4．(磁感应强度的叠加)四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的四个顶点处，导线中通有方向如图所示的电流，若每根通电导线在正方形中心处产生的磁感应强度大小均为B，则正方形中心处实际磁感应强度的大小为(　　)
5．(磁感线)磁场中某区域的磁感线如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．a、b两处的磁感应强度大小Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度大小Ba＜Bb
C．磁感线的垂线方向就是磁场的方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
√
解析：磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线密处磁感应强度大，所以Ba＜Bb，故A错误，B正确；
磁感线的切线方向就是磁场的方向，故C错误；
磁感线的疏密表示磁场的强弱，两条磁感线的空隙处磁感应强度不为零，存在磁场，故D错误。(共53张PPT)
第2节　电磁感应现象及其应用
第3节　初识电磁波及其应用
第4节　初识光量子与量子世界
学习目标
1．理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小。
2．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。
3．知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的意义。了解电磁波的应用和电磁污染及防护。
4．知道光的波粒二象性，光的量子化的含义，认识量子化世界。
课前知识梳理
PART
01
第一部分
一、磁通量
1．定义：______________与垂直于磁场方向的平面面积S的乘积，即Φ＝BS。
2．单位
国际单位制中单位是______，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1 ________。　
磁感应强度B
韦伯
T·m2
3．理解
(1)穿过垂直于磁场方向平面单位面积的磁感线条数表示磁感线的疏密程度。
(2)垂直穿过单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度的大小。
(3)穿过某个面的磁通量可理解为穿过该面的磁感线条数。
二、电磁感应现象
1．电磁感应：因闭合回路的磁通量变化而产生电流的现象称为电磁感应，所产生的电流称为感应电流。
2．产生感应电流的条件
只要穿过闭合导体回路的________发生变化，闭合回路中就会产生感应电流。
磁通量
三、电磁波的产生及其应用
1．麦克斯韦认为：(1)变化的磁场产生______；
(2)变化的电场产生______。
2．变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的________。
3．电磁波：在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波。
4．麦克斯韦预言空间存在电磁波并推算电磁波的速度等于______。
5．______通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。
电场
磁场
电磁场
光速
赫兹
四、光的量子化
1．光的本质
(1)光的微粒学说：牛顿认为，光是从光源射出的具有高速度的粒子流，可以解释光的反射、光的颜色等。
(2)光的波动学说：________认为光是一种波，可以发生干涉、衍射和偏振；__________认为光是一种电磁波。
(3)光子说：用光照射金属会使金属发射出______，这种现象叫光电效应。光量子即为光子。
2．波粒二象性：光既具有______特性，又具有______特性，即光具有波粒二象性。
惠更斯
麦克斯韦
电子
波动
粒子
五、初识量子世界
1．能量子：物质辐射(或吸收)能量E只能是某一______能量单位的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε称为能量子。
2．能量子ε ＝______，其中ν是电磁波的频率，h＝6.626 176×10－34 J·s是一个常量，称为普朗克常量。
3．量子：一个物理量如果存在最小的不可______的基本单位，那么该物理量是量子化的，并把这个最小的基本单位称为量子。
最小
hν
分割
判断下列说法是否正确。
(1)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。(　　)
(2)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。(　　)
(3)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。(　　)
(4)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。(　　)
×
×　
×　
×　
(5)磁场一定可以产生电场，电场也一定可以产生磁场。(　　)
(6)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。(　　)
(7)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。(　　)
×　
√　
√ 　
课堂深度探究
PART
02
第二部分
知识点一　磁通量
如图所示，一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′ 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：Φ＝BS。
适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。
(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。例如图中的S，则有S⊥＝S cos θ，Φ＝BS cos θ，式中S cos θ即为面积S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Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2。　
3．磁通量的变化量
(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。
(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。
(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。
√
　　　关于磁场的有关概念，下列说法正确的是　(　　)
A．磁通量是描述穿过某一面积磁感线的数量，有方向性，是矢量
B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向无关
C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的、受磁场力作用的电流方向有关
D．磁感线某处的切线方向表示该点的磁场方向，其疏密程度表示磁感应强度的大小
[解析]　磁通量虽然有方向，但其计算不使用平行四边形定则，是标量，故A错误；
根据安培定则可知，磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关，故B错误；
磁感应强度的方向仅仅与磁场本身有关，与电流受到的磁场力方向以及电流的方向无关，故C错误；
磁感线可以形象描述磁场的强弱和方向，磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小，故D正确。
√
　　　如图所示，三个平面的面积大小关系为Sa＝SbA．Φa＜Φb B．Φa＝Φb
C．Φa＞Φb D．Φa＝Φc
[解析]　匀强磁场中，平面与磁场方向垂直时Φ＝BS，因为Ba＝Bc，Sa＜Sc，所以Φa＜Φc，故D错误；
因为Ba＞Bb，Sa＝Sb，所以Φa＞Φb，故A、B错误，C正确。
　　(双选)根据条形磁体的磁场分布情况用塑料制作一个模具，在模具中放入一条形磁铁，如图所示，模具侧边界与条形磁体的磁感线重合。取一柔软的弹性线圈套在模具上保持水平，线圈贴着模具竖直向上平移过程中，则　(　　)
A.线圈所处位置的磁感应强度变小
B．线圈所处位置的磁感应强度不变
C．通过线圈的磁通量变小
D．通过线圈的磁通量不变
√
√
[解析]　线圈贴着模具竖直向上平移过程中，根据磁感线的疏密程度表示磁感应强度大小可知，线圈所处位置的磁感应强度变小，穿过线圈的磁感线条数不变，则通过线圈的磁通量不变。
知识点二　电磁感应现象
角度1　实验：探究产生感应电流的条件
　　　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A通过滑动变阻器和开关S1连接到电源上，构成直流电路，线圈B、开关S2和电流表串联构成回路，线圈A放在线圈B内。实验步骤如下：
(1)断开开关S2，闭合开关S1的瞬间，发现电流表的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
[解析]　线圈B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S2，闭合开关S1，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”)。
[解析]　线圈B所在回路闭合，移动滑动变阻器的滑片时，线圈A的电流变化，产生的磁场变化，穿过线圈B的磁通量变化，线圈B所在回路产生感应电流，电流表的指针偏转。
不偏转
偏转
(3)以上实验表明：产生感应电流的条件是__________________________。
[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。
闭合回路的磁通量发生变化
(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”)。
实验：探究感应电流产生的条件。
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。
(2)实验二：如图乙所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中________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________电流通过；而开关S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A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，小螺线管A中电流发生变化，大螺线管B中磁通量发生变化，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，小螺线管A中电流发生变化，大螺线管B中磁通量发生变化，电流表中有电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，小螺线管A中电流不变，大螺线管B中磁通量不变，电流表中无电流通过。
角度2　感应电流产生的判定
　　　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(　　)
√
√
　　　(双选)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ab为轴转动，且转动角度小于60°
D．以bc为轴转动，且转动角度小于60°
√
[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ab为轴转动，且转动角度小于60°，通过线圈的磁通量减小，线圈会产生感应电流，故C正确；
以bc为轴转动，且转动角度小于60°，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　麦克斯韦电磁场理论
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。
　　　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。
知识点四　能量子假说和光子假说
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ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν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ε＝hν。
　　下列关于量子化的说法正确的是(　　)
A．爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念
B．物体的长度是量子化的
C.对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的
D．能量子与电磁波的频率成反比
[解析]　普朗克首先提出了“能量子”的概念，A错误；
物体的长度是连续的，B错误；
对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的，是元电荷的整数倍，C正确；根据ε＝hν，能量子与电磁波的频率成正比，D错误。
√
　　　(双选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法不正确的是(　　)
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ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，A、B、D正确，C错误。
√
随堂巩固落实
PART
03
第三部分
1．(对磁通量的理解)如图所示，a、b线圈套在磁铁中部，在同一平面且与磁铁垂直，穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb，则(　　)
A．Φa＞Φb B．Φa＜Φb
C．Φa＝Φb D．不能确定
解析：根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb。
√
2．(磁通量的变化)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A位置水平向右移到B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：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A到B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。
√
3．(感应电流产生的判定)(双选)如图，在通电直导线AB旁放置一闭合金属线圈abcd，下列情况中能产生感应电流的是(　　)
A．线圈向右平动
B．线圈沿AB向上平动
C．线圈绕AB轴转动
D．线圈绕bc边转动
√
√
解析：线圈向右平动，线圈中磁通量减小，可以产生感应电流，故A符合题意；
线圈沿AB向上平动，线圈中磁通量不变，不能产生感应电流，故B不符合题意；
线圈绕AB轴转动，线圈中磁通量不变，不能产生感应电流，故C不符合题意；
线圈绕bc边转动，线圈中磁通量发生变化，可以产生感应电流，故D符合题意。
√
4．(电磁波)(双选)关于电磁波，下列说法正确的是(　　)
A．电磁波需要通过介质传播，它由一种介质进入另一种介质时频率不变
B.根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电磁场在空间中传播形成电磁波
C．电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s
D．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的超声波
√
解析：电磁波的传播不需要通过介质，它由一种介质进入另一种介质时频率不变，故A错误；
根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电场和变化的磁场构成不可分离的、统一的电磁场，变化的电磁场在空间中传播形成电磁波，故B正确；
电磁波在真空中的传播速度等于光速，为3.0×108 m/s，故C正确；
雷达发射的是直线性能好、反射性能强的电磁波，故D错误。
5．(能量量子化)下列关于能量子的说法正确的是(　　)
A．能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的
B．能量子表示微观世界的不连续性观念
C．电磁波波长越长，其能量子的能量越大
D．能量子是类似于质子、中子的微观粒子
√
解析：能量子假设是由普朗克最早提出来的，故A错误；
能量子表示微观世界的不连续性观念，故B正确；
电磁波波长越长，其能量子的能量越小，故C错误；
能量子是不可再分的最小能量值，不是指类似于质子、中子的微观粒子，故D错误。　　　　　　[学生用书P185（单独成册）]
题组1　磁场和磁感线
1．(双选)下列说法正确的是(　　)
A．任何磁体都具有N极和S极两个磁极
B．奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场
C．通电导体之间也存在相互作用，它们是通过电场发生作用的
D．地磁场的N极与地理的北极重合，地磁场的S极与地理的南极重合
解析：选AB。一个磁体有两个磁极，分别叫作N极和S极，故A正确；奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场，从而开辟了电磁学研究的新纪元，故B正确；通电导体之间也存在着相互作用，它们是通过磁场发生作用的，故C错误；地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，且它们并没有完全重合，有个磁偏角，故D错误。
2．下列关于磁感线的叙述正确的是(　　)
A．磁感线是磁场中实际存在的一些曲线
B．在磁场中，磁感线不可以相交
C．磁感线从磁体的N极发出，终止于S极
D．铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是磁感线
解析：选B。磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，实际并不存在，故A错误；在磁场中，任何两条磁感线都不相交，因为在磁场中的任一点，磁场方向只有一个，若磁感线相交，交点处切线方向有两个，表示磁场方向有两个，与实际不符，故B正确；磁感线在磁体的外部是从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发回到N极，是闭合的曲线，故C错误；铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线能模拟磁感线的形状，但并不是磁感线，故D错误。
题组2　安培定则与分子电流假说
3．下列各图描述的通有恒定电流的螺线管中磁感线分布正确的是(　　)
解析：选B。由安培定则可判断磁感线分布正确的是B图。
4．已知小磁针静止时N极的指向为该点磁场方向。图中小磁针的N极(涂黑端为N极)指向正确的是(　　)
A．a　　　　　　　　　 B.b
C．c D．d
解析：选D。已知小磁针静止时N极的指向为该点磁场方向，由题图可知，a处小磁针的N极向左，b处小磁针的N极向右，c处小磁针的N极向右，d处小磁针的N极向左。
5．(2025·湖北月考)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强度会减弱
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使分子电流的取向杂乱无章，磁体对外不显磁性，故D错误。
题组3　磁感应强度
6．关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下列说法正确的是(　　)
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 N
D．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
解析：选A。应用公式B＝或F＝IBL时要注意导线必须垂直于磁场方向放置，B、C、D错误，A正确。
7．在某匀强磁场中P处放一个长度L＝20 cm、通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为　(　　)
A．0
B．10 T，方向竖直向上
C．0.1 T，方向竖直向下
D．10 T，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F＝BIL得B＝＝ T＝10 T，因磁感应强度B的方向与磁场力方向是垂直关系，故知B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，P处磁感应强度保持不变，D正确。
8．极光本质上是由太阳发射的高速带电粒子流受地磁场的影响，进入地球两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。关于地磁场，下列说法正确的是(　　)
A．在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指向南方
B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极
C．地球内部不存在磁场
D．地球附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交
解析：选B。根据地理的南极是地磁的北极，在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指向北方，故A错误；同理，在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极，故B正确，C错误；地球附近磁感线非常密集，但磁感线不可能相交，故D错误。
9．下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是(　　)
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。
10．如图所示，两根长直导线平行放置，在两导线间距的中点放上一枚小磁针，当两导线中分别通以同向电流I1、I2 (I1A．垂直于纸面向外转动
B．垂直于纸面向里转动
C．竖直向上转动
D．竖直向下转动
解析：选A。根据右手螺旋定则可知靠近I1右侧的磁场方向为垂直于纸面向里，靠近I2左侧的磁场方向为垂直于纸面向外，因为I111．相同磁铁的同名磁极之间的磁场分布与等量同种电荷之间电场分布相似。如图所示，两个相同的条形磁铁的N极正对放置，两条虚线分别是两磁极中心的连线及其垂直平分线，它们的交点是O点，A、B两点和C、D两点分别相对于O点对称。关于两磁极间的磁场说法正确的是(　　)
A.从A到B，连线上各点的磁感应强度逐渐减小
B．A点的磁感应强度与B点的磁感应强度相同
C．在CD连线上，O点的磁感应强度最小
D．小磁针在C点和D点时，N极的指向相同
解析：选C。从A到B，连线上各点的磁感应强度先减小后增大，故A错误；A点的磁感应强度与B点的磁感应强度大小相同、方向相反，故B错误；在CD连线上，O点处两磁铁N极产生的磁感应强度大小相等、方向相反，故O点的磁感应强度最小，故C正确；小磁针在C点时，N极的指向向上，在D点时，N极的指向向下，故D错误。
12．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是(　　)
A．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场
B．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场
C．在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场
D．在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场
解析：选D。如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是不存在电场，A、B可行；把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C可行，D不可行。
13．在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，A，B，C，D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中(　　)
A.B、D两点的磁感应强度大小相等
B．A、B两点的磁感应强度大小相等
C．C点的磁感应强度的值最大
D．B点的磁感应强度的值最大
解析：选A。根据安培定则可得通电直导线在A、B、C、D四点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，而通电直导线在B点产生的磁感应强度方向为水平向左，在D点产生的磁感应强度方向为水平向右，则B、D两点的磁感应强度大小BB＝BD＝ eq \r(B＋B)，大小相等、方向不同，故A正确；通电直导线在A点产生的磁感应强度方向为竖直向上，则A点的磁感应强度BA＝B1＋B0，结合A选项的分析可知，B点的磁感应强度大小BB＝ eq \r(B＋B)，A点的磁感应强度比B点的大，故B、D错误；通电直导线在C点产生的磁感应强度方向为竖直向下，则C点的磁感应强度大小BC＝|B1－B0|，即C点的磁感应强度的值最小，故C错误。第1节　磁场及其描述
eq \a\vs4\al()
1．了解磁现象，知道磁场的性质。　2.知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点。
3．会用安培定则判断电流周围的磁场方向。　4.理解磁感应强度的物理意义和定义式，并能利用公式B＝或F＝ILB进行简单计算。
　
[学生用书P117]
一、磁场　磁感应强度
1．磁场：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，是通过磁场发生的。
2．磁场的方向：磁场中某点小磁针静止时北极的指向即该点磁场的方向。
3．磁感应强度
(1)定义：把垂直于磁场方向的一小段通电直导线受到的力F与电流I和直导线的长度l的乘积之比，称为磁感应强度。
(2)定义式：B＝。
(3)单位：在国际单位制中的单位是特斯拉，简称特，符号是T。1 T＝1。
(4)磁感应强度是矢量，某点磁感应强度的方向即该点的磁场方向。
(5)叠加原理：如果有几个磁场同时存在，某点的磁感应强度等于各个磁场单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。
二、磁感线
1．定义：在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，曲线上任意一点的切线方向即该点的磁场方向，由英国物理学家法拉第提出。
2．特点
(1)磁感线是闭合曲线，不会相交。
(2)磁感线分布越密的地方，磁感应强度越大；磁感线分布越疏的地方，磁感应强度越小。
(3)在磁体外部，磁感线是由N极出发回到S极；在磁体内部，磁感线从S极到N极。
3．匀强磁场
(1)定义：磁场中各点的磁感应强度大小和方向都相同。
(2)磁感线特点：磁感线是一组平行且等距的直线。
(3)产生：相距很近的平行异名磁极间中央部分或通电长螺线管内部的磁场。
三、电流的磁场
电流的磁场方向可以用安培定则判断。
(1)直线电流的磁场方向的判断：用右手握住通电直导线，让伸直拇指的方向与电流的方向一致，则四指弯曲的方向就是电流周围磁感线的环绕方向。
(2)环形电流的磁场方向的判断：让右手弯曲四指的方向与环形电流的方向一致，则伸直拇指所指的方向就是环形电流中心轴线处的磁感线方向。
Ｋ
(3)通电螺线管的磁场方向的判断：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向与电流的方向一致，则伸直拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
四、分子电流假说
1．安培提出了著名的“分子电流假说”：他认为，组成磁铁的最小单元(磁分子)就是分子环形电流，简称分子电流。
2．若这些分子电流定向排列，在宏观上就会呈现出磁性。磁体和电流产生磁场，本质上都源于运动电荷。
3．分子电流假说能很好地解释磁化和退磁等现象。
五、磁的应用与意义
1．指南针与航海业的发展：我国发明了指南针，推动了世界各国航海事业的发展。
2．磁与现代技术：磁浮列车、核磁共振成像技术等。
判断下列说法是否正确。
(1)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向。(　　)
(2)电流在磁场中受到的作用力越大，磁感应强度越大。(　　)
(3)通电直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的圆。(　　)
(4)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁周围的磁场。(　　)
提示：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√
知识点一　对磁感线的理解[学生用书P118]
　　　　　　　　　　　
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磁场的方向。
(3)磁感线在磁体外部从N极出发回到S极，在磁体内部从S极指向N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。
　(双选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(　　)
A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
B．磁场中的两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的
C．电场线是一条不闭合的曲线，而磁感线是一条闭合的曲线
D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大
[解析]　电场线和磁感线的引入是为了能更容易地理解场这种物质的存在，实际上电场线和磁感线是不存在的，故A错误；不管是磁感线还是电场线，都不相交，因为某点的磁场或是电场的方向沿着该点磁感线或是电场线的切线方向，若相交，某点的磁场或是电场的方向就不唯一，故B错误；电场线是一条不闭合曲线，从正电荷出发回到负电荷或指向无穷远处，而磁感线是一条闭合曲线，从N极出发总是要回到S极，且在磁体内部从S极指向N极，故而形成闭合的曲线，故C正确；电场线越密表示电场强度越大，故而同一试探电荷在电场线越密的地方所受的电场力越大，故D正确。
[答案]　CD
　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a处受到的电场力一定比在b处的大
D．乙图中，a处的磁场比b处的磁场强，因为b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，a点的电场线比b点密，电场强度比b点大，同一试探电荷在题图甲中a处受到的电场力一定比在b处的大，C正确；磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，在没有画磁感线的地方，并不表示没有磁场，D错误。
[答案]　C
知识点二　安培定则和分子电流假说[学生用书P119]
1．电流的磁场：通电导线在周围空间产生磁场。通电直导线周围空间的磁场方向与电流方向有关。
2．用安培定则判断通电导线周围磁场的方向
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S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极
3.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。
角度1　电流的磁场
　关于电流周围磁感线分布及磁场方向，下列图像正确的是(　　)
[解析]　由安培定则可知，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。
[答案]　A
　直流电铃原理如图所示，当电路接通时，蹄形电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，使小锤击打铃碗，同时导致电路断开，在弹性片弹力作用下衔铁弹回，电路再次接通，如此反复。下列关于电铃工作时的说法正确的是(　　)
A．电铃工作时，电能转化为机械能
B．小锤击打铃碗时，电磁铁仍有磁性
C．电磁铁有磁性时，P端为S极
D．若改变电流方向，电铃不能正常工作
[解析]　电铃工作时，在磁力作用下，弹性片形变，产生弹性势能，则电能转化为机械能，故A正确；小锤击打铃碗时，电路断开，电磁铁没有磁性，故B错误；电磁铁有磁性时，根据安培定则可知， P端为N极，故C错误；若改变电流方向，电磁铁仍会吸引衔铁，电铃能正常工作，故D错误。
[答案]　A
角度2　等效电流的磁场
　如图所示，一束电子沿z轴负方向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是(　　)
A．＋x方向 B．－x方向
C．＋y方向 D．－y方向
[解析]　据题意，电子流沿z轴负方向流动，电流方向沿z轴正向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿逆时针方向(从上向下看)，通过y轴A点时方向向里，即沿x轴负方向。
[答案]　B
　(双选)(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。
[答案]　AC
角度3　安培分子电流假说
　磁铁和电流都能产生磁场，而通电螺线管和条形磁铁的磁场十分相似，安培由此提出著名的分子电流假说，关于分子电流假说分析正确的是(　　)
A．由于磁铁内部分子的定向移动而形成分子电流导致磁铁周围产生磁场
B．铁棒受到外界磁场作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒各处显示出同样强度的磁场
C．高温可以使磁铁失去磁性，而猛烈的敲击则不会使磁铁失去磁性
D．安培分子电流假说揭示出磁场是由电荷的运动产生的
[解析]　安培分子电流假说主要是提出环形的分子电流导致组成物质的每个微粒都相当于磁体，当这些磁体的磁性方向一致时，整体就形成两个磁极，而铁棒磁化后只有两个磁极的磁性是最强的，A、B错误；高温和猛烈的撞击都会使磁铁内部的分子电流取向又变得杂乱无章而导致磁铁失去磁性，C错误；分子电流的实质是电子绕原子核旋转产生环形电流，而环形电流产生两个磁极，本质上还是电荷的运动产生了磁场，D正确。
[答案]　D
知识点三　对磁感应强度的理解[学生用书P121]
1．理解
(1)定义式：B＝，导线垂直于磁场方向。
(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l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。
(4)当导线垂直于磁场方向时，导线所受磁场力最大；当导线平行于磁场方向时，导线所受的磁场力为0。
2．方向
(1)磁感应强度B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N极所指的方向，或小磁针静止时S极所指的反方向。
②小磁针N极受力的方向(不论小磁针是否静止)，或S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。
4．磁场的叠加：如果几个磁场同时存在，它们的磁场就互相叠加，这时某点的磁感应强度等于各个磁场单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。
角度1　对磁感应强度的理解
　由磁感应强度定义式B＝知，磁场中某处的磁感应强度的大小(　　)
A．跟F、I、L无关
B．随着IL乘积的减小而增大
C．随着通电导线中电流I的减小而增大
D．随着通电导线所受磁场力F的增大而增大
[解析]　B＝只是磁感应强度的定义式，磁场中某处的磁感应强度的大小只由磁场自身决定，与F、I、L均无关。
[答案]　A
　如图所示的是磁场中的两条磁感线，A、B、C为磁场中的三个点，其中A、C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BA、BB、BC的说法正确的是(　　)
A．BA一定大于BB
B．BA可能与BB大小相等
C．BA与BB、BC方向相同
D．BA与BB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BA＞BB，故A正确，B、D错误；A、C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BA与BC同向，BB的方向与二者不同，故C错误。
[答案]　A
角度2　磁感应强度的矢量合成
　三根通电平行直导线b、c、d的截面图如图所示。若通过它们的电流大小都相同，且Ab＝Ac＝Ad，则A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A指向d
D．沿纸面由A指向b
[解析]　直导线b在A点产生的磁场与直导线d在A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c在A点产生的磁场方向沿纸面由A指向d。故A点的磁感应
强度的方向为沿纸面由A指向d，A、B、D错误，C正确。
[答案]　C
角度3　磁感应强度的计算
　把长20 cm的直导线全部放入匀强磁场中，当直导线中通过的电流为0.6 A时，该直导线受到的磁场力大小为6.0×10－3 N，则该匀强磁场的磁感应强度大小可能为(　　)
A．6.0×10－2 T B．4.5×10－2 T
C．3.0×10－2 T D．1.5×10－2 T
[解析]　若磁场的方向与电流方向垂直，则B＝＝ T＝5.0×10－2 T；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5.0×10－2 T。
[答案]　A
eq \o(\s\up7(),\s\do5(　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[学生用书P122]))
1.(安培定则的应用)(双选)如图所示，在通电螺线管内部的小磁针静止时N极指向右端，则下列说法正确的是(　　)
A．根据异名磁极相吸引，b端为螺线管的S极
B．通电螺线管内部的磁场方向向右
C．电源d端为负极，c端为正极
D．螺线管外部的磁感线从a端指向b端
解析：选BC。通电螺线管内部的小磁针静止时N极指向右端，说明通电螺线管内部磁场方向指向右方，b端为螺线管的N极，则螺线管外部的磁感线从b端指向a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N极，由此可知，电源c端为正极，d端为负极，故C正确。
2．(分子电流假说)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．(磁感应强度)(双选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受磁场力为F，则下列说法正确的是(　　)
A.磁感应强度B一定等于
B．磁感应强度B不一定等于
C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大
D．在磁场中通电直导线也可以不受力
解析：选BD。只有当I⊥B时，F＝BIL，B＝，当I与B有夹角θ时，B≠，A错误，B正确；同理因不知道导线与B的放置方式，则F大，B不一定大，C错误；当通电直导线与磁场平行时不受力，D正确。
4．(磁感应强度的叠加)四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的四个顶点处，导线中通有方向如图所示的电流，若每根通电导线在正方形中心处产生的磁感应强度大小均为B，则正方形中心处实际磁感应强度的大小为(　　)
A.0 B．2B
C．2B D．B
答案：C
5．(磁感线)磁场中某区域的磁感线如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．a、b两处的磁感应强度大小Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度大小Ba＜Bb
C．磁感线的垂线方向就是磁场的方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
解析：选B。磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线密处磁感应强度大，所以Ba＜Bb，故A错误，B正确；磁感线的切线方向就是磁场的方向，故C错误；磁感线的疏密表示磁场的强弱，两条磁感线的空隙处磁感应强度不为零，存在磁场，故D错误。第2节　电磁感应现象及其应用
第3节　初识电磁波及其应用
第4节　初识光量子与量子世界
eq \a\vs4\al()
1．理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小。
2．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。
3．知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的意义。了解电磁波的应用和电磁污染及防护。
4．知道光的波粒二象性，光的量子化的含义，认识量子化世界。
　
[学生用书P123]
一、磁通量
1．定义：磁感应强度B与垂直于磁场方向的平面面积S的乘积，即Φ＝BS。
2．单位
国际单位制中单位是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1 T·m2。　
3．理解
(1)穿过垂直于磁场方向平面单位面积的磁感线条数表示磁感线的疏密程度。
(2)垂直穿过单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度的大小。
(3)穿过某个面的磁通量可理解为穿过该面的磁感线条数。
Ｋ
(4)B＝，表示磁感应强度在数值上等于穿过垂直于磁感线的单位面积的磁通量，因此磁感应强度称为磁通密度。
二、电磁感应现象
1．电磁感应：因闭合回路的磁通量变化而产生电流的现象称为电磁感应，所产生的电流称为感应电流。
2．产生感应电流的条件
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流。
三、电磁波的产生及其应用
1．麦克斯韦认为：(1)变化的磁场产生电场；
(2)变化的电场产生磁场。
2．变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁场。
3．电磁波：在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波。
4．麦克斯韦预言空间存在电磁波并推算电磁波的速度等于光速。
5．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。
四、光的量子化
1．光的本质
(1)光的微粒学说：牛顿认为，光是从光源射出的具有高速度的粒子流，可以解释光的反射、光的颜色等。
(2)光的波动学说：惠更斯认为光是一种波，可以发生干涉、衍射和偏振；麦克斯韦认为光是一种电磁波。
(3)光子说：用光照射金属会使金属发射出电子，这种现象叫光电效应。光量子即为光子。
2．波粒二象性：光既具有波动特性，又具有粒子特性，即光具有波粒二象性。
五、初识量子世界
1．能量子：物质辐射(或吸收)能量E只能是某一最小能量单位的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε称为能量子。
2．能量子ε ＝hν，其中ν是电磁波的频率，h＝6.626 176×10－34 J·s是一个常量，称为普朗克常量。
3．量子：一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，那么该物理量是量子化的，并把这个最小的基本单位称为量子。
判断下列说法是否正确。
(1)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。(　　)
(2)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。(　　)
(3)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。(　　)
(4)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。(　　)
(5)磁场一定可以产生电场，电场也一定可以产生磁场。(　　)
(6)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。(　　)
(7)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。(　　)
提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
(6)√　(7)√
知识点一　磁通量[学生用书P124]
eq \a\vs4\al()
如图所示，一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′ 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：Φ＝BS。
适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。
(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。例如图中的S，则有S⊥＝S cos θ，Φ＝BS cos θ，式中S cos θ即为面积S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Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2。　
3．磁通量的变化量
(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。
(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。
(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。
　关于磁场的有关概念，下列说法正确的是　(　　)
A．磁通量是描述穿过某一面积磁感线的数量，有方向性，是矢量
B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向无关
C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的、受磁场力作用的电流方向有关
D．磁感线某处的切线方向表示该点的磁场方向，其疏密程度表示磁感应强度的大小
[解析]　磁通量虽然有方向，但其计算不使用平行四边形定则，是标量，故A错误；根据安培定则可知，磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关，故B错误；磁感应强度的方向仅仅与磁场本身有关，与电流受到的磁场力方向以及电流的方向无关，故C错误；磁感线可以形象描述磁场的强弱和方向，磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小，故D正确。
[答案]　D
　如图所示，三个平面的面积大小关系为Sa＝SbA．Φa＜Φb B．Φa＝Φb
C．Φa＞Φb D．Φa＝Φc
[解析]　匀强磁场中，平面与磁场方向垂直时Φ＝BS，因为Ba＝Bc，Sa＜Sc，所以Φa＜Φc，故D错误；因为Ba＞Bb，Sa＝Sb，所以Φa＞Φb，故A、B错误，C正确。
[答案]　C
　(双选)
根据条形磁体的磁场分布情况用塑料制作一个模具，在模具中放入一条形磁铁，如图所示，模具侧边界与条形磁体的磁感线重合。取一柔软的弹性线圈套在模具上保持水平，线圈贴着模具竖直向上平移过程中，则　(　　)
A.线圈所处位置的磁感应强度变小
B．线圈所处位置的磁感应强度不变
C．通过线圈的磁通量变小
D．通过线圈的磁通量不变
[解析]　线圈贴着模具竖直向上平移过程中，根据磁感线的疏密程度表示磁感应强度大小可知，线圈所处位置的磁感应强度变小，穿过线圈的磁感线条数不变，则通过线圈的磁通量不变。
[答案]　AD
知识点二　电磁感应现象[学生用书P125]
　　　　　　　　　　　
角度1　实验：探究产生感应电流的条件
　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A通过滑动变阻器和开关S1连接到电源上，构成直流电路，线圈B、开关S2和电流表串联构成回路，线圈A放在线圈B内。实验步骤如下：
(1)断开开关S2，闭合开关S1的瞬间，发现电流表的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)闭合开关S2，闭合开关S1，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________。
[解析]　(1)线圈B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B所在回路闭合，移动滑动变阻器的滑片时，线圈A的电流变化，产生的磁场变化，穿过线圈B的磁通量变化，线圈B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。
[答案]　(1)不偏转　(2)偏转　(3)闭合回路的磁通量发生变化
　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A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中________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________电流通过；而开关S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”)。
[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A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，小螺线管A中电流发生变化，大螺线管B中磁通量发生变化，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，小螺线管A中电流发生变化，大螺线管B中磁通量发生变化，电流表中有电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，小螺线管A中电流不变，大螺线管B中磁通量不变，电流表中无电流通过。
[答案]　(1)有　无　(2)有　有　无
角度2　感应电流产生的判定
　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．
[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L，故根据匀速直线运动规律可得，产生感应电流的时间t＝。
[答案]　A
　(双选)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ab为轴转动，且转动角度小于60°
D．以bc为轴转动，且转动角度小于60°
[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ab为轴转动，且转动角度小于60°，通过线圈的磁通量减小，线圈会产生感应电流，故C正确；以bc为轴转动，且转动角度小于60°，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。
[答案]　AC
知识点三　麦克斯韦电磁场理论[学生用书P126]
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。
　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。
[答案]　B
知识点四　能量子假说和光子假说[学生用书P127]
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ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν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ε＝hν。
　下列关于量子化的说法正确的是(　　)
A．爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念
B．物体的长度是量子化的
C.对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的
D．能量子与电磁波的频率成反比
[解析]　普朗克首先提出了“能量子”的概念，A错误； 物体的长度是连续的，B错误；对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的，是元电荷的整数倍，C正确；根据ε＝hν，能量子与电磁波的频率成正比，D错误。
[答案]　C
　对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法不正确的是(　　)
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ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，A、B、D正确，C错误。
[答案]　C
eq \o(\s\up7(),\s\do5(　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[学生用书P127]))
　　　　　　　　　　　
1．(对磁通量的理解)如图所示，a、b线圈套在磁铁中部，在同一平面且与磁铁垂直，穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb，则(　　)
A．Φa＞Φb B．Φa＜Φb
C．Φa＝Φb D．不能确定
解析：选A。根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb。
2．(磁通量的变化)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A位置水平向右移到B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A到B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。
3．(感应电流产生的判定)(双选)如图，在通电直导线AB旁放置一闭合金属线圈abcd，下列情况中能产生感应电流的是(　　)
A．线圈向右平动
B．线圈沿AB向上平动
C．线圈绕AB轴转动
D．线圈绕bc边转动
解析：选AD。线圈向右平动，线圈中磁通量减小，可以产生感应电流，故A符合题意；线圈沿AB向上平动，线圈中磁通量不变，不能产生感应电流，故B不符合题意；线圈绕AB轴转动，线圈中磁通量不变，不能产生感应电流，故C不符合题意；线圈绕bc边转动，线圈中磁通量发生变化，可以产生感应电流，故D符合题意。
4．(电磁波)(双选)关于电磁波，下列说法正确的是(　　)
A．电磁波需要通过介质传播，它由一种介质进入另一种介质时频率不变
B.根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电磁场在空间中传播形成电磁波
C．电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s
D．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的超声波
解析：选BC。电磁波的传播不需要通过介质，它由一种介质进入另一种介质时频率不变，故A错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电场和变化的磁场构成不可分离的、统一的电磁场，变化的电磁场在空间中传播形成电磁波，故B正确；电磁波在真空中的传播速度等于光速，为3.0×108 m/s，故C正确；雷达发射的是直线性能好、反射性能强的电磁波，故D错误。
5．(能量量子化)下列关于能量子的说法正确的是(　　)
A．能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的
B．能量子表示微观世界的不连续性观念
C．电磁波波长越长，其能量子的能量越大
D．能量子是类似于质子、中子的微观粒子
解析：选B。能量子假设是由普朗克最早提出来的，故A错误；能量子表示微观世界的不连续性观念，故B正确；电磁波波长越长，其能量子的能量越小，故C错误；能量子是不可再分的最小能量值，不是指类似于质子、中子的微观粒子，故D错误。[学生用书P187（单独成册）]
题组1　磁通量
1.如图所示，一金属圆线圈处于匀强磁场中，当磁感应强度逐渐增大，线圈的磁通量将(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
解析：选A。由题图可知，线圈垂直于磁场方向，根据磁通量表达式Φ＝BS，当磁感应强度逐渐增大时，可知线圈的磁通量将逐渐增大。
2．如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕OO′轴转动时，穿过线圈的磁通量将(　　)
A．一直增大
B．一直减小
C．保持不变
D．先增大后减小
解析：选C。线圈转动时磁感应强度方向始终与线圈平面平行，所以穿过线圈的磁通量一直为零，不变。
3.
如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，匀强磁场方向与水平方向成α角，已知cos α＝，线框面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量大小为(　　)
A．BS B．BS
C．BS D．BS
解析：选C。通过线框的磁通量大小Φ＝BS sin α＝BS。
4．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶4 D．4∶1
解析：选A。由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ＝B·πr2，因此磁通量之比为1∶1，A正确。
题组2　电磁感应现象
5．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关按图所示连接。在保持开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针向右偏转。由此可以推断　(　　)
A．线圈A向上移动，电流表指针向左偏转
B．断开开关瞬间，电流表指针向左偏转
C．线圈A、B保持相对静止一起向上移动，电流表指针向左偏转
D．滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流表指针向左偏转
解析：选D。滑动变阻器的滑片P向左滑动时，回路中电阻增大，线圈A中电流减小，线圈A产生的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏转。线圈A向上移动，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏转，故A错误；断开开关瞬间，磁场减弱，则电流表指针向右偏转，故B错误；线圈A、B保持相对静止一起向上移动，线圈B中磁通量没有发生变化，则没有感应电流产生，电流表指针静止在中央，故C错误；滑动变阻器的滑片P向右滑动时，回路中电阻减小，线圈A中电流增大，线圈A产生的磁场增强，电流表指针向左偏转，故D正确。
6．如图所示，空间中有一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，纸面内有两个闭合金属线圈M、N，分别为圆形、正三角形，各自中心点均在磁场边界上，不计线圈相互影响，当两个线圈绕过各自中心点且垂直于纸面的轴旋转时，以下说法正确的是(　　)
A．仅M中有感应电流
B．仅N中有感应电流
C．M和N中都有感应电流
D．M和N中都无感应电流
解析：选B。M中磁通量不发生变化，故M中无感应电流，N中的磁通量发生变化，故N中有感应电流。
7.如图所示，通电长直导线MN与闭合的矩形金属线圈abcd彼此绝缘，可视为在同一水平面内，直导线与线圈的对称轴线重合。下列情况可在abcd线圈中产生感应电流的是(　　)
A．当MN中的电流逐渐增大时
B．当MN中的电流逐渐减小时
C．当线圈abcd以MN为轴转动时
D．当线圈abcd左右平动时
解析：选D。由右手螺旋定则可知，当MN中的电流逐渐增大、减小时或线圈abcd以MN为轴转动时，通过线圈的磁通量始终为零，都不会产生感应电流，A、B、C错误；当线圈abcd左右平动时，通过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，D正确。
题组3　电磁波及其应用
8．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，由近及远的传播形成电磁波，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。
9．(双选)“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。下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108 m/s
B．红外线是电磁波
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
解析：选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，A错误；红外线是电磁波的一个波段，是电磁波，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，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，D正确。
题组4　能量量子化
10．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ε＝hν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。
11．(双选)关于普朗克“能量量子化”的假设，下列说法正确的是(　　)
A．认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的
B．认为能量值是连续的
C．认为微观粒子的能量是量子化的、连续的
D．认为微观粒子的能量是分立的
解析：选AD。普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的，微观粒子的能量是量子化的，是分立的，A、D正确。
12．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为(　　)
A． B．
C． D．λPhc
解析：选A。每个光量子的能量ε＝hν＝，每秒钟发射的总能量为P，则n＝＝。
13．一个匝数为n、面积为S的闭合线圈置于水平面上，若线圈内的磁感应强度在时间t内由竖直向下从B1减少到零，再反向增加到B2，则线圈内的磁通量的变化量ΔΦ为(　　)
A．n(B2－B1)S B．(B2－B1)S
C．n(B2＋B1)S D．(B2＋B1)S
解析：选D。取竖直向上为正方向，末状态的磁通量为Φ2＝B2S，初状态的磁通量为Φ1＝－B1S，则线圈内的磁通量的变化量为ΔΦ＝(B1＋B2)S，A、B、C错误，D正确。
14.
如图所示，圆形闭合线圈处于匀强磁场中，磁感线与线圈平面平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径。以下情形中线圈中能产生感应电流的是(　　)
A．使线圈以ac为轴转过60°
B．使线圈以bd为轴转过60°
C.使线圈沿垂直于纸面向外平动
D．使线圈在线圈平面内平动或在线圈平面内绕线圈中心点转动
解析：选B。当线圈以ac为轴转动时，线圈相对于磁场的正对面积改变量ΔS始终为零，回路中将无感应电流产生，A错误；当线圈以bd为轴转动60°的过程中，线圈相对磁场的正对面积发生了改变，磁通量变化，因此在回路中能产生感应电流，B正确；当线圈平面沿垂直于纸面方向向外平动时，同样ΔS＝0，磁通量不变，因而无感应电流产生，C错误；当线圈在线圈平面内平动或在线圈平面内绕线圈中心点转动时，线圈相对于磁场的正对面积始终为零，磁通量不变，因此无感应电流产生，D错误。
15.
如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。竖直平面内的金属圆环的直径O1O2与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生感应电流的是(　　)
A.同时等比例增大B1、B2
B．向上平移金属圆环
C．让金属圆环沿直径O1O2向左平移
D．让金属圆环以直径O1O2为轴转动90°
解析：选B。开始时穿过金属圆环的磁通量为零，若同时等比例增大B1、B2，则穿过金属圆环的磁通量仍为零，则不会产生感应电流，A错误；向上平移金属圆环，则穿过金属圆环的磁通量向里增加，则线圈中会产生感应电流，B正确；让金属圆环沿直径O1O2向左平移，则穿过金属圆环的磁通量仍为零，则不会产生感应电流，C错误；让金属圆环以直径O1O2为轴转动90°，则穿过金属圆环的磁通量总是为零，则不会产生感应电流，D错误。(共24张PPT)
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题组1　磁场和磁感线
1．(双选)下列说法正确的是(　　)
A．任何磁体都具有N极和S极两个磁极
B．奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场
C．通电导体之间也存在相互作用，它们是通过电场发生作用的
D．地磁场的N极与地理的北极重合，地磁场的S极与地理的南极重合
√
√
解析：一个磁体有两个磁极，分别叫作N极和S极，故A正确；
奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场，从而开辟了电磁学研究的新纪元，故B正确；
通电导体之间也存在着相互作用，它们是通过磁场发生作用的，故C错误；
地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，且它们并没有完全重合，有个磁偏角，故D错误。
2．下列关于磁感线的叙述正确的是(　　)
A．磁感线是磁场中实际存在的一些曲线
B．在磁场中，磁感线不可以相交
C．磁感线从磁体的N极发出，终止于S极
D．铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是磁感线
√
解析：磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，实际并不存在，故A错误；
在磁场中，任何两条磁感线都不相交，因为在磁场中的任一点，磁场方向只有一个，若磁感线相交，交点处切线方向有两个，表示磁场方向有两个，与实际不符，故B正确；
磁感线在磁体的外部是从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发回到N极，是闭合的曲线，故C错误；
铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线能模拟磁感线的形状，但并不是磁感线，故D错误。
题组2　安培定则与分子电流假说
3．下列各图描述的通有恒定电流的螺线管中磁感线分布正确的是(　　)
√
解析：由安培定则可判断磁感线分布正确的是B图。
4．已知小磁针静止时N极的指向为该点磁场方向。图中小磁针的N极(涂黑端为N极)指向正确的是(　　)
√
A．a　　　　　 B.b
C．c D．d
解析：已知小磁针静止时N极的指向为该点磁场方向，由题图可知，a处小磁针的N极向左，b处小磁针的N极向右，c处小磁针的N极向右，d处小磁针的N极向左。
5．(2025·湖北月考)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强度会减弱
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：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使分子电流的取向杂乱无章，磁体对外不显磁性，故D错误。
题组3　磁感应强度
6．关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下列说法正确的是(　　)
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 N
D．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
√
7．在某匀强磁场中P处放一个长度L＝20 cm、通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为　(　　)
A．0
B．10 T，方向竖直向上
C．0.1 T，方向竖直向下
D．10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向
√
8．极光本质上是由太阳发射的高速带电粒子流受地磁场的影响，进入地球两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。关于地磁场，下列说法正确的是(　　)
A．在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指
向南方
B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地
理南极
C．地球内部不存在磁场
D．地球附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交
√
解析：根据地理的南极是地磁的北极，在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指向北方，故A错误；
同理，在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极，故B正确，C错误；
地球附近磁感线非常密集，但磁感线不可能相交，故D错误。
9．下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是(　　)
√
解析：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。
10．如图所示，两根长直导线平行放置，在两导线间距的中点放上一枚小磁针，当两导线中分别通以同向电流I1、I2 (I1A．垂直于纸面向外转动
B．垂直于纸面向里转动
C．竖直向上转动
D．竖直向下转动
解析：根据右手螺旋定则可知靠近I1右侧的磁场方向为垂直于纸面向里，靠近I2左侧的磁场方向为垂直于纸面向外，因为I1√
11．相同磁铁的同名磁极之间的磁场分布与等量同种电荷之间电场分布相似。如图所示，两个相同的条形磁铁的N极正对放置，两条虚线分别是两磁极中心的连线及其垂直平分线，它们的交点是O点，A、B两点和C、D两点分别相对于O点对称。关于两磁极间的磁场说法正确的是(　　)
A.从A到B，连线上各点的磁感应强度逐渐减小
B．A点的磁感应强度与B点的磁感应强度相同
C.在CD连线上，O点的磁感应强度最小
D.小磁针在C点和D点时，N极的指向相同
√
解析：从A到B，连线上各点的磁感应强度先减小后增大，故A错误；
A点的磁感应强度与B点的磁感应强度大小相同、方向相反，故B错误；
在CD连线上，O点处两磁铁N极产生的磁感应强度大小相等、方向相反，故O点的磁感应强度最小，故C正确；
小磁针在C点时，N极的指向向上，在D点时，N极的指向向下，故D错误。
12．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是(　　)
A．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场
B．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场
C．在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场
D．在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场
√
解析：如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是不存在电场，A、B可行；
把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C可行，D不可行。
13．在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，A，B，C，D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中(　　)
A.B、D两点的磁感应强度大小相等
B．A、B两点的磁感应强度大小相等
C．C点的磁感应强度的值最大
D．B点的磁感应强度的值最大
√
通电直导线在C点产生的磁感应强度方向为竖直向下，则C点的磁感应强度大小BC＝|B1－B0|，即C点的磁感应强度的值最小，故C错误。

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