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2020年高二物理必修学测专题复习讲座
12.电磁感应与电磁波
直击考点
序号
考点
能级要求
1
磁现象　 磁场　 磁感应线
A
2
磁感应强度　　磁通量
A
3
电流的磁场　 安培定则
A
4
电磁感应现象及其应用
A
5
法拉第电磁感应定律
A
6
电磁波
A
7
能量量子化
A
8
能源与可持续发展
A
内容概要
1. 磁现象　 磁场　 磁感应线
(1) 磁场是__________周围存在的________，方向为小磁针____时____极的指向．
(2) 磁感线
① 在磁场中画一些假想的曲线，使曲线上每一点的________都跟该点的____方向一致．
② 磁感线是闭合的，磁体外部是从____极出来，进入____极．
③ 磁场强的地方磁感线分布____，磁场弱的地方磁感线分布____．
④ 匀强磁场的磁感线是________________．
(3) 地磁场相当于条形磁铁，地磁N极位于地理____极附近，地磁S极位于地理____极附近；地球的地理两极与地磁两极并不______，它们之间的夹角称为________．
2. 磁感应强度　磁通量
(1) 磁感应强度
① 垂直磁场方向放入一小段通电直导线，导线所受磁场力F跟____________________________叫作该点的磁感应强度．21世纪教育网版权所有
② 定义式为B＝.
③ 单位是____，符号是____．
(2) 磁感应强度是反映____________的物理量，是矢量，方向规定为_________________．
(3) 磁通量表示穿过磁场中某一面积________的多少．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场垂直的平面，面积为S，穿过这个平面的磁通量的计算公式为________，磁通量的单位是_________________________________________________________．
3. 电流的磁场　 安培定则
(1) 电流的磁效应： ________实验说明电流也能产生磁场．
(2) 电流磁场的方向用________定则来判断：
① 直线电流磁场的磁感线：用________手握住导线，让伸直的________指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的________所指的方向就是磁感线的环绕方向．21·cn·jy·com
② 环形电流或通电螺线管磁场的磁感线：用________手握住环形电流或通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟________的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部________的方向. 2·1·c·n·j·y
4. 电磁感应现象及其应用
(1) 现象： ________电路的________导体在磁场中做________磁感线运动时会产生(感应)电流．【来源：21·世纪·教育·网】
(2) 条件：只要穿过闭合电路的________发生________，闭合电路中就有电流产生．
(3) 自感现象：由于线圈中________的变化而产生自感电动势的现象．
5. 法拉第电磁感应定律
(1) 感应电动势： ________现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于________．www-2-1-cnjy-com
(2) 最早发现电磁感应定律的科学家是________．
(3) 电磁感应的定律内容：电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的________的________ (描述磁通量变化的________)成________比．2-1-c-n-j-y
(4) 电磁感应定律的表达：E＝________.当磁感应强度B不变，面积变化ΔS时，则ΔΦ＝________；【来源：21cnj*y.co*m】
当面积S不变，磁感应强度变化ΔB时，则ΔΦ＝________.
6. 电磁波
(1) 电磁波：________首先预言了电磁波的存在，________用实验第一次证实了电磁波的存在．【出处：21教育名师】
(2) 麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生________，变化的磁场产生________，周期性变化的电场产生________的磁场；周期性变化的磁场产生________的电场．
(3) 电磁波在真空中的传播速度大小为________ m/s，波速v、波长λ、频率f三者的关系公式为________．21教育名师原创作品
(4) 电磁波谱：按波长由大到小的顺序为：无线电波、________、可见光、________、X射线、γ射线．
7. 能量量子化
在微观世界中能量是______的，或者说微观粒子的能量是______的．这种现象叫能量的量子化．光不但在发射和吸收时能量是______________的，而且光本身就是由一个个不可分割的______组成的．21教育网
8. 能源与可持续发展
(1) 能源：指能够提供______的自然资源．
(2) 能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有____性．
(3) 能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量____的降低，它实际上是将能量从高度有用的______形式降级为不大可用的__________形式．【版权所有：21教育】
重点分析
1. 磁现象　 磁场　 磁感应线
(1) 磁体和电流的周围都存在着磁场，磁场对磁体和电流都有力的作用．磁场具有方向性，规定在磁场中任一点，小磁针北极的受力方向为该点的磁场方向．也就是小磁针静止时北极所指的方向．
(2) 磁感线可以形象地描述磁场的分布．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，即磁场方向．磁感线的特点：a.磁感线是假想的线；b.两条磁感线不会相交；c.磁感线一定是闭合的．匀强磁场的磁感线特点：距离相等的平行直线．常见磁场的磁感线分布如下：
2. 磁感应强度　磁通量
(1) 该感应强度与通电导线长度和电流强度都无关的物理量，它反映了该处磁场的强弱．
(2) 匀强磁场中，线圈平面与磁场平行时，磁通量为0；匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直时，磁通量Φ＝BS.
3. 电流的磁场　 安培定则
不论是直线电流的磁场还是环形电流的磁场，都可以用安培定则来判断其方向．
(1) 通电直导线判断(安培定则一)：右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致，那么四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．
(2) 环形电流或通电螺线管判断(安培定则二)：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向．
5. 法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律指出了回路中产生感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化越快，即磁通量变化率越大，则产生的感应电动势就越大．
6. 电磁波
理解电磁波理论，熟记电磁波的波长、波速和频率的关系式．
真题再现
1. (2019届·江苏学测)麦克斯韦提出的电磁波理论认为______(选填“变化”或“不变化”)的磁场能产生电场．现代通信离不开电磁波，在真空中频率越小的电磁波，它的波长______(选填“越长”或“越短”)．
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，频率越小波长越长．
【答案】变化；越长
2. (2015届·江苏学测)手机是人们生活中普遍使用的通讯工具，它是利用________ (选填“电磁波”或“超声波”)进行通讯的．这种波_______(选填“能”或“不能”)在真空中传播．
【解析】电磁波波长较长，能够绕开障碍物，并且能在真空中传播。
【答案】电磁波，能
3．（2007年江苏省学业水平测试T24-1）如图所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体。当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将_______
（选填“变大”或“变小”）。
【解析】磁铁向下运动，穿过线圈磁感线条数增多，故磁通量增大。
【答案】增大
4．（2008年江苏省学业水平测试T23-1）一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为 .若仅将线圈匝数增加为原来的2倍，则线圈产生的感应电动势变为
A． 　 B． C． 　 D．
【解析】感应电动势反应磁通量变化率，与线圈匝数成正比，线圈匝数增大2倍，故电动势增加2倍。
【答案】A
5．（2011年江苏省学业水平测试T24-1）历史上，物理学家先预言了电磁波的存在，然后通过实验对此进行了证实。最早用实验证实电磁波存在的物理学家是 （选填“赫兹”或“麦克斯韦”）在真空中，电磁波的传播速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）光速。21*cnjy*com
【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，光是电磁波的一种与电磁波传播速度在真空中是相同的。
【答案】赫兹，等于
过关训练
1. (2018届·南京学测模拟)下列说法正确的是(　　)
A. 某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加
B. 能量耗散表明，能量的总量并不守恒
C. 随着科技的发展，能量是可以凭空产生的
D. 随着科技的发展，永动机是可以制成的
【解析】　A. 根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，A正确；B. 能量耗散表明，能量的总量虽然守恒，但其转化和转移具有方向性，B错误；C. 根据能量守恒定律，能量是不能创生的，C错误；D. 永动机违背了能量守恒定律或能量转化和转移具有方向性，故是不可能制造成功的，D错误．
【答案】A　
2. (2020届·无锡学测模拟)如图所示，直导线通电后，发现正下方小磁针的N极向纸外转动，下列关于该实验现象的判断正确的是(　　)
A. 通电导线在其下方产生水平向右的磁场
B. 通电导线在其上方产生水平向左的磁场
C. 将小磁针取走则电流周围的磁场消失
D. 通电导线中电流方向从 b 到a
【解析】　小磁针N极的指向为磁场的方向，小磁针的N极向纸外转动，所以磁场方向垂直纸面向外，故AB错误；磁场是由导线产生的，与小磁针无关，故C错误；根据安培定则即可判断通电导线中电流方向从 b 到a，故D正确；所以D正确、ABC错误．
【答案】D　
3. (2020届·南京学测模拟)如图所示，A、B是环形通电导线内外两侧的两点，这两点磁感应强度的方向(　　)21cnjy.com
A. A点垂直纸面向外，B点垂直纸面向里
B. A点垂直纸面向里，B点垂直纸面向外
C. 均垂直纸面向外
D. 均垂直纸面向里
【解析】　由于环形电流的方向是逆时针的，由安培定则知道环心处的磁感应强度方向是垂直纸面向外的，而环外的磁场方向可以看成直线电流周围的磁场来确定方向，是向里的，因此A点磁感应强度的方向垂直纸面向外，B点的垂直纸面向里，故A正确，BCD错误．
【答案】A　
4. (2020届·徐州学测模拟)下列各图中，能正确表示通电螺线管的电流方向与其产生的磁感线方向间关系的是(　　)www.21-cn-jy.com
【解析】　A. 根据安培定则可知，螺线管中产生的内部磁场向左，故A正确；B. 根据安培定则可知，螺线管中产生的内部磁场向左，故B错误；C. 根据安培定则可知，螺线管中产生的内部磁场向右，故C错误；D. 根据安培定则可知，螺线管中产生的内部磁场向右，并且内部磁感线的方向相同，故D错误；故选A.21*cnjy*com
【答案】A　
5. (2020届·盐城学测模拟)如图所示，P点在螺线管的正上方，当螺线管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺线管左边的小磁针静止时，N极的指向水平向左．则下面判断正确的是(　　)
A. 电源的甲端是正极，P点的磁感应强度方向向右
B. 电源的乙端是正极，P点的磁感应强度方向向右
C. 电源的甲端是负极，P点的磁感应强度方向向左
D. 电源的乙端是负极，P点的磁感应强度方向向左
【解析】　根据小磁针的指向可知螺线管的左端为N极；根据安培定则可知通电螺线管的乙端接电源的正极；在螺线管外部的磁感线从N极到S极，可知P点的磁感应强度方向向右；故选B.
【答案】B　
6. (2020届·盐城学测模拟)如图所示，单匝矩形线框平面与匀强磁场方向垂直，穿过线框的磁通量为Φ. 若磁感应强度变为原来的两倍，则磁通量变为(　　)
A. Φ　　 B. Φ　
C. 2Φ　　 D. 4Φ
【解析】　根据Φ＝BS可知，磁感应强度变为原来的两倍时，则磁通量变为2Φ，故选C.
【答案】C　
7. (2020届·扬州学测模拟)如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面，边长为a的正方形线框与磁场垂直，且一条对角线与磁场边界重合．则通过线圈平面的磁通量为　 (　　)
A. Ba2　　 B. Ba　
C. Ba2　　 D. 2Ba
.【解析】线框在匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，则通过线框的磁通量是Φ＝BS＝，故A正确．
【答案】A　
8. 根据麦克斯韦的电磁理论，以下说法正确的是(　　)
A. 变化的电场一定产生变化的磁场
B. 稳定的电场一定产生稳定的磁场
C. 均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
D. 振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变的磁场
D　【解析】　变化的电场一定产生磁场，但均匀变化的电场只能产生恒定的磁场；故A、B、C错误；周期性变化的电场一定产生同频率的交变磁场，这样才能产生电磁波；故D正确；故选D.
【答案】D
9. (2019届·无锡学测模拟)一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中，静止时的指向如图所示．下列分析正确的是(　　)
A. S极指向该点磁场方向
B. N极指向该点磁场方向
C. 该磁场是匀强磁场
D. a点的磁场方向水平向右
【解析】磁场方向为小磁针静止时候N极指向，故本题选B。
【答案】B
10.(2020届·无锡学测模拟)如图所示，线圈平面与条形磁铁的轴线垂直，现将线圈沿轴线由A点平移到B点，穿过线圈磁通量的变化情况是(　　)
A. 变大　　 B. 变小
C. 不变　　 D. 先变大，后变小
【解析】磁铁穿过线圈，通过线圈磁感线条数先增多后减少，故磁通量先增大后减小。
11. (2020届·无锡学测模拟)(1) 将条形磁铁按图示方向插入闭合线圈．在磁铁插入的过程中，灵敏电流表的指针 ________(选填“偏转”或“不偏转”)；
(2) 磁铁在线圈中保持静止不动，灵敏电流表的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)．
偏转　不偏转　【解析】　由图知，在磁铁插入的过程中，以磁铁为参照物，线圈是向上运动的，即线圈会在磁场中做切割磁感线运动，所以线圈中会产生感应电流，则灵敏电流表指针将会发生偏转；磁铁在线圈中保持静止不动，线圈没有做切割磁感线运动，所以线圈中不会产生感应电流，则灵敏电流表指针将不会发生偏转．
【答案】偏转　不偏转
12. (2019届·盐城学测模拟)太阳光由各种色光组成，不同色光波长范围不同．在真空中红光的波长范围是700～620 nm，紫光的波长范围是450～400 nm.红光的频率________紫光的频率；在真空中传播时红光的速度________紫光的速度．(均选填“>”“＝”或“<”)
【解析】　在可见光中按照红橙黄绿蓝紫的顺序，光的波长逐渐变短，根据c＝λγ可知光的频率γ＝，故波长越大频率越低，故红光的频率小于紫光的频率；所有光在真空中传播速度都是3×108 m/s.
【答案】<　＝　
13.(2020届·苏州学测模拟)有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内部．当小磁针静止时，小磁针指向如图所示，其中正确的是　(　　 )
A. a　　 B. b
C. c　　 D. d
D　【解析】　根据安培定则可知通电螺线管N极在右端，
因此右侧磁场方向水平向右，小磁针c位置不对；上方磁场方向水平向左，所以小磁针d
位置正确；左侧水平向右，a位置不对；内部水平向右，b位置不对，故ABC错误，D正确；故选D.21·世纪*教育网
【答案】D
14..　(2020届·扬州学测模拟)如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，将磁铁插入螺线管的过程中穿过线圈的磁通量________(填“增大”“减小”或“不变”)，电流表指针将________(填“不动”或“偏转”)．
【解析】　磁铁插入螺线管的过程中，通过闭合回路的磁通量增加，产生感应电流，则电流表指针发生偏转．
【答案】增大　偏转　
15.(2020届·南京学测模拟)如图所示，一边长为0.1 m的单匝正方形线圈从左侧匀速进入匀强磁场，磁场的磁感应强度B＝2T.从ab边开始进入磁场至cd边恰好进入磁场的过程中，线圈的磁通量变化了______Wb；若上述过程所经历的时间为0.2 s，则线圈中产生的感应电动势为________V.
【解析】　磁感应强度B不变，当线圈进入磁场过程中，穿过磁场的面积S增大，磁通量Φ＝BS增加．磁通量的变化量为ΔΦ＝BS＝2×0.1×0.1 Wb＝0.02 Wb，由法拉第电磁感应定律得：E＝＝ V＝0.1 V.
【答案】0.02,0.1　
16.(2019届·徐州学测模拟)无线路由器可以通过________波传输信息，其载波频率为5×109 Hz，载波的传播速度为3.0×108 m/s，则该载波的波长为________m.
【解析】　无线路由器发射的无线信号是电磁波；λ＝＝ m＝0.06m.
【答案】　电磁　0.06　

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