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專題10 磁場 電磁感應 電磁波及能量量子化
1.(2023.1·浙江學考）一個矩形閉合導線框在勻強磁場內運動，導線框回路中能產生感應電流的是（　　）
A B C D
2.(2022.1·浙江學考）小明同學研究通電導線周圍的磁場。如圖所示，水平直導線正下方有一靜止的小磁針，當導線中通有向右的電流I時，可觀察到小磁針N極 （　　）
A.轉向紙內 B.轉向紙外 C.靜止不動 D.勻速轉動
3.(2022.1·浙江學考）下列說法正確的是 （　　）
甲 乙 丙 丁
A.圖甲中“3 000 F 2.7 V”的超級電容器最多可以儲存8.1 C的電荷量
B.圖乙中小磁針放在超導環形電流中間，靜止時小磁針的指向如圖中所示
C.圖丙中直導線懸掛在磁鐵的兩極間，通以如圖所示的電流時會受到磁場力
D.圖丁中金屬矩形線框從勻強磁場中的a位置水平移到b位置，框內會產生感應電流
4.(2022.1·浙江學考）某充氣泵的結構如圖所示，當電磁鐵通入電流時，可吸引或排斥上部的小磁體，從而帶動彈性金屬片對橡皮碗下面的氣室施加力的作用，達到充氣的目的。電磁鐵用的鐵芯可分為硬磁性材料和軟磁性材料，硬磁性材料在磁場撤去后還會有很強的磁性，而軟磁性材料在磁場撤去后就沒有明顯的磁性了。為了可以不斷充氣，下列說法正確的是 （　　）
A.小磁體的下端一定為N極 B.小磁體的下端一定為S極
C.充氣泵電磁鐵的鐵芯應該用硬磁性材料 D.充氣泵電磁鐵的鐵芯應該用軟磁性材料
5.(2021.7·浙江學考）19世紀，安培為解釋地球的磁性曾假設：地球磁場是由繞過地心的軸的環形電流I引起的。已知地磁N極在地理南極附近，則正確表示安培假設中環形電流方向的是 （　　）
A B C D
6.(2021.1·浙江學考） 如圖所示是通電螺線管的磁感線分布圖，下列說法正確的是（　　）
A．管內外磁場都是勻強磁場 B．電流越大，內部的磁場越強
C．改變電流方向時磁場方向不變 D．磁場方向與電流方向的關系滿足左手定則
7.(2020.7·浙江學考）如圖所示，與通電直導線垂直的平面上放有兩枚小磁針。忽略地磁場影響，兩小磁針靜止時，磁針的指向符合實際的是 （　　）
A B C D
8.(2019.6·浙江學考）圖甲是用磁傳感器探究通電螺線管內部磁場的實驗裝置（局部）；圖乙是電腦處理實驗數據后得到的通電螺線管內部中軸線上的磁感應強度B隨x變化的圖像，x1和x2是螺線管兩端點的坐標。由該圖像可知 （　　）
甲 乙
A.整個通電螺線管內部都是勻強磁場 B.通電螺線管兩端點磁感應強度最大
C.通電螺線管兩端點磁感應強度為零 D.通電螺線管內有近似勻強磁場區段
參考答案
1.C　保持閉合矩形導線框平面始終與磁感線垂直，閉合矩形導線框在磁場中沿著磁感線運動，磁通量不變，沒有感應電流，故A項錯誤；保持線框平面始終與磁感線垂直，閉合矩形導線框在磁場中向右運動，磁通量不變，無感應電流，故B項錯誤；閉合矩形導線框在磁場中轉動，使其磁通量變化，則會產生感應電流，故C項正確；保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中向左運動，磁通量一直為零，故磁通量不變，無感應電流，故D項錯誤。
2.A　根據安培定則可知，通電導線下方小磁針N極垂直紙面轉向紙內，故A項正確。
3.C　根據C=可得，Q=CU=3 000×2.7 C=8 100 C，故A項錯誤；根據安培定則可知，靜止時小磁針N極指向垂直環形電流所在平面向外，故B項錯誤；通電導線在磁場中，電流方向與磁場方向不平行，會受到磁場力的作用，故C項正確；金屬矩形線框從勻強磁場中的a位置水平移到b位置，磁通量未發生變化，因此框內不產生感應電流，故D項錯誤。
4.D　由于電磁鐵通入電流方向不確定，也不確定對小磁體是吸引還是排斥，因此小磁體的下端可能為N極也可能為S極，故AB兩項錯誤；根據電磁鐵的工作要求，不通電流時，要讓鐵芯失去磁性，當通電時，要有磁性，因此鐵芯最好用軟磁性材料，故C項錯誤，D項正確。
5.B　地磁場的N極在地理的南極附近，地磁場的S極在地理的北極附近，因此用安培定則判定環形電流的方向時，右手的拇指必須指向南方，拇指與四指垂直，而四指彎曲的方向就是電流流動的方向，故四指的方向應該為順時針，故B項正確。
6.B　根據磁感線分布可知，管內磁場近似為勻強磁場，管外磁場不是勻強磁場，故A項錯誤；電流越大，產生的磁場越強，則內部的磁場也越強，故B項正確；根據安培定則，改變電流方向時磁場方向會改變，故C項錯誤。磁場方向與電流方向的關系滿足安培定則，D項錯誤
7.D　通電直導線中電流方向向上，根據安培定則可知，直導線周圍的磁場方向為俯視逆時針方向，而小磁針靜止時N極所指的方向為該點磁場的方向，故D項正確。
8.D　在通電螺線管內部，兩邊的磁場不是勻強磁場，內部的磁場近似為勻強磁場，故A項錯誤，D項正確；分析圖乙可知，通電螺線管兩端點的磁感應強度弱，但不為零，故BC兩項錯誤。
3(共11張PPT)
專題10 磁場 電磁感應 電磁波及能量量子化
考試范圍及要求——《浙江省普通高中學業水平考試說明》
磁現象和磁場：理解（b）
磁感應強度：簡單應用（c）
幾種常見的磁場：理解（b）
電磁感應：理解（b）
電磁波：了解（a）
能量量子化：了解（a）
基本知識
磁體周圍存在磁場
電流周圍存在磁場（奧斯特）
磁場的基本性質：對放入其中的磁極和電流有力的作用
磁感應強度：描述磁場強弱的物理量，單位：T（特斯拉）
磁場的產生
磁感線：
磁感線不是實際存在，磁感線不會相交，磁感線是閉合的
磁感線上一點切線方向為該點磁感應強度方向
磁感線越密（疏），該處磁感應強度越強（弱）
條件？
磁通量：磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量，
常見磁感線分布
課堂練習
下列圖中分別標出了一根放置在勻強磁場中的通電直導線的電流I、磁場的磁感應強度B和所受磁場力F的方向，其中圖示正確的是( )
A. B.
C. D.
C
課堂練習
下列各圖中，已標出電流及電流磁場的方向，其中正確的是( )
A. B.
C. D.
D
基本知識
電磁感應現象：當穿過閉合導體回路的磁通量發生變化時，閉合導體回路中有感應電流產生，這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應．產生的電流叫做感應電流.
產生感應電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發生變化，即 .
課堂練習
下列四個圖中能產生感應電流的是( )
A. 甲圖中，條形磁鐵以速度v向導線環運動
B. 乙圖中，線框在磁場中以速度v向右運動
C. 丙圖中，導線圓環水平放置，通電直導線在圓環一直徑正上方，增大直導線中的電流
D. 丁圖中，磁場方向豎直向上，垂直導軌放在水平平行導軌上的兩導線以不同的速度v1、v2向左右運動
D
基本知識
電磁波譜：
課堂練習
關于電磁場和電磁波， 下列說法不正確的是( )
A. 變化的電場能夠產生磁場， 變化的磁場能夠產生電場
B. 麥克斯韋預言電磁波的存在
C. 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波
D. 紫外線是一種波長比紫光更長的電磁波，能夠滅菌消毒
D
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考點01 基本概念
一、磁場
1.磁場:磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍的一種物質.永磁體和電流都能在空間產生磁場.變化的電場也能產生磁場.
2.磁場的基本性質:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用.
4.磁場的方向:規定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向（或者小磁針靜止時N極的指向）就是那一點的磁場方向.
二、磁感線
1.定義：在磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強，這一系列曲線稱為磁感線.
2.磁感線是閉合曲線;磁感線不相交：磁鐵外部的磁感線，都從磁鐵N極出來，進入S極，在內部，由S極到N極，.
3.幾種典型磁場的磁感線的分布:
①條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場
②電流的磁場
直線電流的磁場 通電螺線管的磁場 環形電流的磁場
安培定則
立體圖
橫截面圖
縱截面圖
磁場特點 不等距的同心圓。無磁極、非勻強磁場,且距導線越遠磁場越弱 與條形磁鐵的磁場相似,管內為勻強磁場,管外為非勻強磁場 環形電流的兩側分別是N極和S極,且離圓環中心越遠磁場越弱
③地磁場：地球的磁場與條形磁體的磁場相似，其主要特點有三個:
Ⅰ、地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近.
Ⅱ、地磁場B的水平分量（Bx）總是從地球南極指向北極，而豎直分量（By）則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.
Ⅲ、在赤道平面上，距離地球表面相等的各點，磁感強度相等，且方向水平向北.
④勻強磁場：磁場中各點的磁感應強度的大小相等、方向相同，磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線．
三、磁感應強度
1.定義:磁感應強度是表示磁場強弱的物理量，在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，受到的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL（電流元）的比值，叫做通電導線所在處的磁感應強度，定義式.單位T，1T=1N/（A·m）.
2.磁感應強度是矢量，磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向.
四、磁通量
1.定義:磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量
2.定義式:.
(
【
點撥】
如果面積S與B不垂直，應以B乘以在垂直于磁場方向上的投影面積S′，即
)
3.磁通量是標量，但是有正負。求磁通量時應該是穿過某一面積的磁感線的凈條數.任何一個面都有正、反兩個面;磁感線從面的正方向穿入時，穿過該面的磁通量為正.反之，磁通量為負.所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數和.
4.國際單位:Wb
考點02 電磁感應現象
一、電磁感應現象及感應電流
當穿過閉合導體回路的磁通量發生變化時，閉合導體回路中有感應電流產生，這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應．產生的電流叫做感應電流.
二、產生感應電流的條件
穿過閉合電路的磁通量發生變化，即.
(
【
點撥】
電磁感應現象的實質是產生感應電動勢，如果回路閉合，則有感應電流，回路
不
閉合，則只有感應電動勢而無感應電流
.
)
考點06 電磁波的發現及應用
一、麥克斯韋的電磁場理論
1.變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，變化的電場能夠在周圍空間產生磁場.
2.隨時間均勻變化的磁場產生穩定電場.隨時間不均勻變化的磁場產生變化的電場.隨時間均勻變化的電場產生穩定磁場，隨時間不均勻變化的電場產生變化的磁場.
3.變化的電場和變化的磁場總是相互關系著，形成一個不可分割的統一體，這就是電磁場.
二、電磁波
1.周期性變化的電場和磁場總是互相轉化，互相激勵，交替產生，電磁場由發生區域由近及遠地向周圍傳播，形成電磁波.
2.電磁波是橫波
3.電磁波的傳播不需要介質，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度相同(都等于光速)
4.不同頻率的電磁波，在同一介質中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小．
5.電磁波從一種介質進入另一介質，頻率不變、波速和波長均發生變化，電磁波傳播速度等于波長和頻率的乘積，即.
三、電磁波譜
按照電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜．按波長由長到短排列的電磁波譜為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。
(
【
點撥】
①各種電磁波的產生機理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發后產生的；倫琴射線是原子的內層電子受到激發后產生的；γ射線是原子核受到激發后產生的。
②紅外線、紫外線、X射線的主要性質及其應用舉例。
種 類
產 生
主要性質
應用舉例
紅外線
一切物體都能發出
熱效應
遙感、遙控、加熱
紫外線
一切高溫物體能發出
化學效應
熒光、殺菌、合成V
D2
X射線
陰極射線射到固體表面
穿透能力強
人體透視、金屬探傷
)
4

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