专题05 电磁场和电磁波初步（考点串讲）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（教科版2019·必修三）

期中复习·考点清单高二物理上册•教科版版专题05电磁场与电磁波初步目

录01知识清单02方法模型归纳03巩固提升知识清单01知识清单01清单01磁场

磁感线1．磁场（1）基本特性：磁场对处于其中的_______、______和__________有力的作用．（2）方向：小磁针的_____极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时N极的指向．（3）磁场和电场的比较比较项目电场磁场不同点产生电荷磁体、电流（运动电荷）基本性质对放入其中的______有力的作用对放入其中的磁体、电流及运动电荷有力的作用作用特点对放入其中的磁体____力的作用对放入其中的_______的电荷无力的作用相同点磁场和电场都是不依赖人的意志而客观存在的特殊物质清单01磁场

磁感线磁体电流运动电荷N电荷无静止知识清单01清单01磁场

磁感线2．磁感线（1）引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的

方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．（2）特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是_____的曲线．（3）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场（如图下所示）．切线闭合知识清单01清单01磁场

磁感线比较项目磁感线电场线相似点意义为形象描述磁场的_____和相对_____而假想的线为形象描述电场的______和相对____而假想的线方向线上各点的_____方向即该点的磁场方向，也是小磁针____极的受力方向线上各点的_____方向即该点的电场方向，也是_______受静电力的方向密疏表示磁场的______表示电场的________特点不同磁感线在空间_________不同电场线在空间_______不同点①磁感线是_________的曲线；②电场中，电场线始于_________或__________处，止于负电荷或无限远处，是__________的曲线（电磁场中的电场线是闭合的）（4）磁感线和电场线的比较方向强弱方向强弱切线N切线正电荷强弱强弱不相交不相交闭合正电荷无限远不闭合知识清单01清单01磁场

磁感线3．安培定则

直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为_____磁场且磁场最强，管外为______磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越_____安培定则立体图横截面图匀强非匀强弱知识清单01清单01磁场

磁感线1．磁感应强度（1）定义式：______（通电导线垂直于磁场）．（2）方向：小磁针静止时_____的指向．（3）磁感应强度是反映_________的物理量，由磁场_____决定，是用比值法定义的．（4）磁场的叠加磁感应强度是_____，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．清单02磁感应强度磁通量

N极磁场性质矢量知识清单01清单01磁场

磁感线2.匀强磁场（1）定义：各点磁感应强度大小______，方向_____的磁场。（2）磁感线的特点：磁感线时一组平行且______的直线。（3）实例分析：距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场,除边缘部分外,可以认为是_____磁场,如下图甲所示;两个平行放置较近的线圈通电时,其中间区域的磁场近似为_____磁场,如图乙所示;通电螺线管_______的磁场,如图丙所示。相等相同等距匀强匀强内部知识清单01清单01磁场

磁感线3.磁通量（1）定义：匀强磁场中___________B和与磁场方向_____的平面面积S⊥的乘积．（2）磁通量的计算：Φ＝BS⊥.适用条件：①___________；②磁感线与平面______．（3）若磁感线与平面不垂直，则Φ＝_________.其中Scosθ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示．（4）磁通量的正负：磁通量是_______，但有正负，若磁感线从某一面穿入时，磁通量为___值，磁感线从此面穿出时则为______值．（5）磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数（磁通量的代数和）．磁感应强度垂直垂直BScosθ标量匀强磁场正负知识清单01清单01磁场

磁感线1.电磁感应（1）概念：当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了____，此现象叫做__________现象。（2）感应电流：电磁感应现象中产生的电流叫做______电流。（3）产生感应电流的两个条件：①电路是______的；②穿过该闭合回路的________发生变化。2.电磁感应现象的应用

发电机、变压器和电磁炉清单03电磁感应现象及其应用电流电磁感应感应闭合磁通量知识清单01清单01磁场

磁感线3.几种常见的产生感应电流的情形变化情形举例磁通量变化量磁感应强度变化永磁体靠近或远离线圈、电磁铁（螺线管）内电流发生变化ΔΦ＝ΔB·S有效面积变化有磁感线穿过的回路面积变化闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动ΔΦ＝B·ΔS回路平面与磁场夹角变化

线圈在磁场中转动磁感应强度和有效面积同时变化

弹性线圈在向外拉的过程中ΔΦ＝Φ2－Φ1知识清单01清单01磁场

磁感线1.对麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点（1）变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生_____的电场；②非均匀变化的磁场产生______的电场；③周期性振荡的磁场产生________振荡的电场；（2）变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生______的磁场；②非均匀变化的电场产生________的磁场；③周期性振荡的电场产生_________振荡的磁场。清单04电磁波的发现及应用恒定变化同频率恒定变化同频率知识清单01清单01磁场

磁感线

麦克斯韦赫兹横垂直辐射周期性变化不需要等于知识清单01清单01磁场

磁感线（3）波长、频率和波速的关系：________（4）电磁波与机械波的比较

名称项目电磁波机械波产生由___________的电场、磁场产生由质点（波源）的振动产生波的特点____波纵波或横波波速在真空中等于光速c＝3×108m/s；在介质中波速较小在空气中不大（如声波波速在空气中约为340m/s）；在液体和固体中较大是否需要介质_________介质（在真空中仍可传播）必须有介质（真空中不能传播）传播能量电磁能机械能

周期性变化不需要横知识清单01清单01磁场

磁感线3．电磁波普（1）定义：按照电磁波的

或

大小的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。（2）按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、_________、紫外线、X射线、γ射线。波长频率可见光知识清单01清单01磁场

磁感线（3）无线电波的分类及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右，频率由低到高波长由左向右，波长由长到短特性传递信息热作用强感光性强化学作用穿透力强穿透力强穿透力最强用途通信、广播、导航加热、遥测、摄像、制导照明、照相等杀菌、消毒、治疗皮肤病等检测、探测、透视、医疗等检测、探测、透视、医疗等探测、医疗等知识清单01清单01磁场

磁感线1．热辐射（1）定义：我们周围的____________都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。（2）热辐射的特点：物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。即辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。2．物体表面对外界射来的电磁波的吸收和反射除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。3．黑体（1）理解：能够____________入射的各种波长的电磁波而__________反射的物体就叫作黑体。（2）黑体辐射的特点：辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的_______有关。清单05微观世界的量子化一切物体完全吸收不发生温度知识清单01清单01磁场

磁感线4．普朗克的能量子理论（1）普朗克的假设

振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。能量子公式：________，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s。（2）普朗克的假设认为微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是_______（分立）的。（3）能量子理论在微观与宏观世界的联系与区别由于ε＝hν极微小，所以在宏观尺度内研究物体的能量时，我们可以认为物体的能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子的能量时，能量量子化（ε＝hν）不可忽略，即必须考虑能量量子化。ε＝hν不连续知识清单01清单01磁场

磁感线5．光子

爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的。也就是说，光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作______。光子知识清单01清单01磁场

磁感线6．能级（1）定义：微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统，原子的能量是________的。这些量子化的能量值叫作能级。（2）理解：通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最稳定的。原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个能级之差。由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。量子化知识清单01清单01磁场

磁感线7．量子力学的建立19世纪末和20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。方法与模型02方法模型归纳02模型01地磁场及其磁感应的分布【典例1】中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（）A．地磁场的磁感线不闭合B．地理南、北极与地磁场的南、北极重合C．地磁南极在地理北极附近D．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

【详解】A．地磁场的磁感线是闭合的，在地球外部从N极到S极，内部从S极到N极，选项A错误；BC．地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合，地磁南极在地理北极附近，选项B错误，C正确；D．只有在地球赤道上方位置的地磁场方向才与地面平行，选项D错误。故选C。方法模型归纳02模型02安培分子假说【典例2】安培认为，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。若某一物质微粒两侧磁极如图所示，下列利用安培定则判断电流方向正确的是（）

【详解】根据安培定则：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。故选D。方法模型归纳02模型03磁通量大小计算

方法模型归纳02模型04磁通量的变化量的计算【典例4】一匝数为N匝、边长为2R的正方形线圈如图放置，在其内部半径为R的虚线圆范围内有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如果将线圈绕虚线圆的某一条直径旋转270°，这个过程中穿过线圈的磁通量变化量的大小为（）A．πBR2

B．NπBR2

C．4BR2

D．4NBR2

方法模型归纳02模型05磁通量的变化判断分分析【典例5】如图，空间固定一条形磁体（其轴线水平），穿过圆环的磁通量先减小再增大的是（）A．圆环a沿磁体轴线由磁体N极向右移至S极B．圆环a沿磁体轴线由磁体N极左侧向左移至无穷远C．圆环b从磁体正下方竖直下落D．圆环c从磁体右边的位置1下降到位置3

【详解】A．圆环a沿磁体轴线由磁体N极向右移至S极，穿过圆环的磁通量先增大后减小，故A错误；B．圆环a沿磁体轴线由磁体N极左侧向左移至无穷远，穿过圆环的磁通量一直减小，故B错误；C．圆环b从磁体正下方竖直下落，穿过圆环的磁通量一直减小，故C错误；D．圆环c从磁体右边的位置1下降到2位置，穿过圆环的磁通量一直减小，从位置2降到位置3，穿过圆环的磁通量一直增大，故D正确。方法模型归纳02模型06导体棒切割磁场产生感应电流【典例6】如图所示是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流表的指针是否偏转填写在下面的空格处。(1)磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动，电流表的指针

（选填“偏转”或“不偏转”）。(2)导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，电流表的指针

（选填“偏转”或“不偏转”）。【详解】（1）（1）[1]磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动时，导体AB切割磁感线，回路中就会产生感应电流，因此电流表的指针偏转。（2）（2）[2]导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，则导体AB不切割磁感线，回路中就不会产生感应电流，因此电流表的指针不偏转。

方法模型归纳02模型07插拔线圈产生感应电流我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分(1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流从正（负）接线柱流入时，

；(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向右移动滑片，此过程中电流表指针

偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针

偏转；（均选填“向左”或“向右”或“不”）(3)某同学按图乙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，要避免电击发生，故在拆除电路前应________

（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。电流表指针的偏转方向向右向左断开开关方法模型归纳02模型08开关通断产生感应电流【典例8】如图是法拉第探究“磁生电”的实验，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，一个线圈A连接电池与开关，另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针。下列说法正确的是（）A．A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原B．保持开关闭合，小磁针始终发生偏转C．开关断开瞬间，小磁针不会发生偏转D．A、B线圈没有直接连接，无论如何操作小磁针都不会发生偏转【详解】AB．A线圈接通瞬间，在铁环产生顺时针方向的磁场，使得穿过线圈B的磁通量增加，根据楞次定律和安培定则可知，在线圈B中产生逆时针方向感应电流，电流稳定后穿过A、B的磁通量不再发生变化，所以B中不再有感应电流，即小磁针偏转一下随即复原，故A正确，B错误；CD．当开关断开，A线圈中的电流中断瞬间，使得穿过B的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可知，在B中产生顺时针方向感应电流，小磁针会反向偏转，线圈A电流减为零后穿过A、B的磁通量不再变化，所以B中不再有感应电流，小磁针偏转一下后随即复原，故CD错误。故选A。A方法模型归纳02模型09调节滑动变阻器产生感应电流【典例9】小明同学利用如图装置研究电磁感应现象时，发现电流表的指针向右偏转（电流表的偏转满足左进左偏，右进右偏），该同学可能进行的操作是（

）A．断开开关瞬间B．开关闭合时在线圈A中插入铁芯C．开关断开时将滑动变阻器的滑片向左滑动D．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向右滑动【详解】A．断开开关瞬间向下穿过B线圈的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可知，B产生的感应电流从左侧进入电流表，则电流表应左偏，故A错误；B．开关闭合时在线圈A中插入铁芯，则导致向下穿过B线圈的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知，B产生的感应电