2024-2025學(xué)年新教材高中物理第56章初識(shí)電磁場(chǎng)與電磁波能源與可持續(xù)發(fā)展階段提升課學(xué)案魯科版必修3

PAGE8-第5章學(xué)問(wèn)體系·思維導(dǎo)圖考點(diǎn)整合·素養(yǎng)提升考點(diǎn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象角度1電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生(難度☆☆☆)1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變更,閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。2.引起磁通量變更的幾種狀況:(1)閉合電路導(dǎo)線圍成的面積不變,但閉合電路處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小發(fā)生變更。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,閉合電路導(dǎo)線圍成的面積發(fā)生變更。(3)線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角發(fā)生變更。角度2電磁場(chǎng)的產(chǎn)生(難度☆☆☆)變更的原場(chǎng)產(chǎn)生的新場(chǎng)恒定的磁場(chǎng)(電場(chǎng))不產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng))勻稱變更的磁場(chǎng)(電場(chǎng))恒定的電場(chǎng)(磁場(chǎng))不勻稱變更的磁場(chǎng)(電場(chǎng))變更的電場(chǎng)(磁場(chǎng))1.關(guān)于感應(yīng)電流,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.只要穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變更,線圈中就肯定有感應(yīng)電流B.只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線中就肯定有感應(yīng)電流C.穿過(guò)某閉合線圈的磁通量為零時(shí),線圈電路中肯定沒(méi)有感應(yīng)電流D.當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變更時(shí),閉合電路中肯定有感應(yīng)電流【解析】選D。產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:回路閉合、磁通量變更,即使某時(shí)刻穿過(guò)閉合電路的磁通量為0,但只要磁通量在變更,電路中就有感應(yīng)電流,故選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。2.(多選)在空間某處存在一變更的磁場(chǎng),則 ()A.在磁場(chǎng)中放一閉合線圈,線圈中肯定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.在磁場(chǎng)中放一閉合線圈,線圈中不肯定產(chǎn)生感應(yīng)電流C.在磁場(chǎng)中不放閉合線圈,在變更的磁場(chǎng)四周肯定不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)D.在磁場(chǎng)中不放閉合線圈,在變更的磁場(chǎng)四周肯定會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)【解析】選B、D。依據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,只有穿過(guò)閉合線圈的磁通量發(fā)生變更,線圈中才產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤,B正確;變更的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng),與是否存在閉合線圈無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤,D正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)(2024·江蘇高考改編)如圖所示,兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合。下列變更會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A.同時(shí)增大B1減小B2B.同時(shí)減小B1增大B2C.同時(shí)以相同的變更率增大B1和B2D.同時(shí)以相同的變更率減小B1和B2【解析】選A、B。閉合線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變更時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,同時(shí)增大B1減小B2以及同時(shí)減小B1增大B2,都會(huì)使線圈的磁通量變更,產(chǎn)生感應(yīng)電流,以相同的變更率增大或減小B1和B2時(shí),磁通量始終為零,沒(méi)有發(fā)生變更,故沒(méi)有感應(yīng)電流,故A、B正確,C、D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)1對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的相識(shí)及應(yīng)用角度1對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解(難度☆☆☆)1.適用條件:通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)放置。適用于任何磁場(chǎng),在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中IL為電流元相當(dāng)于電場(chǎng)中的“摸索電荷”。2.B與F和IL的關(guān)系:磁場(chǎng)在某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向是客觀存在的,與通過(guò)導(dǎo)線的電流大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)短無(wú)關(guān),即使不放入載流導(dǎo)線,磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在,故不能說(shuō)“B與F成正比”或“B與IL成反比”。3.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向:小磁針靜止時(shí)N極所指的方向,或小磁針靜止時(shí)S極所指的反方向。角度2磁感應(yīng)強(qiáng)度的求解(難度☆☆☆)1.運(yùn)用公式:B=,通過(guò)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力求解時(shí)須要留意導(dǎo)線要與磁場(chǎng)垂直。2.運(yùn)用公式:B=,通過(guò)磁通量求解時(shí)須要留意平面S要與磁場(chǎng)垂直。1.對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=的理解,下列說(shuō)法正確的是 ()A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟安培力F成正比,跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積成反比B.公式表明,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)線所受安培力F的方向相同C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)本身確定的,不隨F,I及L的變更而變更D.假如通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某處受到的安培力F等于零,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也等于零【解析】選C。磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=只是比值定義,但磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)本身確定的,不隨F,I及L的變更而變更,故A錯(cuò)誤,C正確;試驗(yàn)探究可以發(fā)覺(jué)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)體所受力F的方向垂直,B錯(cuò)誤;當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)平行時(shí),受到的安培力F=0,但該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度并不等于0,D錯(cuò)誤。2.在磁場(chǎng)中某一點(diǎn),已經(jīng)測(cè)出一段0.5cm長(zhǎng)的導(dǎo)線中通入0.01A電流時(shí),受到的安培力為5.0×10-6N,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小肯定是0.1TB.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小肯定不大于0.1TC.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小肯定不小于0.1TD.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向即為導(dǎo)線所受安培力的方向【解析】選C。由于導(dǎo)線放置狀況不明,因此磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值Bmin==T=0.1T,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與安培力方向垂直,則C正確,A、B、D錯(cuò)誤。3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中存在一平面,平面面積為0.1cm2,已知該平面的磁通量為0.5Wb,則該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 ()A.5T B.500TC.50T D.以上均有可能【解析】選D。磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算式B=適用于B與S垂直時(shí),由于題干沒(méi)有說(shuō)明平面與磁場(chǎng)的夾角,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度可以為隨意值,選項(xiàng)A、B、C給出的答案均有可能,故D正確?！炯庸逃?xùn)練】1.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度l和電流所受磁場(chǎng)力F的關(guān)系,下面的說(shuō)法中正確的是 ()A.在B=0的地方,F肯定等于零B.在F=0的地方,B肯定等于零C.若B=1T,I=1A,l=1m,則F肯定等于1ND.若l=1m,I=1A,F=1N,則B肯定等于1T【解析】選A。應(yīng)用公式B=或F=IlB時(shí)要留意導(dǎo)線必需垂直于磁場(chǎng)方向放置。故選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。2.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.通過(guò)某平面的磁感線條數(shù)為零,則此平面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定為零B.空間各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向C.平行放置的兩條形磁鐵異名磁極間的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)D.磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,則通過(guò)放在該處的某平面的磁感線條數(shù)肯定為零【解析】選B、D。磁感應(yīng)強(qiáng)度反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,它的方向就是該處磁場(chǎng)的方向,故選項(xiàng)B正確;磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,放在該處的某平面肯定無(wú)磁感線穿過(guò),故選項(xiàng)D正確;穿過(guò)某一平面的磁感線的條數(shù)除與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)之外,還與平面的放置狀況有關(guān),若某平面無(wú)磁感線穿過(guò),可能磁場(chǎng)很強(qiáng),只是平面平行于磁場(chǎng)放置導(dǎo)致磁感線穿過(guò)該平面的條數(shù)為零,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;平行放置的兩條形磁鐵異名磁極間的磁場(chǎng)不肯定是勻強(qiáng)磁場(chǎng),近距離平行放置的兩異名磁極間其中間部分的磁場(chǎng)可認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤?？键c(diǎn)2安培定則與磁場(chǎng)的疊加角度1安培定則的應(yīng)用(難度☆☆☆)1.安培定則的應(yīng)用:緣由(電流方向)結(jié)果(磁場(chǎng)方向)直線電流的磁場(chǎng)大拇指四指環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)四指大拇指提示:在應(yīng)用安培定則時(shí)肯定要留意四指與拇指的作用及指向。2.一個(gè)其他形態(tài)電流(如矩形,三角形等)的磁場(chǎng),從整體效果上可以等效為環(huán)形電流的磁場(chǎng),也可以分成幾段直線電流推斷,然后用磁場(chǎng)疊加思想處理。角度2磁場(chǎng)的疊加(難度☆☆☆☆)1.磁場(chǎng)的疊加原理:磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)遵循平行四邊形定則。2.主要步驟:(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源,如通電導(dǎo)線。(2)定位空間中需求解磁場(chǎng)的點(diǎn),利用安培定則判定各個(gè)場(chǎng)源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小和方向。(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成。1.(多選)如圖所示,M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn),O為半圓弧的圓心,∠MOP=90°,在M、P處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面,導(dǎo)線中通有垂直紙面對(duì)里、大小相等的恒定電流。整個(gè)系統(tǒng)處于平行于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,此時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,則 ()A.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向水平向左B.M處電流在圓心O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0C.P處電流在圓心O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0D.若把P點(diǎn)處電流反向,其他條件不變,則O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0【解析】選C、D。依據(jù)安培定則可知,兩導(dǎo)線在O點(diǎn)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示,兩電流的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與外磁場(chǎng)大小相等為B0,方向相反。則依據(jù)幾何關(guān)系可知,兩導(dǎo)線單獨(dú)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,故A、B錯(cuò),C正確;當(dāng)P處電流反向后,依據(jù)幾何關(guān)系可得合磁場(chǎng)為B0,故D正確。2.(多選)無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線在四周某一點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流成正比,與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比,即B=(式中k為常數(shù)),如圖所示,兩根相距L的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N通有大小相等、方向相反的電流,a點(diǎn)在兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn),b點(diǎn)在a點(diǎn)正上方且距兩根直導(dǎo)線的距離均為L(zhǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同B.a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反C.a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為4∶D.a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為4∶1【解析】選A、D。設(shè)通電導(dǎo)線在距離L處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,兩導(dǎo)線MN在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成120°角,磁感應(yīng)強(qiáng)度的合矢量為B0,方向垂直MN向下;由B=知,兩導(dǎo)線MN在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0,磁感應(yīng)強(qiáng)度的合矢量為4B0,方向垂直MN向下。所以a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同,大小之比為4∶1,故A、D正確,B、C錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】1.(多選)有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b相互平行放置,如圖所示為垂直于導(dǎo)線的橫截面圖。在如圖所示的平面內(nèi),O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn),M、N為兩導(dǎo)線連線段的中垂線上的兩點(diǎn),與O點(diǎn)的距離相等,aM與MN夾角為θ。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I,單根導(dǎo)線中的電流在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0。則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向肯定相反B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0cosθC.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0sinθD.在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不行能為零【解析】選A、B。作出兩根導(dǎo)線在M、N處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的示意圖,并依據(jù)平行四邊形定則求出合磁場(chǎng),如圖所示,則M、N兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等,B=2B0cosθ,方向相反,選項(xiàng)A、B均正確,C錯(cuò)誤;在線段MN的中點(diǎn)O處,合磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.如圖所示,三根長(zhǎng)直導(dǎo)線A、B和C垂直紙面并固定于等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,三根導(dǎo)線均通有方向垂直紙面對(duì)里的電流I時(shí),AC的中點(diǎn)O處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0。若使A中的電流反向其他條件不變,則O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)?()A.0B.B0C.B0