课堂新坐标2016_2017学年高中物理第2章电磁感应与电磁场第4节麦克斯韦电磁场理论教师用书粤教版选修1_1
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 4.1+2 划时代的发现 探究感应电流的产
【课堂新坐标】〔教师用书〕2013-2014学年高中物理 4.1+2 划时代的发现探究感应电流的产生条件课后知能检测新人教版选修3-21.如下现象中,属于电磁感应现象的是( )A.磁场对电流产生力的作用B.变化的磁场使闭合电路产生感应电流C.插入通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场【解析】电磁感应现象是指磁生电的现象,选项B对.【答案】 B2.1823年,科拉顿做了这样一个实验,他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生.在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里.他想,反正产生的电流应该是“稳定〞的(当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定〞的),插入磁铁后,如果有电流,跑到另一间房里观察也来得与.就这样,科拉顿开始了实验.然而,无论他跑得多快,他看到的电流计指针都是指在“0〞刻度的位置,科拉顿失败了.以下关于科拉顿实验的说法中正确的答案是( )A.实验中根本没有感应电流产生B.实验中有感应电流产生C.科拉顿的实验装置是完全正确的D.科拉顿实验没有观察到感应电流是因为在插入磁铁的过程中会有感应电流产生,但当跑到另一间房观察时,电磁感应过程已经完毕,不会看到电流计指针的偏转【解析】感应电流是在磁通量变化的过程中产生的,这种变化一旦停止,感应电流也就不存在了.【答案】BCD3.德国《世界报》曾报道个别西方兴旺国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹.假设一枚原始脉冲波功率10 kMW,频率5 kMHz的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸,它将使方圆400~500 m2范围内电场强度达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软件均遭到破坏.电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( )A.电磁脉冲引起的电磁感应现象B.电磁脉冲产生的动能C.电磁脉冲产生的高温D.电磁脉冲产生的强光【解析】根据电磁感应可知,变化的磁场产生电场,增大周围电场强度,可以破坏其电子设备.应当选A.【答案】 A4.如图4-1-8所示,一个矩形铁芯上绕制两个线圈A和B.在如下关于B线圈中是否有感应电流的判断中,正确的答案是( )图4-1-8A.S闭合后,B线圈中一直有感应电流B. S闭合一段时间后,B中感应电流消失,但移动变阻器滑片时,B中又有感应电流出现C. 在S断开和闭合的瞬间,B中都有感应电流D. 因为A、B两线圈是两个不同的回路,所以B中始终没有感应电流【解析】线圈中有电流时,产生的磁场通过铁芯能穿过B线圈,当A线圈中的电流变化时产生的磁场发生变化,如此穿过B线圈的磁通量发生变化,B线圈中产生感应电流.【答案】BC5.一磁感应强度为B的匀强磁场,方向水平向右,一面积为S的矩形线圈abcd如图4-1-9所示放置,平面abcd与竖直方向成θ角,将abcd绕ad轴转180°角,如此穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )A.0 B.2BSC.2BS cos θD.2BS sin θ图4-1-9【解析】开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1=BS cos θ.后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2=-BS cos θ,如此磁通量的变化量为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS cos θ.【答案】 C6.如下列图,用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合,哪些组合中,切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,图D中直导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合)( )【解析】对图A而言,因为通电直导线位于环形导线所在平面内,且与直径重合,因此穿过圆环的磁通量为零,所以当切断导线中的电流时,磁通量在整个变化过程中必为零,所以闭合回路中不会有感应电流产生;对图B而言,因为磁通量为大小两个局部磁感线条数之差,当切断直导线中的电流时,磁通量为零,即此过程中磁通量有变化,故闭合回路中会有感应电流产生;同理分析可得图C中也有感应电流产生;对图D而言,因为环形导线与直导线产生的磁场的磁感线平行,故磁通量为零.当切断直导线中的电流时,磁通量在整个变化过程中皆为零,所以闭合回路中不会有感应电流产生,所以当切断直导线中的电流时,能产生感应电流的有B、C两种情况.【答案】BC7.如图4-1-10所示,导线ab和cd互相平行,如此如下四种情况下导线cd中无电流的是( )A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关S是闭合的,但滑动触头向左滑C.开关S是闭合的,但滑动触头向右滑D.开关S始终闭合,不滑动触头图4-1-10【解析】如果导线cd中无电流产生,如此说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有发生变化,也就说明通过导线ab段的电流没有发生变化.显然,开关S闭合或断开的瞬间、开关S是闭合的但滑动触头向左滑的过程、开关S是闭合的但滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化,都能在导线cd中产生感应电流.【答案】 D8.法拉第通过精心设计的一系列实验,发现了电磁感应定律,将历史上认为各自独立的学科“电学〞与“磁学〞真正联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中,所做的推论后来被实验否认的是( )A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近旁的导体外表感应出电荷,那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势,那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流,那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势,那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流【解析】法拉第经过研究发现引起感应电流的原因都与变化和运动有关,B、C、D项所表示的思想都被实验证实,A中推论不成立.【答案】 A9.如图4-1-11所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有电流I 通过时,穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc,如下说法中正确的答案是( ) A.Φa<Φb<ΦcB.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<ΦbD.Φa>Φc>Φb图4-1-11【解析】当a中有电流通过时,穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多,向外的磁感线的条数c最多,其次是b,a中没有向外的磁感线,因此根据合磁通量的计算,应该是Φa>Φb>Φc.【答案】 B10.唱卡拉OK用的话筒内有传感器.其中有一种是动圈式的,如图4-1-12所示,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.如下说法正确的答案是( )动圈式话筒的构造图4-1-12A.该传感器是根据电流的磁效应工作的B.该传感器是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势【解析】当声波使膜片前后振动时,膜片后的金属线圈就跟着振动,从而使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生改变,产生感应电流,从而将声音信号转化为电信号,这是话筒的工作原理.如此B选项正确,A、C、D均错误.【答案】 B11.如图4-1-13所示是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中通过改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方法:图4-1-13(1)_________________________________________________;(2)_________________________________________________;(3)_________________________________________________.【解析】(1)合上(或断开)开关瞬间;(2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出;(3)移动滑动变阻器的滑片.【答案】见解析12.一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S极附近下落,下落过程中,线圈平面保持水平,如图4-1-14所示,位置Ⅰ和Ⅲ都靠近位置Ⅱ,如此线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,线圈内________感应电流产生;线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中,线圈内________感应电流产生.(填“有〞或“无〞)图4-1-14 【答案】有有。
【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修3-2(课件)第四章 电磁感应 5 [来源:学优网1197568]
图457
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力; (2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为 Ep,则这一 过程中安培力所做的功 W1 和电阻 R 上产生的焦耳热 Q1 分别为多少? (3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的 过程中,电阻 R 上产生的焦耳热 Q 为多少?
【答案】 CD
3.(2016· 宜昌高二检测)如图454所示,金属棒ab置于水平放置的光滑框架 cdef上,棒与框架接触良好,匀强磁场垂直于ab棒斜向下.从某时刻开始磁感应 强度均匀减小,同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止,则 F( ) A.方向向右,且为恒力 B.方向向右,且为变力 C.方向向左,且为变力 D.方向向左,且为恒力
感生电场的特点 1.感生电场是一种涡旋电场,电场线是闭合的. 2.感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无关. 3.感生电场的方向根据闭合电路(或假想的闭合电路)中感应电流的方向确定.
电磁感应现象中的洛伦兹力
[先填空] 1.成因 导体棒做切割磁感线运动时,导体棒中的自由电荷随棒一起定向运动,并因 此受到洛伦兹力. 2.动生电动势:由于 导体运动 而产生的感应电动势. 3.动生电动势中的非静电力:与 洛伦兹力 有关.
【解析】
(1)初始时刻导体棒中感应电动势E=BLv0①
E 导体棒中感应电流I=R② 作用于导体棒上的安培力F=BLI③ B2L2v0 联立①②③得F= R ,方向水平向左.
(2)由于安培力方向与位移方向相反,安培力做负功,由功能关系得 1 2 W1=Ep-2mv0 电阻R上产生的焦耳热 1 2 Q1=2mv0-Ep. 1 2 (3)由能量转化及平衡条件等,可判断棒最终静止于初始位置,Q=2mv0.
最新2019-2020年人教统编课堂新坐标高中物理第1章电与磁第5节奥斯特实验的启示课件粤教版选修
1.发现电流周围存在磁场的物理学家是( ) A.奥斯特 B.焦耳 C.张衡 D.安培
【答案】 A
2.某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线
电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动
动.由此可知,通电直导线产生的磁场方向是( )
A.自东向西
B.自南向北
C.自西向东
D.自北向南
2019-2020年人教统编课堂新 坐标高中物理第1章电与磁第5 节奥斯特实验的启示课件粤教
版选修
课标解读 1.了解奥斯特发现电流磁效应的历程. 2.会判断安培力的方向. 3.知道影响安培力大小的因素.
重点难 1.安培力的方向. 2.影响安培力大小 点)
安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直,又跟电流方向垂 之间的关系可以用左手定则来判定:伸开左手,使拇指跟其余四 都跟手掌在同一个平面内,让磁感线穿入手心,并使四指指向电 么,拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.
【答案】 A 图磁场方向垂直纸面向外;B 图磁场方向在纸面 下;C、D 图电流方向均垂直于纸面向里.
1. (2014·广东学业水平测试)如图 1-5-3 所示,一通电直导线与
垂直,导线所受安培力的方向是( ) A.向上
B.向下
C.垂直纸面向里
D.垂直纸面向外
图 1-5-3
【解析】 由左手定则知,选项 C 正确. 【答案】 C
影响安培力大小的因素
【问题导思】 1.怎样探究安培力大小和 B、L、I 的关系? 2.安培力的大小和 B、L、I 的关系如何?
安培力的决定因素有两个:一个是放入磁场中的一段导体的 I 一个是磁场本身,即磁场的磁感应强度 B.因而安培力的改变:
1.通过改变磁感应强度 B 的大小来改变; 2.通过改变通电导线的长短 L 来改变; 3.通过改变通电导线电流 I 的大小来改变; 4.通过改变通电导线在磁场中的放置位置来改变.
课堂新坐标2016_2017学年高中物理第2章楞次定律和自感现象第1节感应电流的方向课件
第 1 节 感应电流的方向
知 识 点 二
学习目标 1.通过实验探究感应电流的方向,理解 楞次定律的内容.(重点) 2.理解右手定则与楞次定律的关系;能 区别右手定则和左手定则. (重点、 难点) 3.能从能量守恒的角度来理解楞次定 律. 4. 会应用楞次定律和右手定则解决有关 问题(重点)
4.楞次定律 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要 阻碍 引起感应电流的
磁通量 的变化.(另一种表述:感应电流引起的效果总是阻碍引起感应电流的原
因). [再判断] 1.在楞次定律中,阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身.(√) 2.感应电流的磁场总是阻碍磁通量,与磁通量方向相反.(×) 3.感应电流的磁场可阻止原磁场的变化.(×)
【答案】 A
6.(多选)在北半球地磁场的竖直分量向下,飞机在我国上空匀速巡航,机 翼保持水平,飞行高度不变.由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞 行员左方机翼末端处的电势为 U1,右方机翼末端处的电势为 U2,则( A.若飞机从西往东飞,U1 比 U2 高 B.若飞机从东往西飞,U2 比 U1 高 C.若飞机从南往北飞,U1 比 U2 高 D.若飞机从北往南飞,U2 比 U1 高 )
【提示】 右手定则
[核心点击] 楞次定律与右手定则的区别及联系 楞次定律 研究 对象 区 适用 别 范围 应用 联系 整个闭合回路 各种电磁感应现象 右手定则 闭合回路的一部分,即做切割 磁感线运动的导体 只适用于导体在磁场中做切割 磁感线运动的情况 磁感应现象较方便
用于磁感应强度 B 随时间变化而 用于导体切割磁感线产生的电 产生的电磁感应现象较方便 右手定则是楞次定律的特例
A.P、Q 将相互靠拢 B.P、Q 将相互远离 C.磁铁的加速度仍为 g D.磁铁的加速度小于 g
高中物理第2章电磁感应与电磁场第4节麦克斯韦电磁场理论教师用书粤教版
第四节麦克斯韦电磁场理论课标解读重点难点1.知道什么是电磁波.了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,体会其在物理学发展中的意义.2.了解赫兹证实电磁波存在的实验,体会实验验证在物理理论发展中的地位和作用.1.电磁场理论.(重难点)2.电磁波.(重点)电磁场理论的建立及验证1.(1)电磁场理论英国物理学家麦克斯韦在研究了法拉第电磁感应现象之后,提出了电磁场理论:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,变化的电场和变化的磁场相互联系,形成一个不可分割的统一体——电磁场.电场和磁场只是电磁场这个统一体的两种具体表现形式.(2)电磁波的形成如果在空间某处产生了变化的电场,就会在空间引起变化的磁场;而这变化的电场和磁场又在较远的空间引起新的变化的电场和磁场.这个过程反复进行,使变化的电场和磁场由近及远地向周围空间传播出去,形成电磁波.(3)验证1888年,德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在,证明电磁波与光一样,具有反射、折射、衍射和干涉等波动特性,并发现电磁波的传播速度等于光速,证实了光是一种电磁波.2.思考判断(1)有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场.(×)(2)均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场.(×)(3)周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场.(√)3.探究交流麦克斯韦在建立电磁场理论的过程中,提出了什么假说?运用了哪些物理思想?【提示】麦克斯韦提出了“变化的磁场产生电场”、“变化的电场产生磁场”两个假说,研究中麦克斯韦采用了联想、推理、类比、对称等物理学的思想方法.电磁场也是物质1.电磁场可以使电荷移动,即可以对电荷做功,这说明电磁场具有能量.俄国物理学家列别捷夫测量到光对被照射物的压力,表明电磁场具有与其他物质相互作用的属性.所以说,电磁场是物质存在的基本形态之一.2.思考判断(1)电磁波具有能量.(√)(2)电磁波的传播必需有介质.(×)3.探究交流炎热的夏季,街头树阴下乘凉的人们都悠闲地听着自己喜欢的电台节目,成为现代人们消闲的一道风景.这些天人传话一样的声音是怎么来到人们跟前的呢?【提示】由一道电磁波传播到人们跟前的.麦克斯韦电磁场理论1.麦克斯韦电磁场理论的内容是什么?2.电磁场的实质是什么?1.麦克斯韦电磁场理论2.电磁场如果在空间某处产生了周期性变化的电场,就会在周围空间引起周期性变化的磁场,而这个周期性变化的磁场又在较远的空间引起新的周期性变化的电场.变化的电场和变化的磁场相互联系,形成了一个不可分割的统一体——电磁场.1.麦克斯韦电磁场理论中的“均匀变化”指的是在相等的时间内磁感应强度或电场强度的变化量相同;“振荡”是指周期性变化并且变化是不均匀的.2.恒定的电场不产生磁场;恒定的磁场不产生电场.关于电磁场理论,下列说法正确的是( )A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场【审题指导】麦克斯韦电磁场理论的核心是变化的电场(磁场)产生磁场(电场),稳定的电场(磁场)不产生磁场(电场).【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场周围才产生磁场,所以A错;而非均匀变化的电场产生变化的磁场,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,所以B、C错,故选D.【答案】 D1.(多选)按照麦克斯韦电磁理论,以下说法中正确的是( )A.恒定的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围产生恒定的电场B.变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场【解析】对此理论全面正确的理解为:不变化的电场周围不产生磁场;变化的电场周围可以产生变化磁场,也可以产生不变化的磁场;均匀变化的电场周围产生稳定的磁场;周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.变化的磁场产生电场的规律与以上类似,故正确答案为B、D.【答案】BD电磁波的特点1.电磁波的传播速度是多少?2.电磁波的传播需要介质吗?1.在真空中电磁波的传播速度等于光速,光是一种电磁波.2.电磁场中以电场和磁场的形式贮存着能量——电磁能.电磁波的传播过程就是能量传播的过程.3.麦克斯韦预言了电磁波,赫兹证实了电磁波的存在,测出了波长和频率,证实了真空中电磁波的传播速度等于光速,验证了电磁波的反射、折射、衍射和干涉等现象.4.电磁波可以在介质中传播,也可以在真空中传播.且任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是3×108 m/s.(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是( )A.只要电场和磁场发生变化,就能产生电磁波B.电磁波传播需要介质C.停止发射电磁波,发射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随着能量向外传递的【审题指导】变化的电磁场由近及远向外传播就是电磁波.【解析】对电磁波的产生机制及传播途径要搞清,如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是恒定的,就不能产生新的电场(或磁场),也就不能产生电磁波.电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质,故应选C、D.【答案】CD2.(2015·广东学业水平测试)卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用,定位时,接收器需要获得卫星发送的信号,卫星发送的是( )A.声波B.电磁波C.次声波D.机械波【解析】声波、次声波均为机械波,只能在介质中传播,不能在真空中传播,故高空的卫星只能发送可在真空中传播的电磁波,B正确.【答案】 B【备课资源】未来军事中的电磁技术美国的一份权威杂志曾对未来战争作过一次有趣的预测:下一次世界灾难降临的时候,你可能看不到蘑菇云,除了柴油机,所有引擎都罢工了.世界仿佛倒退到200年前,而你却毫发无伤,这就是电磁脉冲武器破坏后的世界.电磁武器的能量以输出点为顶点呈锥形向外延伸,在传输过程中不受大气、云雾等影响,能量损失少,并且其作用目标是其有效空间内的所有电子设备,其对于精确定位技术的依赖性不高,因而远比以往电子战中的精确制导炸弹、反辐射导弹更有优势.任何电子设备都要在一定的电磁环境下才能工作,而在电磁脉冲辐射超过其阈值时,该电子设备将失去功能,就目前电子设备的防护现状来说,越是数字化、信息化程度高的基础设施,设备越易受到攻击.但一般距离上不会危及人员安全,看起来比较人道.1.(2013·6月广东省学业水平考试)火星探测器从火星向地球发回成功着陆的信号,发回的信号属于( )A.电磁波B.声波C.超声波D.次声波【解析】从火星到地球之间绝大部分空间是真空,没有传播声波的介质,而电磁波的传播不需要介质,所以选项A正确.【答案】 A2.(多选)(2015·广东学业水平测试)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的有( ) A.电磁波不能在真空中传播B.变化的电场一定能产生变化的磁场C.电磁波在真空中传播的速度是3×108 m/sD.变化的电场和磁场由近及远地向周围空间传播,形成电磁波【解析】电磁波可以在真空中传播,A错误;均匀变化的电场产生恒定磁场,B错误;电磁波在真空中传播的速度是3×108 m/s,C正确;由电磁波的定义可知D正确.【答案】CD3.(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中,正确的是( )A.机械波与电磁波本质上是一致的B.机械波的波速只与介质有关,而电磁波在介质中的波速,不仅与介质有关,而且与电磁波的频率有关C.机械波和电磁波的传播都离不开介质D.它们都可发生干涉、衍射现象【解析】机械波与电磁波产生的根源不同,是由不同的运动形成的,产生的本质也不同,A、C错误.B、D正确.【答案】BD。
课堂新坐标2016_2017学年高中物理第2章磁场章末分层突破课件
2.电场线和磁感线的显著区别是:电场线起始于正电荷或无穷远,终止于 无穷远或负电荷,是非闭合的曲线,而磁感线是闭合的曲线.
关于电场线和磁感线的概念,以下说法中正确的是( A.电场线和磁感线都是不封闭的曲线 B.沿着磁感线的方向,磁场越来越弱 C.任意两条电场线或磁感线都不能相交 D.电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱
2.磁场问题的综合性题目往往是与力学知识的综合.磁、力综合题与纯力 学题相比,物体只是多受到一个安培力或洛伦兹力的作用,解决问题的思维程 序和方法与力学中相同.正确解决问题的前提仍是进行受力分析、运动分析, 在此基础上再选用力学知识、规律作出判断,或列出方程求解.
质量为 m 的通电导体棒 ab 置于倾角为 θ 的金属导轨上,如图 21 所示.已知导体与导轨间的动摩擦因数为 μ,在图 22 所示的各种磁场中,导体 均静止,则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是( )
1.安培力计算用 F=BIL,要求导线与磁场垂直. 2.洛伦兹力与安培力的方向都用左手定则判定.
1.(2013· 广东学业水平检测)带正电荷 q 的粒子(不计重力)进入匀强磁场中(如图 25 所示),能在磁场中受力发生垂直纸面向内偏转的是( ) 【导学号:33810140】
图 25
【解析】 因为 AB 项中带正电荷 q 的粒子,运动方向平行于磁场,所以不 受磁场力而做匀速直线运动,由左手定则可知,C 选项中带正电荷 q 的粒子受到 的磁场力向外,D 选项中带正电荷 q 的粒子,受到的磁场力向内,故选项 D 正 确. 【答案】 D
如图 24 所示,某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的 匀强磁场,一金属杆 AB 从高 h 处自由下落,则( )
图 24
A.A 端先着地 B.B 端先着地 C.两端同时着地 D.以上说法均不正确
4.2+麦克斯韦电磁场理论+课件+-2023-2024学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册
课堂练习
【例1】关于麦克斯韦电磁场理论,以下说法正确的是( BD)
A.在赫兹发现电磁波的实验基础上,麦克斯韦提出了完整的电磁场理论
B.变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场
C.恒定的电场可以在周围的空间产生磁场
D.麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在,赫兹第一个用试验证明了电磁
波的存在
课堂练习
【例2】关于电磁波的特点,下列说法中不正确的是(
C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花是因为电磁波在导线环中激发
出感应电动势
D.只要赫兹实验中的电火花一停止,产生的电磁波立即消失
解析: 在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速,与电磁波的频率、
能量大小无关,A、B错误;赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花,是
因为电磁波在导线环中激发出感应电动势,C正确;当赫兹实验中的电
火花停止即发射电路的电磁振荡停止,只是不再产生新的电磁波,但已
产生的电磁波不会立即消失,还会继续传播,故D错误。
那么电磁波是依靠
什么传播的呢?
电磁波的传播依靠的是电场
和磁场的相互“激发”
电磁波在真空中的传播速度等于光速
二、电磁波
3. 光波的本质是电磁波
电磁波在真空中的传播速度等于光速。
光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡——光是一种电磁波。
麦克斯韦
二、电磁波
电磁波的特点:
1. 电磁波是横波
2. 电磁波的频率即为电磁振荡的频率
空间可能存在电磁波
1. 电磁波的产生:变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波
Part 02
电磁波
变化
的电场
变化
的磁场
变化
的电场
新的
电场和磁场
【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修3-2(课件)第四章 电磁感应 6
[合作探讨] 如图465所示,一个灯泡A与一个线圈L并联,接一电源和开关S.
图465
探讨1:开关断开前后,流过灯泡的电流方向是否相同?
【提示】 不同.S闭合时,灯泡A中电流向左,S断开瞬间,灯泡A中电流 方向向右.
探讨2:在断开开关S的瞬间,灯泡A一定要闪亮一下吗?
【提示】 不一定.灯泡A是否出现闪亮一下的现象,取决于两个支路中电 流的大小关系,只有在IL>IA的情况下,才可以出现闪亮一下的现象.
2.自感现象 (1)定义 当一个线圈中的电流 变化 时,它所产生的 变化 应电动势的现象.产生的电动势叫作 自感电动势 . 的磁场在它本身激发出感
(2)通电自感和断电自感
电路 现象 自感电动势 的作用
通电自感
接通电源的瞬 阻碍电流的增 间,灯泡A1 加 较慢地亮起来 断开开关的瞬 间,灯泡A 逐渐变暗
【答案】 BC
2.(多选)如图 463 所示的电路中,线圈自身的电阻几乎为零.LA、LB 是两 个相同的灯泡,下列说法中正确的是( )
图 463
A.开关 S 由断开变为闭合,LA、LB 同时发光,之后亮度不变 B.开关 S 由断开变为闭合,LA 立即发光,之后又逐渐熄灭 C.开关 S 由闭合变为断开的瞬间,LA、LB 同时熄灭 D.开关 S 由闭合变为断开的瞬间,LA 再次发光,之后又逐渐熄灭
A.由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用 B.由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用 C.如果断开B线圈的开关S2,无延时作用 D.如果断开B线圈的开关S2,延时将变化
【解析】 线圈A中的磁场随开关S1的闭合而产生,随S1的断开而消失.当S1 闭合时,线圈A中的磁场穿过线圈B,当S2闭合,S1断开时,线圈A在线圈B中的磁 场变弱,线圈B中有感应电流,B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用,所 以B正确,A错误;若S2断开,线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用,所以 C正确,D错误.
【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修3-2(课件)第四章 电磁感应 1+2
磁通量及其变化
[先填空] 1.磁通量的计算 (1)公式:Φ=BS. (2)适用条件:① 匀强磁场 ;②S是 垂直 磁场的有效面积.
m2 . (3)单位:韦伯,1 Wb=1 T·
2.磁通量的物理意义 (1)可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的 磁感线 的条数. (2)同一个平面,当它跟磁场方向垂直时,磁通量 最大 ,当它跟磁场方向平行 时,磁通量为 0 .
知 识 点 一
知 识 点 三
1
知 识 点 二
划时代的发现
学 业 分 层 测 评
2
探究感应电流的产生条件
学习目标 1.了解电磁感应现象及相关的物理 学史. 2.通过实验探究产生感应电流的 条件.(重点、难点) 3.能正确分析磁通量的变化情 况.(重点)4.能运用感应电流的
知识脉络
产生条件判断是否有感应电流产
[核心点击] 1.磁通量的计算 (1)B与S垂直时:Φ=BS,S为线圈的有效面积.如图412(a)所示.
(2)B与S不垂直时:Φ=BS⊥=B⊥S,S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面 积.B⊥为B在垂直于S方向上的分量.如图(b)、(c)所示. (3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时,规定某个方向的磁通量为正,反 方向的磁通量为负,求其代数和,如图(d)所示.
图413
(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2; (2)磁通量的变化量ΔΦ.
【解析】
(1)解法一:如题图所示,在初始位臵,把面积向垂直于磁场方向 θ,所以Φ1=BSsin θ.在末位
进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥=Ssin
臵,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥=Scos θ.由于磁感线从反面穿入,所以Φ2=-BScos θ. 解法二:如果把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解,能否 得到同样的结论?(请同学们自行推导,答案是肯定的)
粤教版高中物理选修11第2章电磁感应与电磁场第4节麦克斯韦电磁场理论学案
粤教版高中物理选修11第2章电磁感应与电磁场第4节麦克斯韦电磁场理论学案学习目标知识脉络1.知道什么是电磁波.了解麦克斯韦电磁场实际的基本思想,体会其在物理学开展中的意义.(重点、难点)2.了解赫兹证明电磁波存在的实验,体会实验验证在物理实际开展中的位置和作用.电磁场理论的建立及验证电磁场的物质性[先填空]1.电磁场实际英国物理学家麦克斯韦在研讨了法拉第电磁感应现象之后,提出了电磁场实际:变化的磁场发生电场,变化的电场发生磁场,变化的电场和变化的磁场相互联络,构成一个不可联系的一致体——电磁场.电场和磁场只是电磁场这个一致体的两种详细表现方式.2.电磁波的构成假设在空间某处发生了变化的电场,就会在空间惹起变化的磁场;而这变化的电场和磁场又在较远的空间惹起新的变化的电场和磁场.这个进程重复停止,使变化的电场和磁场由近及远地向周围空间传达出去,构成电磁波.3.验证1888年,德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在,证明电磁波与光一样,具有反射、折射、衍射和干预等动摇特性,并发现电磁波的传达速度等于光速,证明了光是一种电磁波.4.电磁场的物质性电磁场可以使电荷移动,即可以对电荷做功,这说明电磁场具有能量.俄国物理学家列别捷夫测量到光对被照射物的压力,说明电磁场具有与其他物质相互作用的属性.所以说,电磁场是物质存在的基本形状之一.[再判别]1.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能发生电场.(×)2.平均变化的电场周围一定发生平均变化的磁场.(×)3.周期性变化的磁场周围空间一定发生周期性变化的电场.(√)[后思索]麦克斯韦在树立电磁场实际的进程中,提出了什么假说?运用了哪些物理思想?【提示】麦克斯韦提出了〝变化的磁场发生电场〞、〝变化的电场发生磁场〞两个假说,研讨中麦克斯韦采用了联想、推理、类比、对称等物理学的思想方法.1.麦克斯韦电磁场实际2.电磁场假设在空间某处发生了周期性变化的电场,就会在周围空间惹起周期性变化的磁场,而这个周期性变化的磁场又在较远的空间惹起新的周期性变化的电场.变化的电场和变化的磁场相互联络,构成了一个不可联系的一致体——电磁场.麦克斯韦电磁场实际中的〝平均变化〞指的是在相等的时间内磁感应强度或电场强度的变化量相反;〝振荡〞是指周期性变化并且变化是不平均的.3.电磁波(1)在真空中电磁波的传达速度等于光速,光是一种电磁波.(2)电磁场中以电场和磁场的方式贮存着能量——电磁能.电磁波的传达进程就是能量传达的进程.(3)麦克斯韦预言了电磁波,赫兹证明了电磁波的存在,测出了波长和频率,证明了真空中电磁波的传达速度等于光速,验证了电磁波的反射、折射、衍射和干预等现象.(4)电磁波可以在介质中传达,也可以在真空中传达.且任何频率的电磁波在真空中的传达速度都是3×108 m/s.1.关于电磁场实际,以下说法正确的选项是( )A.在电场周围一定发生磁场,磁场周围一定发生电场B.在变化的电场周围一定发生变化的磁场,变化的磁场周围一定发生变化的电场C.平均变化的电场周围一定发生变化的磁场D.周期性变化的电场周围一定发生周期性变化的磁场【解析】依据麦克斯韦的电磁场实际,只要变化的电场周围才发生磁场,所以A错;而非平均变化的电场发生变化的磁场,平均变化的电场周围发生恒定的磁场,所以B、C错,应选D.【答案】 D2.(多项选择)关于电磁场和电磁波,以下说法正确的有( )【导学号:75392071】A.电磁波不能在真空中传达B.变化的电场一定能发生变化的磁场C.电磁波在真空中传达的速度是3×108 m/sD.变化的电场和磁场由近及远地向周围空间传达,构成电磁波【解析】电磁波可以在真空中传达,A错误;平均变化的电场发生恒定磁场,B错误;电磁波在真空中传达的速度是3×108 m/s,C正确;由电磁波的定义可知D正确.【答案】CD3.以下说法中正确的选项是( )A.电磁场的实质是电场B.电磁场的实质是磁场C.电磁场是电场和磁场的统称D.电磁场是周期性变化的电场和磁场交替发生而构成的不可分别的一致体【解析】变化的电场和变化的磁场交替发生而在空间中构成电磁场,故D选项正确.【答案】 D4.(多项选择)以下关于电磁波的说法中正确的选项是( )A.只需电场和磁场发作变化,就能发生电磁波B.电磁波传达需求介质C.中止发射电磁波,发射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波具有能量,电磁波的传达是随同着能量向外传递的【解析】对电磁波的发生机制及传达途径要搞清,假设电场(或磁场)是平均变化的,发生的磁场(或电场)是恒定的,就不能发生新的电场(或磁场),也就不能发生电磁波.电磁波不同于机械波,它的传达不需求介质,故应选C、D.【答案】CD5.(多项选择)依照麦克斯韦电磁实际,以下说法中正确的选项是( )【导学号:75392072】A.恒定的电场周围发生恒定的磁场,恒定的磁场周围发生恒定的电场B.变化的电场周围发生磁场,变化的磁场周围发生电场C.平均变化的电场周围发生平均变化的磁场,平均变化的磁场周围发生平均变化的电场D.平均变化的电场周围发生动摇的磁场,平均变化的磁场周围发生动摇的电场【解析】对此实际片面正确的了解为:不变化的电场周围不发生磁场;变化的电场周围可以发生变化磁场,也可以发生不变化的磁场;平均变化的电场周围发生动摇的磁场;周期性变化的电场发生同频率的周期性变化的磁场.变化的磁场发生电场的规律与以上相似,故正确答案为B、D.【答案】BD平均变化的电场(磁场)发生恒定的磁场(电场),不平均变化的电场(磁场)发生变化的磁场(电场),周期性变化的电场(磁场)发生同频率的周期性变化的磁场(电场).。
高中物理麦克斯韦电磁场理论知识点
高中物理麦克斯韦电磁场理论知识点高中物理麦克斯韦电磁场理论学问点麦克斯韦电磁场理论学问点的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场.麦克斯韦进一步将电场和磁场的全部规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系.这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组,麦克斯韦方程组是由四个微分方程构成,:(1)描述了电场的性质.在一般状况下,电场可以是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场,而感应电场是涡旋场,它的电位移线是闭合的,对封闭曲面的通量无贡献,(2)描述了磁场的性质.磁场可以由传导电流激发,也可以由变化电场的位移电流所激发,它们的磁场都是涡旋场,磁感应线都是闭合线,对封闭曲面的通量无贡献.(3)描述了变化的磁场激发电场的规律。
(4)描述了变化的电场激发磁场的规律,麦克斯韦方程都是用微积分表述的,详细推导的话要用到微积分,高中没学很难理解,我给你把涉及到的方程写出来,并做个解释,你要是还不明白的话也不用焦急,等上了高校学了微积分就都能看懂了: 1、安培环路定理,就是磁场强度沿任意回路的环量等于环路所包围电流的代数和.2、法拉第电磁感应定律,即电磁场相互转化,电场强度的弦度等于磁感应强度对时间的负偏导.3、磁通连续性定理,即磁力线永久是闭合的,磁场没有标量的源,麦克斯韦表述是:对磁感应强度求散度为零.4、高斯定理,穿过任意闭合面的电位移通量,等于该闭合面内部的总电荷量.麦克斯韦:电位移的散度等于电荷密度,高中物理电磁波学问点1. 振荡电流和振荡电路大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流,能产生振荡电流的电路叫振荡电路,LC电路是最简洁的振荡电路。
2. 电磁振荡及周期、频率(1)电磁振荡的产生(2)振荡原理:利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡电流,形成电场能与磁场能的相互转化。
(3)振荡过程:电容器放电时,电容器所带电量和电场能均削减,直到零,电路中电流和磁场均增大,直到最大值。
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第四节 麦克斯韦电磁场理论
1.(1)电磁场理论
英国物理学家麦克斯韦在研究了法拉第电磁感应现象之后,提出了电磁场理论:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,变化的电场和变化的磁场相互联系,形成一个不可分割的统一体——电磁场.电场和磁场只是电磁场这个统一体的两种具体表现形式.
(2)电磁波的形成
如果在空间某处产生了变化的电场,就会在空间引起变化的磁场;而这变化的电场和磁场又在较远的空间引起新的变化的电场和磁场.这个过程反复进行,
使变化的电场和磁场由近及远地向周围空间传播出去,形成电磁波.
(3)验证
1888年,德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在,证明电磁波与光一样,具有反射、折射、衍射和干涉等波动特性,并发现电磁波的传播速度等于光速,证实了光是一种电磁波.
2.思考判断
(1)有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场.(×)
(2)均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场.(×)
(3)周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场.(√)
3.探究交流
麦克斯韦在建立电磁场理论的过程中,提出了什么假说?运用了哪些物理思想?
【提示】 麦克斯韦提出了“变化的磁场产生电场”、“变化的电场产生磁场”两个假说,研究中麦克斯韦采用了联想、推理、类比、对称等物理学的思想方法.
1.电磁场可以使电荷移动,即可以对电荷做功,这说明电磁场具有能量.
俄国物理学家列别捷夫测量到光对被照射物的压力,表明电磁场具有与其他物质相互作用的属性.所以说,电磁场是物质存在的基本形态之一.
2.思考判断
(1)电磁波具有能量.(√)
(2)电磁波的传播必需有介质.(×)
3.探究交流
炎热的夏季,街头树阴下乘凉的人们都悠闲地听着自己喜欢的电台节目,成为现代人们消闲的一道风景.这些天人传话一样的声音是怎么来到人们跟前的呢?
【提示】由一道电磁波传播到人们跟前的.
1.麦克斯韦电磁场理论的内容是什么?
2.电磁场的实质是什么?
1.麦克斯韦电磁场理论
2.电磁场
如果在空间某处产生了周期性变化的电场,就会在周围空间引起周期性变化的磁场,而这个周期性变化的磁场又在较远的空间引起新的周期性变化的电场.变化的电场和变化的磁场相互联系,形成了一个不可分割的统一体——电磁场.
1.麦克斯韦电磁场理论中的“均匀变化”指的是在相等的时间内磁感应强度或电场强度的变化量相同;“振荡”是指周期性变化并且变化是不均匀的.
2.恒定的电场不产生磁场;恒定的磁场不产生电场.
关于电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
【审题指导】麦克斯韦电磁场理论的核心是变化的电场(磁场)产生磁场(电场),稳定的电场(磁场)不产生磁场(电场).
【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场周围才产生磁场,所以A错;而非均匀变化的电场产生变化的磁场,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,所以B、C错,故选D.
【答案】 D
1.(多选)按照麦克斯韦电磁理论,以下说法中正确的是( )
A.恒定的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围产生恒定的电场
B.变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场
C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场
【解析】对此理论全面正确的理解为:不变化的电场周围不产生磁场;变化的电场周围可以产生变化磁场,也可以产生不变化的磁场;均匀变化的电场周围产生稳定的磁场;周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.变化的磁场产生电场的规律与以上类似,故正确答案为B、D.
【答案】BD
1.电磁波的传播速度是多少?
2.电磁波的传播需要介质吗?
1.在真空中电磁波的传播速度等于光速,光是一种电磁波.
2.电磁场中以电场和磁场的形式贮存着能量——电磁能.电磁波的传播过程就是能量传播的过程.
3.麦克斯韦预言了电磁波,赫兹证实了电磁波的存在,测出了波长和频率,证实了真空中电磁波的传播速度等于光速,验证了电磁波的反射、折射、衍射和干涉等现象.4.电磁波可以在介质中传播,也可以在真空中传播.且任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是3×108 m/s.
(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是( )
A.只要电场和磁场发生变化,就能产生电磁波
B.电磁波传播需要介质
C.停止发射电磁波,发射出去的电磁波仍能独立存在
D.电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
【审题指导】变化的电磁场由近及远向外传播就是电磁波.
【解析】对电磁波的产生机制及传播途径要搞清,如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是恒定的,就不能产生新的电场(或磁场),也就不能产生电磁波.电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质,故应选C、D.
【答案】CD
2.(2015·广东学业水平测试)卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用,定位时,接收器需要获得卫星发送的信号,卫星发送的是( )
A.声波B.电磁波
C.次声波D.机械波
【解析】声波、次声波均为机械波,只能在介质中传播,不能在真空中传播,故高空的卫星只能发送可在真空中传播的电磁波,B正确.
【答案】 B
【备课资源】
未来军事中的电磁技术
美国的一份权威杂志曾对未来战争作过一次有趣的预测:下一次世界灾难降临的时候,你可能看不到蘑菇云,除了柴油机,所有引擎都罢工了.世界仿佛倒退到200年前,而你却
毫发无伤,这就是电磁脉冲武器破坏后的世界.
电磁武器的能量以输出点为顶点呈锥形向外延伸,在传输过程中不受大气、云雾等影响,能量损失少,并且其作用目标是其有效空间内的所有电子设备,其对于精确定位技术的依赖性不高,因而远比以往电子战中的精确制导炸弹、反辐射导弹更有优势.任何电子设备都要在一定的电磁环境下才能工作,而在电磁脉冲辐射超过其阈值时,该电子设备将失去功能,就目前电子设备的防护现状来说,越是数字化、信息化程度高的基础设施,设备越易受到攻击.但一般距离上不会危及人员安全,看起来比较人道.
1.(2013·6月广东省学业水平考试)火星探测器从火星向地球发回成功着陆的信号,发回的信号属于( )
A.电磁波B.声波
C.超声波D.次声波
【解析】从火星到地球之间绝大部分空间是真空,没有传播声波的介质,而电磁波的传播不需要介质,所以选项A正确.
【答案】 A
2.(多选)(2015·广东学业水平测试)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的有( ) A.电磁波不能在真空中传播
B.变化的电场一定能产生变化的磁场
C.电磁波在真空中传播的速度是3×108 m/s
D.变化的电场和磁场由近及远地向周围空间传播,形成电磁波
【解析】电磁波可以在真空中传播,A错误;均匀变化的电场产生恒定磁场,B错误;电磁波在真空中传播的速度是3×108 m/s,C正确;由电磁波的定义可知D正确.【答案】CD
3.(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中,正确的是( )
A.机械波与电磁波本质上是一致的
B.机械波的波速只与介质有关,而电磁波在介质中的波速,不仅与介质有关,而且与电磁波的频率有关
C.机械波和电磁波的传播都离不开介质
D.它们都可发生干涉、衍射现象
【解析】机械波与电磁波产生的根源不同,是由不同的运动形成的,产生的本质也不同,A、C错误.B、D正确.
【答案】BD。