2021学年第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试教课内容课件ppt

这是一份2021学年第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试教课内容课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了课时1磁场磁感线，教材必备知识精练，学科关键能力构建，知识点2磁通量，规律总结，易错疑难集训，教材易混易错集训，常考疑难问题突破，课时5能量量子化，知识点1热辐射等内容，欢迎下载使用。

第十三章 电磁感应与电磁波初步
课时1　磁场　磁感线
教材必备知识精练
知识点1 电和磁的联系
1.关于奥斯特实验,下列说法正确的是(　　)A.说明磁体对通电直导线有磁场力的作用B.说明通电直导线对磁体有磁场力的作用C.说明两个磁体之间有相互作用的磁场力D.说明两根相互平行的通电直导线之间有磁场力
答案
1.B　奥斯特实验说明了电流对磁体有磁场力的作用,选项ACD错,B对。
知识点1 电和磁的联系
2.(多选)下列说法正确的是(　　)A.小磁针放在一根通电直导线附近,小磁针没有转动,说明电流没有磁效应B.两根通电直导线相互垂直放置,解除固定后都发生转动,说明了电流的磁效应C.奥斯特发现的电流磁效应现象,首次揭示了电与磁之间是有联系的D.以上说法均错误
答案
2.BC　把小磁针放在电流周围,如果小磁针N极方向正好与该处电流的磁场方向一致,则小磁针不转动,不能说明电流没有磁效应,选项A错;两根相互垂直放置的通电直导线都发生转动,说明了电流的磁效应,选项B对,选项D错;选项C显然也对。
知识点2 磁场的概念
3.(多选)下列关于磁场的说法正确的是(　　)A.磁场最基本的性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用B.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质C.磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D.磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无
答案
3.AC　磁场虽看不见、摸不着,但其是客观存在的,不随人的意志而转移,它是一种特殊的物质形态,最基本的性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用,AC正确,BD错误。
知识点2 磁场的概念
4.(多选)关于磁铁、电流间的相互作用,下列说法正确的是(　　)A.图甲中,电流不产生磁场,电流对小磁针的作用力是通过小磁针的磁场产生的B.图乙中,磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场产生的C.图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场产生的D.图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场产生的
答案
4.BC　题图甲中,电流对小磁针的作用力是通过电流的磁场产生的;题图乙中,磁体对通电导线的作用力是通过磁体的磁场产生的;题图丙中,电流对另一个电流的作用力是通过该电流的磁场产生的。综上所述,选项BC正确,AD错误。
知识点3 磁感线的概念
5.下列关于磁感线的描述正确的是(　　)A.磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B.磁感线是磁场中客观存在的线C.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止D.实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线
答案
5.A　磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线,它可以描述磁场的强弱和方向,A正确,B错误;磁铁的外部,磁感线从N极到S极,内部从S极到N极,内、外部磁感线为闭合曲线,C错误;实验中观察到的铁屑的分布只是模拟磁感线的形状,不是磁感线,磁感线是假想线,D错误。
知识点3 磁感线的概念
6.[2022福建福州三中月考]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.地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合B.地球内部不存在磁场,地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
答案
6.D　地理南、北极与地磁场的南、北极不重合,有一定的夹角,即为磁偏角,故A错误;磁感线是闭合的曲线,地球内部也存在磁场,故B错误;磁感线是闭合的曲线,地球外部磁场的磁感线从地理南极附近发出,从地理北极附近进入地球,组成闭合曲线,曲线的切线为该点磁场的方向,所以不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,故C错误;地磁场与射向地球赤道的带电宇宙射线粒子速度方向并不平行,所以对带电宇宙射线粒子有力的作用,故D正确。
知识点4 安培定则
7.(多选)导线中分别通图示方向的电流,小磁针静止时N极垂直纸面向里的是(　　)
答案
7.AB　A图中通电直导线中的电流从左向右,根据右手螺旋定则,电流在小磁针所处的位置产生的磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针静止时N极垂直纸面向里,故A正确;B图中,根据右手螺旋定则,磁场的方向为逆时针方向(从上向下看),因此小磁针静止时N极垂直纸面向里,故B正确;C图中,根据环形导线的电流方向,由右手螺旋定则,可知小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针静止时N极垂直纸面向外,故C错误;D图中,根据右手螺旋定则,结合电流的方向,可知通电螺线管的内部磁场方向由右向左,则小磁针静止时N极指向左,故D错误。
知识点4 安培定则
8.[2022上海师大附中月考]如图所示为通电螺线管。A为螺线管外一点,B、C两点在螺线管的垂直平分线上,则下列说法正确的是(　　)A.磁感线最密处为A处,最疏处为B处B.磁感线最密处为B处,最疏处为A处C.小磁针在B处和A处N极都指向左方D.小磁针在B处和C处N极都指向右方
答案
8.C　由磁感线的疏密分布可知,磁感线最密的是B处,最疏的是C处,故AB错误;电流由左侧流入,根据安培定则可知,通电螺线管左端相当于条形磁铁N极,右端相当于条形磁铁S极,因外部的磁感线是从N极向S极,而内部则是从S极到N极,因此小磁针在B处和A处N极都指向左方,故C正确,D错误。
知识点5 安培分子电流假说
9.(多选)如图所示,被磁化的回形针系在细线下端被磁铁吸引,下列说法正确的是(　　)A.回形针下端为N极B.回形针上端为N极C.用点燃的火柴对回形针加热,过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针被加热后,分子电流排列无序了D.用点燃的火柴对回形针加热,过一会儿发现回形针不被磁铁吸引,原因是回形针被加热后,分子电流消失了
答案
9.AC　回形针被磁化后类似一个条形磁铁,故回形针的下端为N极,A正确,B错误;对回形针加热,回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了,故C正确,D错误。
学科关键能力构建
1.(多选)安培的分子电流假说,可用来解释(　　)A.两通电导线间有相互作用的原因B.通电线圈产生磁场的原因C.永久磁铁产生磁场的原因D.铁质类物体被磁化而具有磁性的原因
答案
1.CD　两通电导线有相互作用的原因是通电导线产生磁场及通电导线在磁场中受到力的作用,故A错误;通电线圈产生磁场的原因是电流的周围存在磁场,与分子电流无关,故B错误;安培提出的分子环形电流假说,解释了为什么磁体具有磁性,说明了磁现象产生的本质,故C正确;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形成一个微小的磁体,未被磁化的物体,分子电流的方向是紊乱的,对外不显磁性,被磁化后,分子电流的方向大致相同,于是显示出磁性,故D正确。
2.[2022山东省威海市教育教学研究中心期末考试]a、b为垂直于纸面的通电平行长直导线,已知两导线在P点产生的磁场方向如图所示,则关于a、b两导线中的电流方向判断正确的是(　　)A.a、b中电流都垂直纸面向外B.a、b中电流都垂直纸面向里C.a中电流垂直纸面向里,b中电流垂直纸面向外D.a中电流垂直纸面向外,b中电流垂直纸面向里
答案
2.A
3.如图,一束电子沿z轴正方向运动,则在图中y轴上A点的磁场方向是(　　)A.+x方向 B.-x方向C.+y方向 D.-y方向
答案
3.A　电子沿z轴正方向运动,电流方向沿z轴负方向,由安培定则可以判断电流激发的磁场产生的磁感线是以z轴上各点为圆心的同心圆,方向沿顺时针方向(沿z轴负方向看),则可知y轴A点磁场方向沿x轴正方向,选项A正确。
4.(多选)[2022江苏吴江中学月考]如图所示为通电螺线管的纵向剖面图,"⊗"和"☉"分别表示导线中的电流垂直纸面流进和流出,图中四个小磁针(涂黑的一端为N极)静止时指向正确的是(　　)A.a B.b C.c D.d
答案
4.AD　由题图,根据安培定则可知螺线管左端为N极,右端为S极,根据通电螺线管周围磁感线分布情况作出部分磁感线如图所示,由此可知四个小磁针静止时指向正确的是a、d,故AD正确。
5.[2022浙江省诸暨市月考]如图所示,上世纪70年代科学家发现了一种"趋磁细菌",其体内的磁性颗粒有规则地排列成"指南针"。它是一种厌氧细菌,喜欢生活在海底缺氧的淤泥中,当被搅到有氧的海水中时,会利用自身"指南针"沿着地磁场的磁感线回到海底淤泥中。下列说法正确的是(　　)A.赤道的"趋磁细菌"顺着地磁场磁感线的方向竖直返回淤泥中B.南半球的"趋磁细菌"逆着地磁场磁感线的方向朝南返回淤泥中C.北半球的"趋磁细菌"顺着地磁场磁感线的方向朝南返回淤泥中D.两极的"趋磁细菌"沿着地磁场的磁感线不能返回淤泥中
答案
5.B　赤道上的磁感线方向水平,赤道的"趋磁细菌"不会竖直回到淤泥中,故A错误;南半球的"趋磁细菌"自身的"指南针",S极受力大于N极受力,所以逆着地磁场磁感线的方向朝南返回淤泥中,故B正确;同B的分析,北半球的"趋磁细菌"顺着地磁场磁感线的方向朝北返回淤泥中,故C错误;两极的"趋磁细菌"沿着地磁场的磁感线竖直返回淤泥中,故D错误。
6.如图所示,四根通电长直导线A、B、C、D外层涂有绝缘物质,固定在水平面上且四个交点的连线构成一正方形,四根导线中通有大小相等的电流,方向如图所示,a、b、c、d为正方形对角线延长线上的四点。则关于a、b、c、d处的磁场,下列说法正确的是(　　)A.a、b两点的磁场方向垂直纸面向外B.a、c两点的磁场方向垂直纸面向外C.b、d两点的磁场方向垂直纸面向里D.a、d两点的磁场方向垂直纸面向里
答案
6.A　a、b、c、d四点的磁场由四根通电导线在该位置形成的磁场叠加而成,均垂直纸面。对a点,导线A在a点的磁场方向向里,导线B在a点的磁场方向向外,且大小相等可抵消,导线C在a点的磁场方向向外,导线D在a点的磁场方向向外,因此a点的磁场方向向外;同理b点的磁场方向向外,c、d两点的磁场方向均向里,故只有选项A正确。
7.如图所示,直导线AB、螺线管E,电磁铁D三者相距较远,磁场相互不影响,开关闭合后,小磁针N极(黑色一端)指示磁场方向正确的是(　　)A.a B.b C.c D.d
答案
7.C　小磁针N极的指向为磁感线方向,直导线AB部分,电流从上到下,所以从上往下看,直导线产生的磁场方向应为顺时针方向,所以小磁针a的N极应斜指向平面外,A错误;在通电螺线管E部分,由安培定则,可知在内部磁感线从右到左,故右端为螺旋管S极,左端为N极,在外部磁感线从N极到S极,所以B错误,C正确;在U形螺线管D部分,由安培定则,可知左端为S极,右端为N极,在外部磁场方向从右端指向左端,所以D错误。
课时2　磁感应强度　磁通量
教材必备知识精练
知识点1 磁感应强度
1.(多选)下列关于磁感应强度和电场强度的概念的说法正确的是(　　)A.电场强度是描述电场强弱的物理量,反映了电场的性质;磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,反映了磁场的性质B.电场中各处的电场强度与引入的试探电荷有关,磁场中各处的磁感应强度与引入的电流元有关C.电场中各处的电场强度与引入的试探电荷无关,磁场中各处的磁感应强度与引入的电流元无关D.电荷在电场中受到的电场力方向就是该处电场的方向,电流元在磁场中受到的磁场力的方向就是该处磁场的方向
答案
1.AC　电场强度和磁感应强度分别是描述电场和磁场的物理量,反映了电场和磁场的性质,选项A对;电场强度和磁感应强度分别由电场和磁场本身决定,选项B错,选项C对;正电荷所受电场力方向才是该处电场的方向,电流元受到的磁场力方向不是该处磁场的方向,选项D错。
知识点1 磁感应强度
2.[2022河北石家庄二中期中考试]把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,图中能正确反映各量间关系的是(　　)
答案
 
知识点1 磁感应强度
3.(多选)[2022山东莒县第一中学月考]如图所示,两通电长直导线垂直纸面放置,它们的电流大小相等、方向均垂直纸面向里,菱形abcd的对角线ac与两导线垂直相交,菱形的中心O点到两导线的距离相等。下列说法正确的是(　　)A.O点的磁感应强度大小为零B.b点与d点的磁感应强度大小相等、方向相反C.a点与c点的磁感应强度大小相等、方向相同D.Ob上各点的磁感应强度方向相同
知识点1 磁感应强度
答案
3.ABD　根据右手螺旋定则,设右边通电长直导线在O点产生的磁场大小为B1,方向向上,左边通电导线在O点产生的磁场大小为B1,方向向下,故O点的磁感应强度大小为零,故A正确;设右边通电导线在b点产生的磁场大小为B2,方向如图所示,左边通电导线在b点产生的磁场大小为B2,方向如图所示,由磁场的叠加原理可知b点的磁感应强度方向由c指向a,同理可得,d点的磁感应强度方向由a指向c,且大小与b点的相同,故B正确;根据右手螺旋定则和磁场的叠加原理可知,a点与c点的磁感应强度大小相等,但a点磁感应强度方向向下,c点磁感应强度方向向上,故C错误;根据右手螺旋定则和磁场的叠加原理可知,Ob上各点的磁感应强度方向均由c指向a,故D正确。
知识点2 磁通量
4.(多选)关于磁通量的单位,下列说法正确的是(　　)A.在国际单位制中,磁通量的单位为韦伯,简称为韦,符号为WbB.在国际单位制中,磁通量的单位为特斯拉,简称为特,符号为TC.1 Wb=1 T·mD.1 Wb=1 T·m2
答案
4.AD　特斯拉为磁感应强度的单位,韦伯为磁通量的单位,A对,B错;根据Φ=BS可知C错,D对。
知识点2 磁通量
5.如图所示,等腰直角三棱柱的侧面abcd为正方形,边长为L,三棱柱按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中,该磁场的磁感应强度大小为B0,则下列说法正确的是(　　)A.穿过abcd面的磁通量与穿过cdef面的相等B.穿过abcd面的磁通量与穿过abfe面的相等C.穿过abcd面的磁通量与穿过ade面的相等D.穿过abcd面的磁通量大于穿过cdef面的磁通量
答案
5.A　穿过某个面的磁通量可以形象地描述为穿过某个面的磁感线的条数。由于穿过abcd面的磁感线条数与穿过cdef面的相同,因此穿过abcd面的磁通量与穿过cdef面的相等,A正确,D错误;由于abfe面和ade面都与磁感线平行,没有磁感线穿过这两个面,因此穿过abcd面的磁通量大于穿过ade面和穿过abfe面的磁通量,BC错误。
知识点2 磁通量
 
答案
 
学科关键能力构建
1.[2022河北石家庄二中期中考试]有两根水平长直导线垂直纸面放置,与纸面相交于a、b两点,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示。a、b的连线水平,c是ab的中点,d点与c点关于b点对称。下列说法正确的是(　　)A.d点的磁感应强度方向竖直向下B.c点的磁感应强度大小为0C.c点的磁感应强度方向竖直向下D.d点的磁感应强度大小大于c点的磁感应强度大小
答案
1.C　由右手螺旋定则可得,a点直导线在c、d两点产生的磁场方向均为竖直向下,b点直导线在c、d两点产生的磁场方向分别为竖直向下、竖直向上,由磁场的叠加原理可得,c点磁场方向竖直向下,由于d点距离b点较近,故d点磁场方向竖直向上,AB错误,C正确;由于a、b两点直导线在c点的磁场方向相同,在d点磁场方向相反,因此d点的磁感应强度大小小于c点的磁感应强度大小,D错误。
2.如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量的变化量的绝对值分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则(　　)A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.不能判断ΔΦ1与ΔΦ2的关系
答案
2.C　导线MN周围的磁场并非匀强磁场,靠近MN处的磁场强些,磁感线密一些,远离MN处的磁感线疏一些。当金属框在Ⅰ位置时,穿过金属框的磁通量为ΦI,当金属框平移至Ⅱ位置时,磁通量为ΦⅡ,则磁通量的变化量的绝对值为ΔΦ1=|ΦⅡ-ΦⅠ|=ΦⅠ-ΦⅡ;当金属框翻转至Ⅱ位置时,磁感线相当于从"反面"穿过金属框,故磁通量为-ΦⅡ,则磁通量的变化量的绝对值是ΔΦ2=|-ΦⅡ-ΦⅠ|=ΦⅠ+ΦⅡ,所以ΔΦ1<ΔΦ2,故C正确。
 
答案
 
 
答案
 
 
答案
 
6.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,通过它的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的磁场力为5×10-2 N。问:(1)该位置的磁感应强度是多大?(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A,该位置的磁感应强度又是多大?(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否能确定该处没有磁场?
答案
 
7.如图所示,有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B0=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1.0 cm。现在纸面内先后放上A、B、C三个圆绝缘圈,圆心均在O处。A绝缘圈半径为1.0 cm;B绝缘圈半径为2.0 cm;C绝缘圈半径为0.5 cm。(已知π取3.14)(1)若磁场方向不变,在磁感应强度减为0.4 T的过程中,A绝缘圈和B绝缘圈中磁通量各改变多少?(2)若磁感应强度大小不变,在磁场方向转过30°角的过程中,C绝缘圈中的磁通量改变多少?
答案
7.答案　(1)1.256×10-4 Wb　1.256×10-4 Wb　(2)8.4×10-6 Wb解:(1)A绝缘圈半径为1.0 cm,正好和圆形磁场区域的半径相等,而B绝缘圈半径为2.0 cm,大于圆形磁场区域的半径,但穿过A、B绝缘圈的磁感线的条数相等,因此在求通过B绝缘圈的磁通量时,面积S只能取圆形磁场区域的面积。对A绝缘圈,磁通量的改变量ΔΦA=|Φ2-Φ1|=1.256×10-4 Wb对B绝缘圈,磁通量的改变量ΔΦB=ΔΦA=1.256×10-4 Wb
答案
(2)原题图中绝缘圈平面与磁场方向垂直,绝缘圈平面与垂直磁场方向的夹角为θ1=0°;当磁场方向转过30°时,绝缘圈平面与垂直磁场方向的夹角为θ2=30°对C绝缘圈,设C的半径为r,则ΦC1=B0πr2cos θ1　ΦC2=B0πr2cos θ2磁通量的改变量ΔΦC=|ΦC2-ΦC1|≈8.4×10-6 Wb
规律总结
通过公式Φ=BS来定量计算磁通量时应注意的问题:①明确磁场是否为匀强磁场,知道磁感应强度的大小;②平面的面积S应为磁感线通过的有效面积,当平面与磁场方向不垂直时,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确找出有效面积。
易错疑难集训
集训
教材易混易错集训
易错点1 磁场和磁感线
1.如图所示,A、B是一条磁感线上的两点,下列关于这两点磁场强弱的判断正确的是(　　)A.A点磁场比B点磁场强B.B点磁场比A点磁场强C.因为磁感线为直线,所以A、B两点磁场一样强D.条件不足,无法判断
答案
1.D　磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线分布越密的地方,磁场越强,磁感线分布越疏的地方,磁场越弱,根据一条磁感线无法看出疏密,因此无法判断磁场的强弱,选项D正确。
易错点1 磁场和磁感线
2.如图为某磁场的磁感线,以图中的O为原点,取竖直向上的方向为y轴的正方向,由磁感线的分布情况分析该磁场在y轴上的磁感应强度的大小随y变化的规律可能正确的是(　　)
答案
2.C　磁感线的疏密程度表示B的大小,因此沿y轴方向B先减小后增大,故最有可能正确的为C选项。
易错点2 安培定则
3.如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,此时小磁针的S极向纸内偏转,这一束带电粒子可能是(　　)A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的负离子束C.向右飞行的电子束D.向左飞行的电子束
答案
3.C　小磁针的S极向纸内偏转,说明此处磁场向外,根据安培定则可知电流方向从b向a,选项C对。
易错点2 安培定则
4.(多选)如图所示,放在通电螺线管内部中间的小磁针,静止时小磁针的N极指向右侧(螺线管的c端),则下列判断正确的是(　　)A.c为通电螺线管的S极,d为通电螺线管的N极B.d为通电螺线管的S极,c为通电螺线管的N极C.a为电源的正极、b为电源的负极D.a为电源的负极、b为电源的正极
答案
4.BC　本题易错之处是在螺线管内部应用同名磁极相互排斥。小磁针N极指向右侧,可知螺线管内部磁场方向由左向右,根据安培定则可知c端为螺线管的N极、a为电源正极,选项AD错,BC对。
常考疑难问题突破
疑难点 磁通量以及磁通量的变化
 
答案
 
课时3　电磁感应现象及应用
教材必备知识精练
知识点1 电磁感应现象
1.下列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中产生电流C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场
答案
1.B　由电磁感应现象的定义可知,B正确,ACD错误。
知识点1 电磁感应现象
2.下列说法正确的是(　　)A.奥斯特根据发现的电流能够使磁针偏转的现象,提出了磁能够产生电B.安培将磁铁固定在导体线圈附近,线圈中感应出了电流C.法拉第把两个线圈绕在同一铁环上,一个线圈接电源,另一个线圈接电流表,在给接电源的线圈通电和断电的瞬间,可以观察到另一个线圈中有电流D.法拉第发现了电磁感应现象,库仑发现了电流的磁效应
答案
2.C　奥斯特根据发现的电流能够使磁针偏转的现象,提出了电流的磁效应,选项A错误。安培将磁铁固定在导体线圈附近,由于线圈中磁通量没有变化,线圈中没有感应出电流,选项B错误。法拉第把两个线圈绕在同一铁环上,一个线圈接电源,另一个线圈接电流表,在给接电源的线圈通电和断电的瞬间,另一个线圈中磁通量发生变化,可以观察到其中有电流,选项C正确。法拉第发现了电磁感应现象,奥斯特发现了电流的磁效应,选项D错误。
知识点2 产生感应电流的实验探究
3.奥斯特发现了电流周围能产生磁场,法拉第认为磁也一定能生电,并进行了大量的实验。如图所示,环形物体是法拉第使用过的线圈,A、B两线圈绕在同一个铁环上,A与直流电源连接,B与电流计连接。实验时发现电流计指针并不偏转,即没有"磁生电",其原因是(　　)A.线圈A中的电流较小,产生的磁场不够强B.线圈B中产生的电流很小,电流计指针偏转不了C.线圈A中的电流是恒定电流,不会产生磁场D.线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场
答案
3.D　线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场,穿过线圈B的磁通量不变,没有感应电流产生,电流计指针并不偏转,选项D正确。
知识点2 产生感应电流的实验探究
4.用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。(1)图中已经用导线将部分器材连接,请补充完成器材间的连线。(2)若连接好实验电路并检查无误后,在闭合开关的瞬间,观察到电流计指针向右偏转,说明线圈　　　　(填"A"或"B")中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转,请写出两项可行的操作: ①　 ; ②　 。 
知识点2 产生感应电流的实验探究
答案
4.答案　(1)如图所示　(2)A　将滑动变阻器的滑片向右快速滑动、将线圈B快速抽出或断开开关(任填两项,其他符合题意的答案也可)解析　(1)本实验中线圈B通过滑动变阻器和开关连接到电源上,调节滑动变阻器可使线圈B中的电流发生变化,线圈B产生的磁场也在发生变化,从而使线圈A内的磁场发生变化,线圈A中产生电磁感应现象,故线圈A应与电流计相连,如图所示。 (2)闭合开关的瞬间,观察到电流计指针发生偏转,说明线圈A中有了感应电流。接通电源时,电路中的电流与磁通量都是从无到有,此时电流计指针向右偏转,要使电流计指针左偏,可减小电流或减小磁通量,则可行的操作有:①将滑动变阻器的滑片向右快速滑动;②将线圈B快速抽出;③断开开关。
知识点3 产生感应电流的条件
5.关于产生感应电流的条件,下列说法正确的是(　　)A.位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流B.闭合线圈平行于磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,一定能产生感应电流D.闭合线圈垂直于磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流
答案
5.C　根据电磁感应定律可知,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,才能产生感应电流,故选C。
知识点3 产生感应电流的条件
6.[2022山西平遥中学月考]将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中,各线圈的运动方式如选项图所示,则能够在线圈中产生感应电流的是(　　)
答案
6.C　当闭合回路中的磁通量改变时,回路中产生感应电流,A、B、D中穿过线圈的磁通量始终为零,不产生感应电流,C中穿过线圈的磁通量不断变化,产生感应电流,故C正确。
知识点3 产生感应电流的条件
7.[2022海南海口一中月考]如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景。当探测器靠近金属物体时,金属物体中就会产生电流,如果能检测出这种变化,就可以判定探测器附近有金属物体了。下列四个图中能反映出金属探测器工作原理的是(　　)A.①② B.②③ C.③④ D.①④
答案
7.B　探测器靠近金属物体时,金属物体产生电流,主要是利用了电磁感应现象;②图是金属棒切割磁感线产生感应电流,③图是闭合回路磁通量发生变化产生感应电流,而①和④图是电流的磁效应,故选项B正确。
学科关键能力构建
1.(多选)[2022江西南昌二中期中考试]下列选项所描述的物理情境,会产生感应电流的是(　　)
答案
1.BCD　开关S闭合稳定后,穿过线圈N的磁通量保持不变,线圈N中不会产生感应电流,故A错误;磁铁向铝环A靠近,穿过铝环的磁通量增大,铝环中会产生感应电流,故B正确;金属框从A位置向B位置运动,穿过金属框的磁通量发生变化,金属框中会产生感应电流,故C正确;铜盘在磁场中按题图示方向转动,铜盘的一部分切割磁感线,回路中会产生感应电流,故D正确。
2.如图所示,在匀强磁场中的U形导轨上,有两根等长的平行导线ab和cd以相同的速度v匀速向右滑动。为使ab中有感应电流产生,开关S (　　)A.断开和闭合都可以 B.应断开C.断开和闭合都不行 D.应闭合
答案
2.D　导线ab、cd以相同的速度同向运动,相对静止,即abdc闭合回路的面积不变,穿过其回路的磁通量不变,只有当开关闭合后,穿过abNM闭合回路的磁通量发生变化,ab中才能产生感应电流,选项ABC错误,选项D正确。
3.(多选)在探究产生感应电流的实验中,某兴趣小组设计了如图所示的实验装置,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作对应的实验现象可能实现的是(　　)A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,灵敏电流计的指针偏转B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,灵敏电流计的指针偏转C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,灵敏电流计的指针偏转D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,灵敏电流计的指针偏转
答案
3.AD　S2闭合后,构成闭合回路,在闭合或断开S1的瞬间,通过回路A的电流发生变化,导致穿过回路B的磁通量发生变化,从而产生感应电流,则灵敏电流计的指针偏转,选项AD正确;若S1保持闭合状态,则通过回路A的电流不变,通过回路B的磁通量不变,无论S2闭合或断开,都不会有感应电流产生,选项BC错误。
4.如图所示,将一圆形导线环竖直放置,在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场,mn、pq为圆环上两条互相垂直的直径,mn沿水平方向,pq沿竖直方向。则下列选项能使圆环中产生感应电流的是(　　)A.让圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动B.让圆环在竖直面内向右平动C.让圆环以mn为轴转动D.让圆环以pq为轴转动
答案
4.D　圆环在匀强磁场中运动,磁感应强度B为定值,根据ΔΦ=B·ΔS知,只要回路中相对磁场的正对面积改变量ΔS≠0,磁通量就一定改变,回路中就一定有感应电流产生。当圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动时,圆环相对磁场的正对面积始终为零,即ΔS=0,因而无感应电流产生,A错误;当圆环在竖直面内向右平动时,同样ΔS=0,因而无感应电流产生,B错误;当圆环以mn为轴转动时,圆环相对磁场的正对面积改变量ΔS仍为零,回路中仍无感应电流,C错误;当圆环以pq为轴转动时,圆环相对磁场的正对面积发生改变,回路中产生感应电流,D正确。
5.[2022江苏省淮阴中学月考]如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,线圈c中将有感应电流产生(　　)A.向右做匀速运动B.向右做加速运动C.静止不动D.向左做匀速运动
答案
5.B　要使线圈c中有感应电流产生,必须使穿过线圈c的磁通量发生变化。当导体棒ab做匀速运动或静止时,穿过线圈c的磁通量均不变,故线圈c中均不能产生感应电流;当导体棒ab做变速运动时,切割磁感线产生的感应电流大小发生了变化,使得穿过线圈c的磁通量发生变化,因此线圈c能够产生感应电流。故选B。
6.(多选)如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称地放置,两直导线中的电流大小与变化情况相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是(　　)A.线圈a中有感应电流B.线圈b中有感应电流C.线圈c中无感应电流D.线圈d中无感应电流
答案
6.AD　由安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在Ⅰ象限中方向相同,在Ⅲ象限中方向也相同,当两直导线中的电流都增大时,线圈a、c中磁通量增大,产生感应电流,选项A正确,C错误。利用对称性和安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在Ⅱ象限中方向相反,在Ⅳ象限中方向也相反,且线圈b、d中的磁通量为零,当两直导线中的电流都增大时,线圈b、d中的磁通量仍为零,线圈b、d中无感应电流,选项B错误,D正确。
7.(多选)按如图所示装置进行操作时,发现放在光滑金属导轨上的导体棒ab发生移动,可能是在(　　)A.闭合S的瞬间B.断开S的瞬间C.左边线圈中有稳定电流时D.闭合S后,增大电阻时
答案
7.ABD　ab导体棒发生移动,说明ab中产生了感应电流,说明左边线圈中的电流发生的变化引起了右边线圈中的磁通量发生变化,可知ABD正确,C错误。
课时4　电磁波的发现及应用
教材必备知识精练
知识点1 电磁场的产生及特点
1.(多选)在电磁学发展的过程中,许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是(　　)A.奥斯特发现了电流的磁效应B.法拉第发现了电磁感应现象C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,楞次用实验证实了电磁波的存在D.库仑发现了点电荷间的相互作用规律,密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
答案
1.ABD　由物理学史可知,奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象,AB正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,C错误;库仑发现了点电荷间的相互作用规律,密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值,D正确。
知识点1 电磁场的产生及特点
2.麦克斯韦电磁场理论告诉我们(　　)A.任何电场周围都要产生磁场B.任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场C.任何变化的电场都要在周围空间产生恒定的磁场D.周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场
答案
2.D　根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场;均匀变化的电(磁)场产生恒定不变的磁(电)场,周期性变化的电场在周围空间产生周期性变化的磁场,故ABC错误,D正确。
知识点1 电磁场的产生及特点
3.(多选)下列说法正确的是(　　)A.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B.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波C.电磁波必须依赖于介质传播D.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直,且与波的传播方向垂直
答案
3.BD　只有变化的电场(磁场)周围才能产生磁场(电场),并且均匀变化的电场(磁场)周围产生的磁场(电场)是稳定的,A错误;只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,电磁场就能由近及远地传播,形成电磁波,B正确;电磁波是周期性变化的电场与磁场交替激发由近及远传播的,所以传播不需要介质,C错误;变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场,电磁波的电场强度与磁感应强度总是相互垂直的,且与传播方向垂直,D正确。
知识点1 电磁场的产生及特点
4.已知穿过某一平面的磁通量随时间变化的规律,如图所示。则关于在该磁场周围的某位置产生的电场的电场强度(　　)A.逐渐增强 B.逐渐减弱C.不变 D.无法确定
答案
4.C　由磁通量随时间变化的规律的图像可知,穿过平面的磁场在均匀变化,则在磁场周围产生的电场是稳定不变的,C正确。
知识点2 电磁波的产生及特点
5.以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是(　　)A.变化的电场周围一定产生电磁波B.电磁波由真空中进入某种介质传播时,波长会变短C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,法拉第用实验验证了电磁波的存在D.电磁波从一种介质进入另一种介质,频率会发生变化
答案
5.B　均匀变化的电场产生恒定的磁场,只有周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场,场逐渐向外传播形成电磁波,故A错误;电磁波由真空进入介质传播时,波速变小,结合v=λf可知,波长将变短,故B正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,故C错误;在电磁波传播过程中,频率始终不变,故D错误。
知识点2 电磁波的产生及特点
6.关于电磁波的传播速度,下列说法正确的是(　　)A.电磁波的频率越高,传播速度越大B.电磁波的波长越长,传播速度越大C.电磁波的能量越大,传播速度越大D.所有电磁波在真空中的传播速度都相等
答案
6.D　电磁波的传播速度由频率和介质共同决定,故AB错误;电磁波的速度与能量无关,C错误;所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速,D正确。
知识点2 电磁波的产生及特点
7.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是(　　)A.电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波B.在电场的周围总能产生磁场,在磁场的周围总能产生电场C.电磁波是一种物质,只能在真空中传播D.电磁波传播的速度总是3.0×108 m/s
答案
7.A　周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,这个变化的电场又产生新的变化的磁场,场逐渐向外传播形成电磁波,A正确。根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,只要电场发生变化就可以产生磁场,只要磁场发生变化就可以产生电场,如果电场(磁场)不变化,则不能产生磁场(电场),B错误。电磁波是一种物质,电磁波的传播不依赖介质,可在真空中传播,在真空中的传播速度等于光速,电磁波也可在介质中传播,传播速度此时由频率和介质共同决定,CD错误。
知识点3 电磁波谱
8.下列各组电磁波中,按波长由长到短排列正确的是(　　) A.红外线、紫外线、可见光、γ射线B.γ射线、紫外线、红外线、可见光C.γ射线、紫外线、可见光、红外线D.红外线、可见光、紫外线、γ射线
答案
8.D　电磁波谱按波长由长到短可大致分为:无线电波,红外线,可见光,紫外线,X射线,γ射线,故D正确,ABC错误。
知识点3 电磁波谱
9.(多选)下列说法正确的是(　　)A.紫外线有显著的化学作用B.医院里常用紫外线对病房和手术室消毒　C.通过棱镜色散的七种色光中,紫色的为紫外线D.验钞机发出的红外线能使钞票上的荧光物质发光
答案
9.AB　紫外线具有显著的化学作用,A正确;紫外线具有杀菌、消毒的作用,因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,B正确;紫外线是看不见的,C错误;验钞机发出的是紫外线,D错误。
知识点3 电磁波谱
10.(多选)下列关于电磁波的说法正确的是(　　)A.电磁波实际上是不存在的,是抽象的B.电磁波具有能量C.电磁波中X射线的能量最高D.电磁波既可以有线传播又可以无线传播
答案
10.BD　电磁波是一种实际存在的物质,A错误;电磁波具有能量,B正确;γ射线的频率最大,能量最高,C错误;电磁波既可以有线传播又可以无线传播,D正确。
学科关键能力构建
1.(多选)下列关于电磁场与电磁波的说法正确的是(　　)A.麦克斯韦提出光是电磁波的一种形态B.赫兹的电火花实验证明了电磁波的存在C.电磁波的波速与介质无关D.变化的电场周围可能产生稳定的磁场
答案
1.ABD　麦克斯韦提出电磁场理论,并提出光是电磁波的一种形态,故A正确;赫兹的电火花实验证明了电磁波的存在,故B正确;电磁波在介质中传播时,波速与介质及频率都有关系,故C错误;如果是均匀变化的电场,其周围可产生稳定的磁场,故D正确。
2.(多选)关于电磁波的应用,下列说法正确的是(　　)A.无线电波广泛应用于通信和广播B.红外线探测器能探测出物体的红外辐射C.适量的紫外线照射,对人体健康有益D.γ射线穿透能力不强,不可用来检查金属内部伤痕
答案
2.ABC　无线电波广泛应用于通信和广播,故选项A正确;红外线探测器能探测出物体的红外辐射,故选项B正确;适当的紫外线照射能促使人体合成维生素D,促进人体对钙的吸收,故选项C正确;因为γ射线穿透能力强,所以可以用来检查金属内部伤痕,故选项D错误。
3.(多选)下列电场能产生变化的磁场的是(　　)A.E=10 V/m B.E=5sin(4t+1) V/mC.E=(3t+2) V/m D.E=(4t2-2t) V/m
答案
 
4.用绝缘工具将如图所示的带电的平行板电容器的两个极板间的距离缓慢均匀增大的过程中,在电容器周围空间(　　)A.会产生变化的磁场 B.会产生稳定的磁场C.不产生磁场 D.会产生周期性变化的磁场
答案
 
5.(多选)电磁波和声波比较,下列说法正确的是(　　)A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入水中时,电磁波的速度变小,声波的速度变大C.由空气进入水中时,电磁波的波长变小,声波的波长变大D.由空气进入水中时,电磁波的频率变小,声波的频率变大
答案
 
6.甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告,乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播,已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km,不考虑其他因素,则(空气中声速为340 m/s)(　　)A.甲先听到声音 B.乙先听到声音 C.甲、乙同时听到声音 D.不能确定
答案
 
课时5　能量量子化
知识点1 热辐射
1.(多选)下列叙述正确的是(　　)A.一切物体都在辐射电磁波B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
答案
1.ACD　一切物体都在不停地辐射电磁波,但一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关,黑体是一种理想模型,能够完全吸收入射的各种波长的电磁波,且黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故选项B错误,选项ACD正确。
知识点1 热辐射
2.[2022山东省莱西市期末考试]关于黑体辐射的实验规律如图所示,下列说法正确的是(　　)A.黑体能够完全透射照射到它上面的光波B.随着温度降低,各种波长的光辐射强度都有所增加C.随着温度升高,辐射强度极大值向波长较长的方向移动D.黑体的辐射强度只与它的温度有关,与形状和黑体材料无关
答案
2.D　能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁波的物体称为黑体,因此黑体能够完全吸收照射到它上面的光波,选项A错误;由题图可知,随着温度的降低,各种波长的光辐射强度都有所降低,选项B错误;随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,选项C错误;一般材料的物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关,还与材料的种类及表面情况有关,而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关,选项D正确。
知识点2 能量量子化
3.[2022西藏拉萨中学月考]华为麒麟9 000型芯片采用5 nm制程工艺,而光刻机是芯片制造的核心设备之一。如图所示,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩膜,用缩图透镜将线路图成比例缩小后映射到涂有化学层的晶圆上,化学层受到光线照射的部分,可以被冲洗掉,在晶圆上就得到了掩膜上的线路图。芯片的制作过程需要用含较大能量光子的光照射,应选用的光源是(　　)A.波长长的光源　　 B.频率大的光源C.强度小的光源　　 D.强度大的光源
答案
 
知识点2 能量量子化
4.[2022甘肃张掖市第二中学期中考试]我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术,目前处于世界领先水平。高铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的"超级大脑"。与4G相比,5G具有"更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高"等特点。与4G相比,5G使用的电磁波(　　)A.波长更长B.能量子的能量更小C.能量子的能量更大D.传播速度更快
答案
 
知识点3 能级
5.氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上,下列说法正确的是(　　)A.氢原子的能量减少B.氢原子的能量不变C.核外电子受力变小D.氢原子要吸收一定频率的光子
答案
 
章末培优专练
综合素养创新应用
　　学科核心素养是学生通过学科学习而逐渐形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。本章通过认识磁场,进而了解电磁感应现象;通过实验探究,进而了解产生感应电流的条件;通过认识电磁场和电磁波,进而了解它们在日常生活中的应用和对现代科技发展的推动。
素
养
解
读
1.如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影(简称"CT")检查身体的情景,这种能穿透身体的射线是(　　)A.X射线 B.红外线 C.紫外线 D.可见光
答案
1.A　X射线具有较强的穿透能力,常在医疗上用来检查身体;红外线能制成热谱仪、夜视仪,还有遥控器等;紫外线能杀菌,可制成消毒灯,还具有荧光效应,能制成验钞机;红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫属于可见光,可见光的穿透性还不及紫外线。故A选项符合题意。
2.在自然界生态系统中,蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链,在维持生态平衡方面发挥着重要作用,蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37 ℃,它发出的最强的热辐射的波长为λmin。根据热辐射理论,λmin与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλmin=2.90×10-3 m·K,则老鼠发出的最强的热辐射的波长约为(　　)A.7.8×10-5 m B.9.4×10-6 mC.1.16×10-4 m D.9.7×10-8 m
答案
 
3.有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具,模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合,如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位置,线圈贴着模具上下移动的过程中,下列说法正确的是(地磁场很弱,可以忽略)(　　)A.线圈切割磁感线,线圈中出现感应电流B.线圈贴着模具上下移动的过程中不出现感应电流C.由于线圈所在处的磁场是不均匀的,故不能判断线圈中是否有电流产生D.若线圈平面放置不水平,则移动过程中会产生感应电流
答案
3.B　线圈贴着模具上下移动的过程中,由于穿过线圈的磁通量不变,可知不会产生感应电流,选项AC错误,B正确;即使线圈平面放置不水平,移动过程中穿过线圈的磁通量也不变,也不会产生感应电流,选项D错误。
4.安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似,提出了分子电流假说。他认为,在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流--分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的),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。下列将如图所示的分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示正确的是(　　)
答案
4.B　做圆周运动的电荷带负电,则环形电流方向与其运动方向相反,根据安培定则可知其左侧为N极,选项B对。
5.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。图甲和图乙分别为水汽和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为(　　)A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μmC.5~7 μm D.8~13 μm
答案
5.D　由题图可知,水汽对红外辐射吸收率最低的波长范围是8~13 μm,二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是5~13 μm,综上可知,选D。
 
答案
 
7.(多选)自2017 年 10 月 10 日首次对外宣布发现脉冲星以来,截至2021年12月15日,被誉为"中国天眼"的世界最大单口径射电望远镜--500 米口径球面射电望远镜(FAST)已探测到500余颗新脉冲星,我国天文学家在脉冲星搜寻能力和效率上,已大幅领先国外脉冲星搜索团队。脉冲星是中子星的一种,会发出周期性脉冲信号。与地球相似,脉冲星也在自转着,并且有磁场,其周围的磁感线分布如图所示。脉冲是脉冲星的高速自转而形成的,只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来;脉冲星每自转一周,地球就接收到一次它辐射的脉冲。结合上述材料,下列说法正确的是(　　)A.脉冲信号属于电磁波B.脉冲星的磁轴与自转轴重合C.脉冲的周期等于脉冲星的自转周期D.所有的中子星都可以发出脉冲信号
答案
7.AC　脉冲信号属于电磁波,可以在真空中传播,故A正确;根据题图可知脉冲星的磁轴与自转轴并不重合,故B错误;根据题意,脉冲星每自转一周,地球就接收到一次它辐射的脉冲,则可得脉冲的周期等于脉冲星的自转周期,故C正确;根据题中信息,脉冲星是中子星的一种,会发出周期性脉冲信号,说明并不是所有的中子星都可以发出脉冲信号,故D错误。
8.人眼对绿光最为敏感,如果每秒有N个波长为λ的绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉,现有一个光源以功率P均匀地向各个方向发射波长为λ的绿光,设瞳孔在暗处的直径为D,且不计空气对光的吸收,那么眼睛最远在多大距离能够看到这个光源?(普朗克常量用h表示,真空中光速用c表示)
答案
 
高考真题同步挑战
考点1　磁感线
1.[2021年1月浙江物理·8,3分]如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的,下列说法正确的是(　　)A.电流越大,内部的磁场越接近匀强磁场B.螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场C.螺线管直径越大,内部的磁场越接近匀强磁场D.磁感线画得越密,内部的磁场越接近匀强磁场
答案
1.B　通电密绕长螺线管内部的磁场可以视为匀强磁场,螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场,与电流大小无关,A错误,B正确;螺线管直径越小,内部的磁场越接近匀强磁场,C错误;磁感线是为了形象化描述磁场而引入的假想曲线,磁感线的疏密,与磁场是否是匀强磁场无关,D错误。
考点2　安培定则
 
答案
 
考点3　磁场的叠加
3.[2021全国甲卷理综·16,6分]两足够长直导线均折成直角,按图示方式放置在同一平面内,EO与O'Q在一条直线上,PO'与OF在一条直线上,两导线相互绝缘,通有相等的电流I,电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时,所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B,则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为(　　)A.B、0 B.0、2BC.2B、2B D.B、B
答案
3.B　两直角导线可以等效为沿EOQ和沿POF的两长直导线,根据安培定则可知沿EOQ的长直导线产生的磁场在N点的磁感应强度方向垂直纸面向里、在M点的磁感应强度方向垂直纸面向外,且大小均为B,沿POF的长直导线产生的磁场在N、M两点的磁感应强度方向均垂直纸面向里且大小均为B,根据磁场的叠加原理可得N点的合磁感应强度大小为BN=2B,M点的合磁感应强度大小为BM=0,故选项ACD错误,B正确。
考点3　磁场的叠加
4.[2020年7月浙江物理·9,3分]特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示,两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2,I1>I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直,b点位于两根导线间的中点,a、c两点与b点距离相等,d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响,则(　　)A.b点处的磁感应强度大小为0B.d点处的磁感应强度大小为0C.a点处的磁感应强度方向竖直向下D.c点处的磁感应强度方向竖直向下
答案
4.C　由于I1、I2不相等,而两长直导线到b、d的距离相等,所以两长直导线各自在这两点产生的磁场的磁感应强度大小不等,矢量和不为零,故AB错误;根据安培定则可知,两电流在a点产生的磁场的磁感应强度的方向均竖直向下,在c点产生的磁场的磁感应强度的方向均竖直向上,故C正确,D错误。
考点3　磁场的叠加
 
答案
 
考点4　电磁波及热辐射、能量量子化
6.[2020浙江物理·4,3分]在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示。下列说法正确的是(　　)A.当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的
答案
6.D　一切物体都在辐射红外线,温度越高,其辐射红外线的强度越大,ABC项错误,D项正确。
考点4　电磁波及热辐射、能量量子化
7.(多选)[2020江苏物理·13B(1),4分]电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有(　　)A.杀菌用的紫外灯B.拍胸片的X光机C.治疗咽喉炎的超声波雾化器D.检查血流情况的"彩超"机
答案
7.AB　紫外线和X光从本质上说是电磁波,AB项正确;治疗咽喉炎的超声波雾化器和检查血流情况的"彩超"机用的都是超声波,超声波不属于电磁波,CD项错误。
考点4　电磁波及热辐射、能量量子化
 
答案
 
考点4　电磁波及热辐射、能量量子化
9.[2021年1月浙江物理·2,3分]2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果,构建了一台76个光子100个模式的量子计算机"九章",它处理"高斯玻色取样"的速度比目前最快的超级计算机"富岳"快一百万亿倍。关于量子,下列说法正确的是(　　)A.是计算机运算的一种程序 B.表示运算速度的一个单位C.表示微观世界的不连续性观念 D.类似于质子、中子的微观粒子
答案
9.C　量子是普朗克为解释黑体辐射规律提出的表示微观世界的不连续性观念,量子不是表示类似于质子、中子的微观粒子,不是计算机运算的一种程序,也不是表示运算速度的一个单位,选项ABD错误,C正确。
考点4　电磁波及热辐射、能量量子化
10.(多选)[2020北京物理·3,3分,改编]随着通信技术的更新换代,无线通信使用的电磁波频率更高,频率资源更丰富,在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力,"4G改变生活,5G改变社会"。与4G相比,5G使用的电磁波(　　)A.光子能量更大 B.频率更高C.传播速度更大 D.波长更长
答案