专题13 电磁感应与电磁波初步（知识梳理+5大考点精讲精练+实战训练）-2025年高中物理学业水平合格性考试总复习（全国通用）.zip

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目 录
第一部分 明晰学考要求·精准复习
第二部分 基础知识梳理·全面提升
第三部分 考点精讲精练·对点突破
考点一：磁场 磁感线
考点二：磁感应强度 磁通量
考点三：电磁感应现象
考点四：电磁波
考点五：能量量子化
第四部分 实战能力训练·满分必刷
知识点一：磁场 磁感线
1.磁现象
2.奥斯特实验
3.磁场
4.磁感线
5.安培定则及几种常见的磁场
6.安培分子电流假说
知识点二：磁感应强度 磁通量
一．磁感应强度
二．匀强磁场
三．磁通量
知识点三：电磁感应现象
一．电磁感应的探索
二．产生感应电流的条件
1．探索感应电流产生的条件
三．电磁感应现象的应用
1．最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。

2．电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。

3．汽车防抱死制动系统（ABS）
（1）ABS系统的作用：为了防止汽车紧急制动时，因车轮被抱死，从而发生侧滑。
（2）ABS系统的组成：由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀组成。其中轮速传感器是利用电磁感应现象测量车轮转速的。
4．无线充电技术
又称为非接触式感应充电，是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术。具有安全、耐用、方便等特点，还可应用于生物医疗。
知识点四：电磁波
一．电磁场
1．变化的磁场产生电场。
2．变化的电场产生磁场。
3．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
二．电磁波
1．麦克斯韦的预言
（1）电磁波的预言：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波。
（2）电磁波可以在真空中传播。
（3）光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的速度等于光速。
2．赫兹的贡献：赫兹证实了电磁波的存在，证实了麦克斯韦的电磁场理论。
三．电磁波谱
1．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系：c＝λf。
2．电磁波在真空中的速度：c＝3×108m/s。
3．电磁波谱的概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，形成电磁波谱。
4．电磁波谱组成
5．各种电磁波的应用
（1）无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。
（2）微波用于卫星通信、电视等信号传输。
（3）红外线用来加热理疗。
（4）可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。
（5）紫外线可以消毒。
（6）X射线用于诊断病情。
（7）γ射线可以摧毁病变的细胞。

四．电磁波的能量
1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式。
2．微波炉加热食物应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。
3．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。
五．电磁波通信
1．电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络。
2．以互联网为基础的信息服务都是通过电磁波来传递的。
知识点五：能量量子化
一．热辐射
二．能量子
三．能级
考点一：磁场 磁感线
【典型例题1】（2024高二上·湖北·学业考试）下图能正确表示条形磁铁或通电直导线周围磁感线分布的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】AB．条形磁铁外部磁场方向由N极出发指向S极，故A正确，B错误；
C．根据右手螺旋定则可知，图中直线电流产生的磁场方向为逆时针方向，故C错误；
D．根据右手螺旋定则可知，图中直线电流产生的磁场方向为顺时针方向，故D错误。
故选A。
【典型例题2】（2023高二上·山东·学业考试）关于磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．磁感线是磁场中实际存在的曲线
B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱
C．沿磁感线的方向磁感应强度一定减弱
D．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
【答案】B
【详解】A．磁感线是为了描述磁场而引入的，它并不客观存在，故A错误；
B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同，故B正确；
C．沿磁感线的方向磁感应强度不一定减弱，如匀强磁场，故C错误；
D．磁感线是为描述磁场而假想的，其疏密程度反映磁场的强弱，其空隙处并不是不存在磁场，故D错误。
故选B。
【典型例题3】（2023高二上·河北·学业考试）沿南北方向固定一水平直导线，在其正上方、正下方分别放置甲、乙小磁针，小磁针静止时的指向如图所示，不考虑小磁针之间的互相作用力。当给直导线通以由南向北的恒定电流时，下列说法对的的是（ ）
A．小磁针甲不偏转B．小磁针乙不偏转
C．小磁针甲的N极向纸面外偏转D．小磁针乙的N极向纸面外偏转
【答案】C
【详解】由右手螺旋定则，通电导线在乙处的磁场方向，垂直纸面向里，在甲处的磁场方向，垂直纸面向外，则小磁针甲的N极向纸面外偏转，小磁针乙的N极向纸面里偏转。
故选C。
1．（2023高二上·河北·学业考试）如图所示，某同学在通电螺线管的附近与内部画出了a、b、c、d四个小磁针，其中小磁针b在螺线管内部。四个小磁针N极（黑色一端）指向对的的是（ ）
A．小磁针aB．小磁针bC．小磁针cD．小磁针d
【答案】D
【详解】根据安培定则可知通电螺线管N极在右端，因此右侧磁场方向水平向右，小磁针c位置不对；上方磁场方向水平向左，所以小磁针d位置正确；左侧水平向右，a位置不对；内部水平向右，b位置不对。
故选D。
2．（2023高二上·浙江·学业考试）如图所示，小磁针的指向不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．根据安培定则可知，通电螺线管的左侧相当于条形磁体的N极，而在磁体内部，磁场由S极指向N极，因此当小磁针置于螺线管内部时，小磁针N极将指向通电螺旋管左侧，故A正确，不符合题意；
B．地理上的南极为地磁的北极，而地理上的北极为地磁的南极，则地磁线从南极出，北极进，因此小磁针N极与磁场线的方向相同，故B正确，不符合题意；
C．通电导线周围产生的磁场为环形磁场，而根据安培定则可知，通电导线右侧磁场方向向下，若将小磁针置于导线右侧，则N极应指向磁场的方向，即竖直向下，故C错误，符合题意；
D．蹄型磁体中间磁场方向由N极指向S极，则小磁针N极所指的方向即为磁场的方向，故D正确，不符合题意。
故选C。
3．（2022高二下·新疆·学业考试）最早提出分子电流假说的物理学家是（ ）
A．牛顿B．欧姆C．焦耳D．安培
【答案】D
【详解】最早提出分子电流假说的物理学家是安培。
故选D。
4．（2023高二下·广东·学业考试）下列各图描述通有稳恒电流的螺线管，其中磁感线分布正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】由安培定则可判断磁感线分布正确的B图。
故选B。
考点二：磁感应强度 磁通量
【典型例题1】（2023高二上·广西·学业考试）如图所示，一通电螺线管水平放置，其轴线上P、Q两点的磁感应强度分别为BP、BQ，则（ ）
A．BP>BQ，方向均水平向右B．BP>BQ，方向均水平向左
C．BP0
故y轴正向指向北方，x轴正向指向东方，故BC错误；
D．磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为
B=Bx2+Bz2=By2+Bz2
计算得
B≈50μT
故D正确。
故选D。
4．（2022高二·海南·学业考试）在匀强磁场中，穿过平面的磁通量最大时，该平面与磁场方向的关系为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】磁通量Φ=BSsinθ，其中θ是B与S之间的夹角，当B与S之间的夹角为90°时，此时磁通量最大。
故选D。
5．（2022高二下·新疆·学业考试）一闭合线圈放置在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量 ；当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量 。（均填“最大”或“最小”）
【答案】 最大 最小
【详解】[1][2]一闭合线圈放置在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量最大；当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零最小。
6．（2023高二·陕西·学业考试）如图所示，边长为0.1m的单匝正方形线框abcd置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度大小为0.2T，此时穿过线框的磁通量为 Wb；现让线框绕ab边转过90°，此过程磁通量的变化量大小为 Wb。

【答案】 0.002 0.002
【详解】[1] 开始时，线框平面与磁场方向垂直，则穿过线框的磁通量为
Φ1=BS=0.2×0.1×0.1Wb=0.002Wb
[2] 线框绕ab边转过90°后，线框平面与磁场方向平行，穿过线框的磁通量Φ2=0；则此过程磁通量的变化量为
ΔΦ=Φ2−Φ1=−0.002Wb
可知磁通量的变化量大小为0.002Wb。
考点三：电磁感应现象
【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，匀强磁场中有一个闭合矩形导线框，保持线框平面与磁场垂直，下列过程能使线框中产生感应电流的是（ ）
A．将线框在磁场内左右移动B．将线框在磁场内上下移动
C．将线框在磁场内前后移动D．将线框从磁场内移出磁场
【答案】D
【详解】A．将线框在磁场内左右移动，穿过线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流，故A错误；
B．将线框在磁场内上下移动，穿过线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流，故B错误；
C．将线框在磁场内前后移动，穿过线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流，故C错误；
D．将线框从磁场内移出磁场，穿过线框的磁通量发生变化，线框中会产生感应电流，故D正确。
故选D。
【典型例题2】（2024高二上·北京·学业考试）在“探究产生感应电流条件”的实验中，某同学将螺线管和电流表用导线连接成闭合电路，如图所示。当把条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）；当条形磁铁静止在螺线管中时，观察到电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。
【答案】 偏转 不偏转
【详解】[1][2]根据法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中的磁通量发生改变时，会产生感应电流，故在条形磁铁插入螺线管的过程中，螺线管内的磁通量发生改变，会产生感应电流，电流表的指针发生偏转，当条形磁铁静止在螺线管中时，螺线管内的磁通量没改变，不能产生感应电流，电流表的指针不发生偏转。
1．（2024高二上·四川·学业考试）如图所示，处于磁场中的导体棒和电流表连接成闭合回路。下列判断正确的是（ ）
A．导体棒沿着磁感线向上运动，有感应电流
B．导体棒沿着磁感线向下运动，有感应电流
C．导体棒垂直磁感线向左运动，有感应电流
D．导体棒垂直磁感线向右运动，无感应电流
【答案】C
【详解】A．导体棒沿着磁感线向上运动，导体棒没有切割磁感线，回路不会产生感应电流，故A错误；
B．导体棒沿着磁感线向下运动，导体棒没有切割磁感线，回路不会产生感应电流，故B错误；
C．导体棒垂直磁感线向左运动，导体棒切割磁感线，回路会产生感应电流，故C正确；
D．导体棒垂直磁感线向右运动，导体棒切割磁感线，回路会产生感应电流，故D错误。
故选C。
2．（2023高二下·广东·学业考试）如图所示，空间中有一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，纸面内有两个闭合金属线圈M、N，分别为圆形、正三角形，各自中心点均在磁场边界上，不计线圈相互影响，当两个线圈绕过各自中心点、且垂直于纸面的轴旋转时，以下说法正确的是（ ）
A．仅M中有感应电流
B．仅N中有感应电流
C．M和N中都有感应电流
D．M和N中都无感应电流
【答案】B
【详解】M中磁通量不变化，故M中无感应电流，N中的磁通量变化不为0，故N中有电流。
故选B。
3．（多选）（2024高二下·广东·学业考试）1831年8月29日，法拉第利用如图所示的装置发现了电磁感应现象，其中导线EF南北放置。下列说法正确的有（ ）
A．闭合开关的瞬间，小磁针发生偏转B．闭合开关的瞬间，小磁针不发生偏转
C．断开开关的瞬间，小磁针发生偏转D．断开开关的瞬间，小磁针不发生偏转
【答案】AC
【详解】AB．闭合开关的瞬间，右边线圈有了电流，使得左边线圈磁通量增加，则导线EF有感应电流流过，小磁针发生偏转，故A正确，B错误；
CD．断开开关的瞬间，右边线圈电流减小为0，使得左边线圈磁通量减小，则导线EF有感应电流流过，小磁针发生偏转，故C正确，D错误。
故选AC。
4．（2024高二下·湖南·学业考试）如图所示是“探究感应电流产生的条件”的实验装置，M、N两个线圈绕在闭合铁芯上，线圈M通过滑动变阻器与学生电源的直流输出端连接，线圈N与电流表连接成回路。
闭合学生电源开关的瞬间，流过M的电流瞬间增大，N的磁通量 （填“增大”或“减小”），电流表指针发生偏转；将闭合的学生电源开关断开的瞬间，流过M的电流瞬间减小，则由M产生的磁场消失，N的磁通量变小，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）。
【答案】 增大 偏转
【详解】[1]闭合学生电源开关的瞬间，流过M的电流瞬间增大，产生的磁场最大，穿过N的磁通量增大，电流表指针发生偏转；
[2]将闭合的学生电源开关断开的瞬间，流过M的电流瞬间减小，则由M产生的磁场消失，穿过N的磁通量变小，电流表与N构成的回路产生感应电流，电流表指针偏转。
考点四：电磁波
【典型例题1】（2021高二·江苏·学业考试）我们周围的物体都存在辐射电磁波，当温度升高时，辐射中波长较短的成分越来越强。已知光在真空中传播的速度等于c，下列关于电磁波的说法中正确的是（ ）
A．电磁波没有能量
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波在真空中传播的速度等于c
D．波长越短的电磁波在真空中传播的速度越快
【答案】C
【详解】A．电磁波也有能量，选项A错误；
B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，选项B错误；
C．电磁波在真空中传播的速度等于c，选项C正确；
D．各种波长的电磁波在真空中传播的速度相同，选项D错误。
故选C。
【典型例题2】（2023高二下·辽宁·学业考试）电磁波是一种特殊物质，能传播能量和信息。
（1）电磁波的速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）光速。
（2）电磁波 （选填“可以”或“不可以”）在真空中传播。
【答案】 等于 可以
【详解】（1）[1]电磁波的速度等于光速。
（2）[2]电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播。
1．（2021高二·贵州·学业考试）人们为了纪念用实验证实电磁波存在的科学家，用他的姓氏命名了频率的单位。这位科学家是（ ）
A．库仑B．赫兹C．韦伯D．安培
【答案】B
【详解】人们为了纪念用实验证实电磁波存在的科学家，用他的姓氏命名了频率的单位。这位科学家是赫兹，B正确，ACD错误；
故选B。
2．（2020高二上·河南·学业考试）英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场 （选填“能”或“不能”）产生电场：已知电磁波在空气中的传播速度约为3.0×108m/s，某广播电台向外发射频些为7.5×107Hz的电磁波，此电磁波在空气中的波长约为 m。
【答案】 能 4.0
【详解】[1]英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场能产生电场；
[2]此电磁波在空气中的波长约为
λ=cf=3.0×1087.5×107m=4.0m
考点五：能量量子化
【典型例题1】关于黑体辐射，下列说法正确的是（ ）
A．温度太低的物体不会辐射电磁波
B．黑体不会辐射电磁波
C．爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律
D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
【答案】D
【详解】AB．理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射；一切物体都会辐射电磁波，故AB错误；
CD．普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律，他认为黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故C错误，D正确。
故选D。
【典型例题2】某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标fv表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T1、T2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中T1>T2，图乙中T1>T2B．图甲中T1