人教版（2019）高中物理必修第三册 第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元知识清单（原卷＋解析卷）

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第13章必备知识清单§1磁场 磁感线1、奥斯特实验说明电流对磁体会产生力的作用，电流具有磁效应。2、磁体和磁体之间，磁体和通电导体之间，以及通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。规定小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向。3、在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。磁感线额特点：磁感线是假想的曲线；磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，磁体外部由N极到S极，内部由S极到N极；磁感线不相交、不相切；磁感线的疏密表示磁场的强弱；磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。4、地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地表面并不平行。在赤道平面上，到地心等距离的各点，地磁场强度相等，且方向水平。5、直线电流的磁感线是一圈圈的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。实验表明，改变电流的方向，各点的磁场方向都变成相反的方向。6、安培定则的第一种用法：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。安培定则的第二种用法：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。7、分子电流假说：任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。§2磁感应强度 磁通量1、磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用。2、磁场的方向：规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场的方向。3、电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL。注意：①电流源是理想模型，②不存在孤立的电流元，③可以用较长的通电导线来检验匀强磁场。4、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。定义式：B=FIL国际单位：特斯拉，简称特，符号T，1T=1NA∙m。磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致。磁感应强度的叠加用平行四边形法则运算。5、强弱、方向处处相同的磁场叫做匀强磁场。其磁感线是一组间隔相同的平行直线。6、设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。符号：Φ公式：Φ＝BS国际单位：韦伯，简称韦，符号Wb，1Wb＝1T·m2磁通量是标量，有正负。规定磁感线从平面的某一面穿入，磁通量为正；磁感线从平面的另一面穿入，磁通量为负。7、磁感应强度的另一称呼是磁通密度，定义为：当B垂直S时B=ΦS。物理意义：表示单位面积上的磁通量，反映磁感线的疏密；磁感应强度数值上等于垂直穿过单位面积的磁通量。§3电磁感应现象及应用1、由磁得到电的现象叫电磁感应。电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。2、只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。即产生感应电流的条件是：①闭合回路，②磁通量变化：正对面积改变、磁场的大小改变、磁场的方向改变。§4电磁波的发现及应用1、对于电磁感应现象，麦克斯韦认为，变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。2、麦克斯韦认为，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。3、麦克斯韦的假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。4、变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，它们形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。它既不是电场也不是磁场，更不是电场和磁场的叠加，而是电场和磁场相互依赖，形成不可分割的整体。5、麦克斯韦预言：空间可能存在电磁波。它是变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播。赫兹通过实验捕提到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。6、电磁波是横波，可以在真空中传播，不需要介质。7、电磁波的传播速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动，即光是一种电磁波。8、波速公式：v＝λ/T＝λf9、电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和λ变化，v介＜c；不同电磁波在同一介质中传播，速度不同，f越高，v越小；f越低，v越大；电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象；电磁波具有能量；电磁波是一种物质。10、电磁波的频率范围很广。无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线都是电磁波。按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。11、在电磁波谱中，无线电波：分为长波、中波、短波和微波，主要用于无线电通讯；红外线：波长比无线电波短，比可见光长，所有的物体都在不停地发射红外线，主要用于遥感、加热；可见光：分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种，可被视网膜感知；紫外线：有较高的能量。可用于灭菌消毒，荧光效应等；X射线：波长比紫外线更短，有比紫外线更高的能量，有较强的穿透作用，可用于透视、检查金属内部缺陷；γ射线：波长比X射线更短，频率非常高。有很高的能量和很强的穿透作用，可用于检查金属内部缺陷。§5能量量子化1、一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。2、如果某物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这物体称为黑体。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。3、普朗克提出，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，它的大小为ε=ℎν。ν是电磁波的频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为h＝6.62607015×10-34J·s。4、爱因斯坦提出，光本身就是一个个不可分割的能量子，后来被叫做光子，其能量为：ε=ℎν。5、原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。6、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，即ℎν=Em−En。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。7、玻尔的氢原子模型：电子的轨道半径rn=n2r1，对应的能量值（能级）En=1n2E1（E1＝13.6eV，n＝1，2，3……）