新教材人教版高中物理必修第三冊-第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步-知識點考點總結(jié)及配套練習(xí)-含解析

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步1、磁場磁感線一認(rèn)識磁場的性質(zhì)1.對磁場性質(zhì)的理解:基本性質(zhì)對放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用客觀性質(zhì)磁場雖然不是由分子、原子組成的,但是它和常見的桌子、房屋、水和空氣一樣,是一種客觀存在的物質(zhì)特殊性質(zhì)磁場和常見的由分子、原子組成的物質(zhì)不同,它是以一種場的形式存在的形象性磁體之間、磁體與電流間,電流與電流間通過磁場發(fā)生作用,如同用彈簧連接的小球,靠彈簧發(fā)生相互作用一樣2.電場與磁場的比較:比較項目電場磁場不同點產(chǎn)生電荷周圍磁體、電流、運動電荷周圍基本性質(zhì)對放入其中的電荷有電場力的作用對放入其中的磁極、電流有磁場力的作用作用特點對放入其中的磁體無力的作用對放入其中的靜止電荷無力的作用相同點磁場和電場一樣,都是不依賴于人的意志而客觀存在的特殊物質(zhì),都具有能量【思考·討論】圖一中異名磁極相互吸引,同名磁極相互排斥,圖二中一段直導(dǎo)線懸掛在蹄形磁鐵的兩極間,通以電流,導(dǎo)線就會移動;圖三中兩條通過同向電流的導(dǎo)線相互吸引,通過反向電流的導(dǎo)線相互排斥,這些相互作用是怎樣實現(xiàn)的?提示:磁體的周圍和電流的周圍都存在著磁場,磁體和磁體之間、磁體和電流之間、電流和電流之間的相互作用都是通過磁場來傳遞的?！镜淅痉丁肯铝嘘P(guān)于磁場的說法中,正確的是 ()A.只有①磁鐵周圍才存在磁場B.磁場是為了解釋磁極間的相互作用而人為規(guī)定的C.磁場只有②在磁極與磁極、磁極和通電導(dǎo)線發(fā)生作用時才產(chǎn)生D.磁極與磁極之間、磁極與通電導(dǎo)線之間、通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的【審題關(guān)鍵】序號信息提?、匐娏髦車灿写艌觫陔娏骱碗娏髦g發(fā)生作用時也有【解析】選D。磁場存在于磁體周圍和電流周圍,故A錯誤;磁場是實際存在的,不是假想的,磁感線是假想的,故B錯誤;磁場存在于磁體和電流周圍,即使沒有發(fā)生作用,磁場仍然是存在的,故C錯誤;磁極與磁極,磁極與電流、電流與電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的,故D正確?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示,小磁針N極指向正確的是 ()【解析】選A。放入磁場中某點的小磁針,靜止時N極所指的方向就是該點磁場的方向,可以判斷A正確,B、C、D錯誤。2.(多選)司南是中國古代辨別方向用的一種儀器,據(jù)近代考古學(xué)家猜測,司南是用天然磁鐵礦石琢成一個勺形的東西,放在一個光滑的盤上,盤上刻著方位,可以辨別方向,如圖所示,下列說法正確的是 ()A.司南不可能僅具有一個磁極B.司南能夠指向南北,說明地球具有磁場C.司南的指向會受到附近銅塊的干擾D.在司南正上方附近沿勺柄方向放置一直導(dǎo)線,導(dǎo)線通電時司南會發(fā)生偏轉(zhuǎn)【解析】選A、B、D。磁極是成對出現(xiàn)的,則司南不可能僅具有一個磁極,故A正確;司南能夠指向南北,說明地球具有磁場,故B正確;銅不是磁性材料,則司南的指向不會受到附近銅塊的干擾,故C錯誤;在司南正上方附近沿勺柄方向放置一直導(dǎo)線,因直導(dǎo)線下面的磁場與直導(dǎo)線垂直,可知導(dǎo)線通電時司南會發(fā)生偏轉(zhuǎn),故D正確?！狙a償訓(xùn)練】1.如圖所示,一條形磁鐵的周圍放著能自由轉(zhuǎn)動的甲、乙、丙、丁四根小磁針,靜止時,畫錯的是 ()A.甲B.乙C.丙D.丁【解析】選A。磁場中的磁感線方向從磁體的N極出來回到S極,小磁針靜止時N極所指的方向與磁感線的方向相同;由圖可以看出甲錯誤;故A正確。2.下列關(guān)于磁場的說法,正確的是 ()A.在地磁場的作用下小磁針靜止時指南的磁極叫北極,指北的磁極叫南極B.磁場和電場一樣,是客觀存在的特殊物質(zhì)C.磁鐵與磁鐵之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過電場發(fā)生的D.19世紀(jì)初,法國科學(xué)家安培認(rèn)為電與磁是聯(lián)系的【解析】選B。小磁針放在該處靜止時北極所指的方向為北極,即指北的磁極叫北極,指南的磁極叫南極,故A錯誤;磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,故C錯誤;磁場和電場一樣,也是一種客觀存在的特殊物質(zhì),故B正確;19世紀(jì)初,法國科學(xué)家安培認(rèn)為電與磁是互不聯(lián)系的,故D錯誤。二認(rèn)識磁感線的性質(zhì)1.常見磁體的磁感線:2.磁感線與電場線的比較:比較內(nèi)容磁感線電場線相似點引入目的形象地描述場而引入的假想線,實際不存在疏密場的強弱切線方向場的方向相交不能相交不同點閉合曲線不閉合,起始于正電荷,終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn);或者起始于無窮遠(yuǎn),終止于負(fù)電荷【思考·討論】如圖是U形磁體的磁感線。(1)a點沒有磁感線,a點的磁場等于零嗎?提示:磁場不等于零,磁體周圍存在磁場,磁感線是形象地描述磁場而引入的假想線,實際不存在,磁感線的疏密表示磁場的強弱,密集的地方磁場強,稀疏的地方磁場弱。(2)磁感線是起始于正電荷,終止于負(fù)電荷嗎?提示:不是。磁感線是閉合曲線,沒有起點和終點,圖中沒有畫出磁體內(nèi)部的磁感線?！镜淅痉丁咳鐖D為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況,O點(圖中白點)為坐標(biāo)原點,沿z軸正方向磁場大小的變化最有可能是圖中的(磁場的大小用B來表示)()【解題探究】(1)沿z軸正方向磁感線疏密情況是怎樣的?提示:由密到疏再到密,即磁場由大到小再到大。(2)能表示磁場由大到小再到大的函數(shù)圖像怎樣判斷?提示:C表示磁感應(yīng)強度由大到小再到大。【解析】選C。磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線,其疏密程度反映磁場的強弱,磁感線越密的地方磁場越強,沿z軸正方向磁感線由密到疏再到密,即磁感應(yīng)強度由大到小再到大,故只有C正確?！疽?guī)律方法】磁場中的磁感線描述(1)在沒畫磁感線的地方,并不表示沒有磁場存在;(2)若多個磁體或電流的磁場在空間某區(qū)域疊加,磁感線描述的是疊加后的磁場的磁感線分布情況。【母題追問】1.把一個小磁針放置在【典例示范】磁場(未標(biāo)出方向)中,靜止時的指向如圖所示。下列分析正確的是 ()A.S極指向該點磁場方向B.N極指向該點磁場方向C.該磁場是勻強磁場D.a點的磁場方向水平向右【解析】選B。物理學(xué)上規(guī)定:小磁針靜止時N極所指的方向就是該點的磁場方向,故B正確;該點的磁場方向與S極指的方向相反,故A錯誤;由圖看出,該磁場的磁感線分布不均勻,說明各處的磁感應(yīng)強度不是處處相同,所以該磁場不是勻強磁場,故C錯誤;a點的磁場方向沿磁感線的切線方向:斜向右上方,故D錯誤。2.在【典例示范】磁場中,取其中的一條磁感線,其上有A、B兩點,則()A.A點的磁感應(yīng)強度一定大B.B點的磁感應(yīng)強度一定大C.因為磁感線是直線,A、B兩點的磁感應(yīng)強度一樣大D.條件不足,無法判斷【解析】選D。由磁場中一根磁感線無法判斷某點周圍的磁感線的疏密,故也無法判斷某點磁場的強弱,故選項D正確。【補償訓(xùn)練】1.關(guān)于電場線和磁感線,下列說法正確的是 ()A.電場線和磁感線都是閉合的曲線B.磁感線是從磁體的N極發(fā)出,終止于S極C.電場線和磁感線都不能相交D.電場線和磁感線都是現(xiàn)實中存在的【解析】選C。電場線和磁感線是分別用于描述電場和磁場分布情況的,在現(xiàn)實中都是不存在的;二者都不能相交;電場線是不閉合的,而磁感線是閉合曲線,選項C正確。2.關(guān)于磁感線,下列說法正確的是 ()A.條形磁鐵的磁感線從磁鐵的N極出發(fā),終止于磁鐵的S極B.磁感線的疏密表示磁場的強弱,磁感線疏的地方磁場弱,磁感線密的地方磁場強C.磁感線是客觀存在的物質(zhì),沒畫磁感線的地方就表示磁場不存在D.通電長直導(dǎo)線周圍的磁場方向可以用左手定則進(jìn)行判斷【解析】選B。在磁體的外部,磁感線是從磁體的N極出發(fā)回到S極,但在磁體的內(nèi)部,磁感線是從磁體的S極出發(fā)回到N極,故A錯誤;磁感線的疏密表示磁場的強弱,磁感線疏的地方磁場弱,磁感線密的地方磁場強,故B正確;磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向,但磁感線不是真實存在的,故C錯誤;通電長直導(dǎo)線周圍的磁場方向可以用右手螺旋定則進(jìn)行判斷,故D錯誤。三科學(xué)探究——安培定則的應(yīng)用三種常見的電流的磁場安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖以導(dǎo)線上任意點為圓心的多組同心圓,越向外越稀疏,磁場越弱內(nèi)部磁場比環(huán)外強,磁感線越向外越稀疏內(nèi)部為勻強磁場且比外部強,方向由S極指向N極;外部類似條形磁鐵,由N極指向S極【思考·討論】演示實驗:將一根與電源、開關(guān)相連接的直導(dǎo)線用架子架高,沿南北方向水平放置。將小磁針平行地放在直導(dǎo)線的下方。(1)觀察直導(dǎo)線通、斷電時小磁針的偏轉(zhuǎn)情況,實驗說明了什么? (科學(xué)探究)提示:直線通電時,小磁針的N極向外偏轉(zhuǎn),直導(dǎo)線斷電時,小磁針仍然指向南北方向,說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場。(2)我們知道,磁場是有方向的,那么電流周圍的磁場方向是怎樣的呢?它與電流的方向有關(guān)嗎?提示:通電直導(dǎo)線周圍的磁場與導(dǎo)線中電流的方向有關(guān),電流和磁場的關(guān)系安培非常巧妙地總結(jié)出來,即安培定則?！镜淅痉丁?多選)一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的下方,并與磁針指向平行,如圖所示,此時小磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn),則這束帶電粒子可能是()A.向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束C.向右飛行的負(fù)離子束 D.向左飛行的負(fù)離子束【解題探究】(1)小磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn),可判斷磁場的方向是怎樣?提示:磁場方向垂直于紙面向外。(2)帶電粒子從小磁針下面通過時,電流的方向是沿什么方向?提示:由安培定則可得電流方向向右,形成方向向右的電流的可以是正離子向右,負(fù)離子向左?！窘馕觥窟xA、D。小磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn),說明電流產(chǎn)生的磁場在小磁針處垂直紙面向外,由安培定則可得電流方向向右,可以形成方向向右的電流的是向右飛行的正離子束或向左飛行的負(fù)離子束,則A、D正確?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示,E、F分別表示蓄電池兩極,P、Q分別表示螺線管兩端。當(dāng)閉合開關(guān)時,發(fā)現(xiàn)小磁針N極偏向螺線管Q端。下列判斷正確的是 ()A.E為蓄電池正極B.螺線管P端為S極C.流過電阻R的電流方向向上D.管內(nèi)磁場方向由P指向Q【解析】選C。由題知,閉合開關(guān)時,螺線管Q端為S極,管內(nèi)磁場方向由Q指向P,根據(jù)安培定則判斷知,E為蓄電池的負(fù)極,電阻R中的電流方向向上,故C項正確。2.在如圖所示的磁場中有一個垂直于磁場方向放置的閉合圓環(huán),現(xiàn)在圓環(huán)的直徑ab平行于導(dǎo)線ef,沿直徑由a到b移動時,則磁場的變化情況是()A.變小 B.變大C.不變 D.先變小后變大【解析】選C。由圖可知,圓環(huán)的直徑ab平行于導(dǎo)線ef,沿直徑由a到b移動時,磁場不變,故C正確。3.如圖所示,通電螺線管中放入一小磁針,則通電后小磁針的N極指向及螺線管a端的極性分別為 ()A.小磁針的N極指向a端,a端為N極B.小磁針的N極指向a端,a端為S極C.小磁針的N極指向b端,a端為N極D.小磁針的N極指向b端,a端為S極【解析】選A。由安培定則可得,螺線管a端為N極,b端為S極,螺線管內(nèi)部磁感線從S極指向N極,所以小磁針N極指向a端,故A正確。【補償訓(xùn)練】如圖所示,環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針a、b、c,閉合開關(guān)S后,三只小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是 ()A.全向里 B.全向外C.a向里,b、c向外 D.a、c向外,b向里【解析】選D。由安培定則可以判斷環(huán)形導(dǎo)線內(nèi)部磁場方向向里,外部磁場方向向外,a、c磁針的N極向外,b磁針的N極向里。2、磁感應(yīng)強度磁通量一磁感應(yīng)強度的含義1.磁感應(yīng)強度由磁場本身決定,就像電場強度由電場本身決定一樣,跟該位置放不放通電導(dǎo)線無關(guān),因此不能根據(jù)公式B=說B與F成正比,與Il成反比。2.磁感應(yīng)強度B的定義式也是其度量式,但用來測量的小段通電導(dǎo)線必須垂直放入磁場,如果小段通電導(dǎo)線平行放入磁場,則所受磁場力為零,但不能說該點的磁感應(yīng)強度為零。3.磁感應(yīng)強度是矢量,其方向為放入其中的小磁針靜止時N極的指向。4.磁感應(yīng)強度B與電場強度E的比較:比較項目磁感應(yīng)強度(B)電場強度(E)定義比值定義法B=(條件:I⊥B)比值定義法E=物理意義反映磁場力的性質(zhì)反映電場力的性質(zhì)決定因素與磁場有關(guān),與電流元無關(guān)與電場有關(guān),與試探電荷無關(guān)方向(矢量)小磁針靜止時N極的指向;疊加時遵從平行四邊形定則帶正電的試探電荷的受力方向;疊加時遵從平行四邊形定則單位TN/C形象表示磁感線的疏密表示磁場的強弱、某點的切線方向表示磁感應(yīng)強度方向電場線的疏密表示電場的強弱、某點的切線方向表示電場強度方向區(qū)別(1)正電荷所受電場力方向為電場強度方向,而電流所受磁場力方向并不是磁感應(yīng)強度的方向。(2)電荷在電場中一定受力,而電流在磁場中不一定受力(電流與磁場方向平行時不受力)相同都是矢量,疊加時等于各分(電場)磁場的矢量和【思考·討論】(1)圖甲小磁針能定量反映磁場的強弱嗎?提示:不能。因為N極不能單獨存在。小磁針靜止時所受的合力為零,因而不能用測量N極受力大小來確定磁感應(yīng)強度的大小。(2)磁場對通電導(dǎo)線有力的作用,如圖乙中能通過通電導(dǎo)線受力的大小來判斷磁場的強弱嗎?通過怎樣的實驗來驗證這些猜想?提示:應(yīng)用控制變量法,保持電流和通電導(dǎo)線的長度不變,判斷導(dǎo)線受力的大小,可以判斷磁場的強弱。(3)在磁場的同一位置,無論怎樣改變I、l,F與Il的比值是變化的嗎? (物理觀念)提示:比值不變,而不同位置比值是不一樣的,磁場越強,這個比值也就越大,這個比值不隨通電導(dǎo)線電流和長度的改變而改變,因而它所反映的就是磁場本身的性質(zhì)。【典例示范】勻強磁場中長2cm的通電導(dǎo)線垂直①于磁場時,當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為2A時,它受到的磁場力大小為4×10-3N,問:該處的磁感應(yīng)強度B是多大②? 【審題關(guān)鍵】序號信息提?、賹?dǎo)線與磁場方向垂直時磁感應(yīng)強度最大。②磁感應(yīng)強度是矢量,這里只計算大小?！窘馕觥慨?dāng)磁場方向與導(dǎo)體垂直時磁感應(yīng)強度最小,根據(jù)磁感應(yīng)強度的定義B==T=0.1T答案:0.1T【規(guī)律方法】磁感應(yīng)強度的影響因素磁場的磁感應(yīng)強度只取決于磁場本身,與試探電流元無關(guān),正如電場中的電場強度與檢驗電荷無關(guān)一樣,是磁場本身的屬性?！灸割}追問】1.在【典例示范】中若電流不變,導(dǎo)線長度減小到1cm,則它受磁場力F和該處的磁感應(yīng)強度B各是多少?【解析】某處的磁感應(yīng)強度由建立該磁場自身情況和該點的空間位置來決定,與檢驗通電直導(dǎo)線的電流大小、導(dǎo)線長短無關(guān),因此B保持不變,即B=0.1T由F=BIL可知當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為2A時,F=BIL=0.1T×2A×0.01m=2×10-3N,答案:2×10-3N0.1T2.在【典例示范】中將導(dǎo)線放在勻強磁場中,受到的安培力為0.2N,則勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小可能是 ()A.0.8TB.0.4TC.0.2T D.0.1T【解析】選A。長為0.2m的直導(dǎo)線中通入2A的電流,將導(dǎo)線放在勻強磁場中,受到的磁場力為0.2N,當(dāng)磁場的方向與電流的方向垂直時,磁感應(yīng)強度最小。B==T=0.5TB≥0.5T,故A正確,B、C、D錯誤。【補償訓(xùn)練】1.下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法,正確的是 ()A.通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大B.通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大C.放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線,受力大小和方向處處相同D.磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)【解析】選D。磁場中某點磁感應(yīng)強度的大小和方向由磁場本身決定,與通電導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān),故選項A錯誤,選項D正確;通電導(dǎo)線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強度有關(guān),而且與通電導(dǎo)線的取向有關(guān),故選項B錯誤;雖然勻強磁場中磁感應(yīng)強度處處相等,但當(dāng)導(dǎo)線在各個位置的方向不同時,磁場力是不相同的(導(dǎo)線與磁場垂直時所受磁場力最大,與磁場平行時所受磁場力為0),而選項C中沒有說明導(dǎo)線在各個位置的取向是否相同,所以選項C錯誤。2.(多選)下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向的說法中,正確的是 ()A.某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時所受磁場力的方向B.小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向C.垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向D.磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向【解析】選B、D。磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向表示該點磁場的方向,磁場方向也就是小磁針N極受力的方向。但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強度和磁場的方向。二磁通量的計算1.磁通量Φ的定義:磁感應(yīng)強度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量,定義式為Φ=BS。(1)面積S是指閉合電路中包含磁場的那部分的有效面積。如圖所示,若閉合電路abcd和ABCD所在平面均與勻強磁場B垂直,面積分別為S1和S2,且S1>S2,但磁場區(qū)域恰好只有ABCD區(qū)域那么大,則穿過兩閉合電路的磁通量是相同的,即Φ=BS2。(2)如果面積S與磁感應(yīng)強度B不垂直,可將磁感應(yīng)強度B向著垂直于面積S的方向投影,也可以將面積S向著垂直于磁感應(yīng)強度B的方向投影。當(dāng)B∥S時,Φ=0;當(dāng)B⊥S時,Φ最大。2.磁通量的方向:磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù),若設(shè)初始時為正,則轉(zhuǎn)過180°時為負(fù)。它的方向只表示磁感線是穿入還是穿出。當(dāng)穿過某一面積的磁感線既有穿入的又有穿出的時,二者將互相抵消一部分,這類似于導(dǎo)體帶電時的“凈”電荷。3.磁通量的變化ΔΦ:由公式:Φ=BScosθ,θ為S與垂直于磁場的平面的夾角,磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1有多種形式,主要有:(1)S、θ不變,B改變,這時ΔΦ=ΔBScosθ(2)B、θ不變,S改變,這時ΔΦ=ΔSBcosθ(3)B、S不變,θ改變,這時ΔΦ=BS(cosθ2-cosθ1)可見磁通量Φ是由B、S及它們間的夾角θ共同決定的,磁通量的變化情況應(yīng)從這三個方面去考慮。【思考·討論】情境一:磁場方向與平面垂直時。如圖一情境二:磁場方向與平面不垂直時。如圖二(1)如圖一,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,當(dāng)磁場方向與某一面積S垂直時,則穿過該面積的磁通量是多少?提示:磁場中穿過某一面積(S)的磁感線條數(shù)稱穿過該面積的磁通量,即Φ=BS。(2)如果面積為S的平面與磁場方向不垂直時,則穿過該面積的磁通量是多少?提示:當(dāng)平面與磁場方向的夾角變化時,穿過平面的磁感線條數(shù)也發(fā)生變化。穿過平面的磁感線條數(shù)與平面在垂直磁場方向上的投影面積穿過的磁感線條數(shù)相等,即Φ=BScosα。α為平面與垂直磁場方向的夾角。【典例示范】如圖所示是等腰直角三棱柱,其中abcd面為正方形,邊長為L,將它按圖示方式放置于豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,求通過dcfe面、abfe面和abcd面的磁通量大小。 【解析】已知abcd面為正方形,邊長為L,abfe面與dcfe面垂直,與abcd面夾角為45°,則dcfe面的面積為L2,磁場方向與dcfe面垂直,由Φ=BScosθ得通過dcfe面的磁通量:Φ1=BL2磁場方向與abfe面平行,通過abfe面的磁通量:Φ2=0由abcd面為正方形,邊長為L,則面積為L2,平面與磁場垂直平面的夾角為45°,通過abcd面的磁通量:Φ3=BL2答案:BL20BL2【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向水平向右,一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置,平面abcd與豎直方向成θ角。將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角,則穿過線圈平面的磁通量變化量的大小為 ()A.0B.2BSC.2BScosθ D.2BSsinθ【解析】選C。初始位置,平面abcd的有效面積為與B垂直的豎直投影面積為Scosθ,其磁通量為BScosθ;將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角后,其磁通量為-BScosθ,則穿過線圈平面的磁通量變化量的大小為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScosθ,故C正確。2.一球冠處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,如圖所示,若球冠的底面大圓半徑為r,磁場方向與球冠底面垂直,則穿過整個球冠的磁通量為多少?【解析】由圖可知,球冠中的磁通量即為磁感應(yīng)強度與球冠在垂直磁場方向上的投影面積;即為:S=πr2;故磁通量為Φ=Bπr2。答案:Bπr2【補償訓(xùn)練】1.(多選)關(guān)于磁通量,下列敘述正確的是 ()A.穿過某一面的磁感線的條數(shù)越多,則穿過該面的磁通量越大B.穿過兩個面的磁感線的條數(shù)相等,則穿過兩個面的磁通量相等C.磁場中某處的磁感應(yīng)強度等于穿過該處單位面積的磁通量D.磁場中某處的磁感應(yīng)強度等于垂直穿過該處單位面積的磁通量【解析】選A、B、D。磁場中穿過某一面積的磁感線條數(shù)稱穿過該面積的磁通量,故A、B正確;B=中,S是與B垂直的面積,故C錯誤,D正確。2.如圖所示,a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi),當(dāng)線圈a中有電流I通過時,穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc,則 ()A.Φa<Φb<ΦcB.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<ΦbD.Φa>Φc>Φb【解析】選B。磁通量可以形象地理解為穿過回路的磁感線的條數(shù);若該回路面積內(nèi)有磁感線穿進(jìn)和穿出兩種情況,可把磁通量理解為穿過回路的凈磁感線的條數(shù)。當(dāng)a中有電流通過時,穿過a、b、c三個閉合線圈垂直紙面向里的磁感線條數(shù)一樣多,向外的磁感線的條數(shù)c中最多,其次是b中,a中沒有向外的磁感線,因此穿過閉合線圈的凈磁感線條數(shù)a中最多,b中次之,c中最少,即Φa>Φb>Φc,故選項B正確。3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件1.電磁感應(yīng):(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象:當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時,電路中有電流產(chǎn)生,這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件①電路閉合;②磁通量變化。(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì):電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如果電路閉合則有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(4)能量轉(zhuǎn)化:發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時,機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。2.常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況:3.判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的一般流程(1)確定研究的閉合回路;(2)弄清楚回路內(nèi)的磁場分布,并確定該回路的磁通量Φ;(3)磁通量變化與感應(yīng)電流的產(chǎn)生【思考·討論】保持線框平面始終與磁感線垂直,圖甲中線框在磁場中上下運動;圖乙中線框在磁場中左右運動;如圖丙所示,有一個線圈與一個靈敏電流計連成閉合電路,將一條形磁鐵的一部分插入線圈中。(1)保持線框平面始終與磁感線垂直,線框在磁場中上下運動(圖甲)。線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流?提示:圖甲中,線框在磁場中上下運動的過程中,導(dǎo)體沒有切割磁感線,穿過線框的磁通量沒有發(fā)生變化,所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生。(2)保持線框平面始終與磁感線垂直,線框在磁場中左右運動(圖乙),線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流?提示:圖乙中,線框在磁場中左右運動的過程中,盡管導(dǎo)體切割磁感線,但是整個線框都處在磁場中,穿過線框的磁通量沒發(fā)生變化,所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生。(3)條形磁鐵向左右運動時(丙圖),電流計的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)?為什么?提示:發(fā)生偏轉(zhuǎn)。閉合螺線管線圈中磁通量發(fā)生變化。(4)條形磁鐵插入到線圈后停止運動(丙圖),電流計的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)?為什么?提示:不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。閉合螺線管線圈中磁通量沒有變化。(5)某一時刻穿過閉合回路的磁通量為零時,回路一定無感應(yīng)電流嗎?提示:不一定,如果穿過閉合回路的磁通量正在變化,只是某一時刻磁通量為零,則回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流?！镜淅痉丁咳鐖D所示,一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置,其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab,有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面,且與豎直方向的夾角為θ。在下列各過程中,一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A.ab向右運動,同時使θ減小B.使磁感應(yīng)強度B減小,θ角同時也減小C.ab向左運動,同時增大磁感應(yīng)強度BD.ab向右運動,同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角(0°<θ<90°)【解析】選A。設(shè)此時回路面積為S,據(jù)題意,磁通量Φ=BScosθ,S增大,θ減小,cosθ增大,則Φ增大,A正確;B減小,θ減小,cosθ增大,Φ可能不變,B錯誤;S減小,B增大,Φ可能不變,C錯誤;S增大,B增大,θ增大,cosθ減小,Φ可能不變,D錯誤。【規(guī)律方法】判斷有無感應(yīng)電流產(chǎn)生的方法判斷有無感應(yīng)電流產(chǎn)生,關(guān)鍵是抓住兩個條件:(1)電路是否為閉合回路;(2)穿過電路本身的磁通量是否發(fā)生變化。【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如選項圖所示的條件下,閉合矩形線圈能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()【解析】選D。A.因為線圈平面平行于磁感線,在以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動的過程中,線圈平面始終與磁感線平行,穿過線圈的磁通量始終為零,所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生,A錯誤;B.線圈平面也與磁感線平行,穿過線圈的磁通量為零,豎直向上運動過程中,線圈平面始終與磁感線平行,磁通量始終為零,故無感應(yīng)電流產(chǎn)生,B選項錯誤;C.盡管線圈在轉(zhuǎn)動,但B與S都不變,B又垂直于S,所以Φ=BS始終不變,線圈中無感應(yīng)電流,C項錯誤;D.圖示狀態(tài)Φ=0,當(dāng)轉(zhuǎn)過90°時Φ=BS,所以轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量在不斷地變化,因此轉(zhuǎn)動過程中線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,D選項正確。2.(多選)如圖所示,1831年法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上,A線圈與電源、滑動變阻器R組成一個回路,B線圈與開關(guān)S、電流表G組成另一個回路。通過多次實驗,法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,關(guān)于該實驗下列說法正確的是()A.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有感應(yīng)電流B.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中無感應(yīng)電流C.閉合開關(guān)S后,在增大電阻R的過程中,電流表G中有感應(yīng)電流D.閉合開關(guān)S后,滑動變阻器移動到最右端,電流表G中有穩(wěn)定的感應(yīng)電流【解析】選B、C。閉合S的瞬間,穿過B的磁通量沒有變化,G中無感應(yīng)電流,A錯誤,B正確;當(dāng)閉合S后,若R增大,則A中電流減小,則A中磁場減小,穿過B的磁通量發(fā)生變化,C正確;閉合開關(guān)S后,滑動變阻器移動到最右端時,電路電流達(dá)到最大值,此后電流穩(wěn)定不變,磁場也穩(wěn)定不變,則穿過B的磁通量不發(fā)生變化,則D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】1.(多選)如圖所示,開始時矩形線圈與磁場垂直,且一半在勻強磁場中,另一半在勻強磁場外,若要使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列方法中可行的是()A.將線圈向左平移一小段距離B.將線圈向上平移C.以AB邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)D.以AD邊為軸轉(zhuǎn)動(小于90°)【解析】選A、C、D。線圈左右移動時,線圈在勻強磁場中的面積發(fā)生變化,磁通量變化,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生,上下移動線圈時,B與S均未發(fā)生變化,線圈內(nèi)磁通量不變,故無感應(yīng)電流產(chǎn)生。若以AB邊為軸轉(zhuǎn)動,B與S的夾角發(fā)生變化,同樣以AD邊為軸轉(zhuǎn)動時,B與S的夾角發(fā)生變化引起磁通量的變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項A、C、D正確。2.(多選)在勻強磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直;導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動的導(dǎo)體棒ab、cd,這兩個導(dǎo)體棒的運動速度分別為v1、v2,如圖所示,則下列四種情況,ab棒中有感應(yīng)電流通過的是()A.v1>v2 B.v1<v2C.v1≠v2 D.v1=v2【解析】選A、B、C。題中導(dǎo)軌位于勻強磁場中,只要滿足v1≠v2,回路的面積發(fā)生變化,從而磁通量發(fā)生變化,回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A、B、C正確。4、電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用一電磁波的性質(zhì)1.麥克斯韋電磁場理論:(1)變化的磁場周圍會產(chǎn)生電場:麥克斯韋提出,在變化的磁場周圍會激發(fā)出一種電場,不管有無閉合電路,變化的磁場激發(fā)的電場總是存在的,如圖所示:(2)變化的電場周圍會產(chǎn)生磁場:麥克斯韋從場的觀點得出,即使沒有電流存在,只要空間某處的電場發(fā)生變化,就會在其周圍產(chǎn)生磁場。(3)對麥克斯韋電磁場理論的理解:恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場2.電磁波的性質(zhì):(1)電磁波是橫波,在傳播方向上,任意一點的E和B都隨時間周期性變化,E和B彼此垂直,且與電磁波的傳播方向垂直。如圖(2)電磁場中儲存電磁能,電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程。(3)任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于光在真空中的速度,即c=3.0×108m/s,電磁波傳播雖然不需要介質(zhì),但在其他介質(zhì)中的速度都比在真空中的小。(4)只有周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)才能形成電磁波。(5)光也是一種電磁波,電磁波在真空中的傳播速度與光速c相同?！舅伎肌び懻摗?1)觀察上面兩幅圖,變化的磁場所產(chǎn)生電場的電場線和以前所學(xué)靜電場的電場線有區(qū)別嗎?提示:變化的磁場所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的;而靜電場中的電場線是不閉合的。(2)變化的磁場一定能產(chǎn)生電磁波嗎?為什么?提示:不一定,均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場,不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場,如果變化的磁場能產(chǎn)生變化的電場,變化的電場又能產(chǎn)生變化的磁場,才能在周圍空間產(chǎn)生電磁波?！镜淅痉丁扛鶕?jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法正確的是 ()A.有電場的空間一定存在磁場,有磁場的空間也一定能產(chǎn)生電場B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場,在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D.周期性變化的磁場周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場【解題探究】(1)恒定電場(磁場)能產(chǎn)生磁場(電場)嗎?提示:不能。(2)均勻變化電場(磁場)能產(chǎn)生什么樣磁場(電場)?提示:均勻變化電場(磁場)能產(chǎn)生恒定磁場(電場)。(3)非均勻變化電場(磁場)產(chǎn)生怎樣變化的磁場(電場)?提示:非均勻變化電場(磁場)產(chǎn)生變化磁場(電場)。(4)周期性變化電場(磁場)產(chǎn)生什么樣的磁場(電場)?提示:周期性變化電場(磁場)產(chǎn)生周期性變化的磁場(電場)。【解析】選D。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場,均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場,非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場,只有D項正確。【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(多選)根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論判斷下列表示電場產(chǎn)生磁場(或磁場產(chǎn)生電場)的關(guān)系圖像中(每個選項中的上圖是表示變化的場,下圖是表示變化的場產(chǎn)生的另外的場),正確的是()【解析】選B、C。A圖中的上圖磁場是穩(wěn)定的,由麥克斯韋的電磁場理論可知,其周圍空間不會產(chǎn)生電場,A圖中的下圖是與其不對應(yīng)的;B圖中的上圖是均勻變化的電場,應(yīng)該產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,下圖的磁場是穩(wěn)定的,所以B圖正確;C圖中的上圖是周期性變化的磁場,它能產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場,且相位相差,C圖是正確的;D圖的上圖是周期性變化的電場,在其周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場,但是下圖中的圖像與上圖相比較,相位相差π,故D圖錯誤。所以只有B、C兩圖正確。2.關(guān)于電磁波,下列說法正確的是 ()A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波C.利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸D.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失【解析】選B。電磁波在真空中的傳播速度都相同,與電磁波的頻率無關(guān),故A錯誤。根據(jù)麥克斯韋電磁理論,B正確。電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信,電磁波也能通過電纜、光纜傳輸,故C錯誤。發(fā)射電路的電磁振蕩停止了,只是不能產(chǎn)生新的電磁波,但已發(fā)出的電磁波不會立即消失,還要繼續(xù)傳播,故D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】1.關(guān)于電磁場和電磁波,下列說法中正確的是 ()A.電磁波是縱波B.靜止的電荷放在變化的磁場中不會受到力的作用C.當(dāng)電磁波在空間中傳播時,能量也隨著一起傳播D.電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān)【解析】選C。電磁波是變化的電場和磁場交替出現(xiàn)產(chǎn)生的。電場、磁場的傳播方向相互垂直,因此電磁波是橫波,故選項A錯;變化的磁場產(chǎn)生電場,電場對電荷有力的作用,故選項B錯;電磁波傳播過程中,遇到導(dǎo)體能產(chǎn)生感應(yīng)電流,說明電磁波在傳播過程中也傳播能量,故C正確;電磁波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān),在不同介質(zhì)中傳播的速度不同,故選項D錯。2.下列關(guān)于電磁波的說法,正確的是 ()A.只要電場和磁場發(fā)生變化,就能產(chǎn)生電磁波B.電磁波傳播需要介質(zhì)C.停止發(fā)射電磁波,發(fā)射出去的電磁波仍能獨立存在D.電磁波的應(yīng)用之一是電磁起重機(jī)【解析】選C。對電磁波的產(chǎn)生機(jī)制及傳播途徑要搞清,如果電場(或磁場)是均勻變化的,產(chǎn)生的磁場(或電場)是恒定的,就不能產(chǎn)生新的電場(或磁場),也就不能產(chǎn)生電磁波。電磁波不同于機(jī)械波,它的傳播不需要介質(zhì),故A、B錯,C對;電磁起重機(jī)利用的是電流的磁效應(yīng),故D錯。二電磁波譜的性質(zhì)1.電磁波譜:按電磁波的波長或頻率大小的順序把他們排列成譜。無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線(X射線)、γ射線等合起來,便構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜。2.各種不同的電磁波既有共性,又有個性:(1)共性:它們在本質(zhì)上都是電磁波,它們的行為服從相同的規(guī)律,都滿足公式v=fλ,它們在真空中的傳播速度都是c=3.0×108m/s,它們的傳播都不需要介質(zhì),各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義。(2)個性:不同電磁波的頻率或波長不同,表現(xiàn)出不同的特性。3.電磁波譜及其應(yīng)用:波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線特性波動性強熱作用產(chǎn)生視覺熒光效應(yīng)穿透能力強穿透能力強應(yīng)用通訊廣播、導(dǎo)航等加熱理療照明照相殺菌消毒、醫(yī)療等工業(yè)探傷、醫(yī)學(xué)透視工業(yè)探傷、醫(yī)學(xué)治療【思考·討論】1.無線電波的波長范圍如何?無線電波有何應(yīng)用?提示:波長大于1mm。無線電波可應(yīng)用于廣播、電視、天體物理研究。2.紅外線有何特點?提示:紅外線具有熱效應(yīng),任何物體都能輻射紅外線,溫度越高,紅外輻射越強。3.X射線和γ射線的波長有何特點?提示:波長比紫外線更短,頻率比紫外線更大?！镜淅痉丁课⒉t的工作應(yīng)用了一種電磁波——微波(微波的頻率為2.45×109Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加劇了熱運動,內(nèi)能增加,溫度升高,食物增加的能量是微波給它的。下表是某微波爐的部分技術(shù)參數(shù),問: (1)該微波爐內(nèi)磁控管產(chǎn)生的微波波長是多少?(2)該微波爐在使用微波擋工作時的額定電流是多少?(3)如果做一道菜,使用微波擋需要正常工作30min,則做這道菜需消耗多少電能?【解析】(1)微波爐的波長為λ==m≈0.12m。(2)微波擋工作時的額定電流為I==A=5A(3)消耗的電能ΔE=W=Pt=1100×1800J=1.98×106J。答案:(1)0.12m(2)5A(3)1.98×106J【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(多選)下列說法正確的是 ()A.紅外線易穿透云層,故廣泛應(yīng)用于遙感技術(shù)領(lǐng)域B.醫(yī)院用X光進(jìn)行透視,是因為它是各種電磁波中穿透能力最強的C.陽光可以曬黑皮膚,主要是陽光中紅外線的作用D.電取暖器利用了紅外線的熱作用【解析】選A、D。紅外線衍射明顯,選項A正確;γ射線穿透能力最強,選項B錯誤;陽光曬黑皮膚是紫外線的作用,選項C錯誤;紅外線有顯著的熱作用,選項D正確。2.我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi),則對該無線電波的判斷正確的是 ()A.米波的頻率比厘米波頻率高B.和聲波一樣需靠介質(zhì)傳播C.同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D.雷達(dá)發(fā)射的無線電波只傳遞信息不傳遞能量【解析】選C。據(jù)c=λf得f=,故波長越長,頻率越低,選項A錯誤;無線電波屬于電磁波,傳播不需要介質(zhì),選項B錯誤;反射是波所特有的現(xiàn)象,選項C正確,雷達(dá)發(fā)射的無線電波傳遞信息也傳遞能量,選項D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】1.如果在微波爐中放一個雞蛋,先被加熱的是 ()A.爐內(nèi)空氣B.蛋殼C.蛋黃 D.同時被加熱【解析】選C。微波爐就是用電子元件激發(fā)出頻率相當(dāng)高的交替電磁場,相當(dāng)于微波,處于電磁場中的導(dǎo)體(蛋黃)產(chǎn)生渦流,電磁能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,所以蛋黃先熱。2.下列哪種現(xiàn)象是由于所產(chǎn)生的電磁波引起的 ()A.用室內(nèi)天線接收微弱信號時,人走過時電視畫面會發(fā)生變化B.在夜晚用電高峰時,有部分地區(qū)白熾燈變暗發(fā)紅,日光燈不容易啟動C.把半導(dǎo)體收音機(jī)放在開著的日光燈附近會聽到噪聲D.在邊遠(yuǎn)地區(qū)用手機(jī)通話時,會發(fā)生信號中斷的情況【解析】選C。電視信號由于人走過而發(fā)生變化是由于人對信號的干擾,A錯誤;電燈變暗是由于電壓在輸電線上損失過多,B錯誤;日光燈在工作時,其鎮(zhèn)流器會發(fā)出微弱的電磁波,C正確;手機(jī)通話效果不好是由于信號弱的原因,D錯誤。5、能量量子化一熱輻射的特點1.一般物體與黑體的比較:熱輻射特點吸收、反射特點一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān),與材料的種類及表面狀況有關(guān)既吸收又反射,其能力與材料的種類及入射波長等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波,不反射2.黑體輻射的實驗規(guī)律:(1)溫度一定時,黑體輻射強度隨波長的分布有一個極大值。(2)隨著溫度的升高。①各種波長的輻射強度都有增加;②輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。3.輻射強度與波長關(guān)系圖像:4.電磁理論對黑體輻射理論解釋遇到的困難:當(dāng)波長趨于零時,輻射強度變?yōu)闊o窮大,在物理學(xué)中稱它為“紫外災(zāi)難”。電磁理論解釋黑體輻射的實驗規(guī)律遇到了嚴(yán)重的困難?！舅伎肌び懻摗?1)一般材料的物體和黑體輻射電磁波的情況有什么不同呢?提示:一般材料的物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān),還與材料的種類和表面狀況有關(guān),而黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。(2)只有高溫時才可以發(fā)生熱輻射嗎?提示:熱輻射不一定要高溫,任何溫度的物體都發(fā)出一定的熱輻射,只是溫度低時輻射弱,溫度高時輻射強?！镜淅痉丁?多選)黑體輻射的實驗規(guī)律如圖所示,由圖可知 ()A.隨溫度升高,各種波長的輻射強度都增加B.隨溫度降低,各種波長的輻射強度都增加C.隨溫度升高,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動D.隨溫度降低,輻射強度的極大值向波長較長的方向移動【解析】選A、C、D。由題圖可知,隨溫度升高,各種波長的輻射強度都增加,且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,當(dāng)溫度降低時,上述變化都將反過來,故A、C、D正確,B錯誤?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.(多選)關(guān)于對熱輻射的認(rèn)識,下列說法正確的 ()A.溫度越高,物體輻射的電磁波越強B.冷的物體只吸收電磁波C.輻射強度按波長的分布情況只與物體的溫度有關(guān),與材料的種類及表面狀況無關(guān)D.常溫下看到的不透明、非發(fā)光物體的顏色是反射光的顏色【解析】選A、D。一切物體都在不停地向外輻射電磁波,且溫度越高,輻射的電磁波越強,A正確,B錯誤;選項C是黑體輻射的特性,C錯誤;常溫下看到的不透明、非發(fā)光物體的顏色是反射光的顏色,D正確。2.關(guān)于黑體及黑體輻射,下列說法正確的是 ()A.黑體是真實存在的B.普朗克引入能量子的概念,得出黑體輻射的強度按波長分布的公式,與實驗符合得非常好,并由此開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元C.隨著溫度升高黑體輻射的各波長的強度有些會增強,有些會減弱D.黑體輻射無任何實驗依據(jù)【解析】選B。黑體并不是真實存在的,故A錯誤;普朗克引入能量子的概念,得出黑體輻射的強度按波長分布的公式,與實驗符合得非常好,并由此開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元,故B正確;隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都有增加,故C錯誤;黑體輻射是有實驗依據(jù)的,故D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】對黑體輻射電磁波的波長分布的影響因素是 ()A.溫度B.材料C.表面狀況D.以上都正確【解析】選A。對黑體輻射電磁波的波長分布的影響因素是溫度,A正確,B、C、D錯誤。二能量子和能級1.能量子:(1)振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍,帶電微粒輻射或吸收能量時也是以這個能量值為單