2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步核心考點(diǎn)突破含解析新人教版必修3

PAGE4-第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步一、三種電流的磁場(chǎng)的比較【典例】如圖所示為磁場(chǎng)、磁場(chǎng)作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈,當(dāng)在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針,且與線圈在同一平面內(nèi),則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí) ()A.小磁針N極向里轉(zhuǎn)B.小磁針N極向外轉(zhuǎn)C.小磁針在紙面內(nèi)向左搖擺D.小磁針在紙面內(nèi)向右搖擺【解析】選A。由于線圈中電流沿順時(shí)針?lè)较?依據(jù)安培定則可以確定,線圈內(nèi)部軸線上磁感線方向垂直于紙面對(duì)里。而小磁針N極受力方向和磁感線方向相同,故小磁針N極向里轉(zhuǎn)。【方法技巧】小磁針受力方向推斷技巧(1)當(dāng)小磁針處于磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng),或環(huán)形電流、通電螺線管外部時(shí),可依據(jù)同名磁極相斥,異名磁極相吸來(lái)推斷小磁針的受力方向。(2)當(dāng)小磁針處于直線電流的磁場(chǎng)中,或處于環(huán)形電流、通電螺線管內(nèi)部時(shí),應(yīng)當(dāng)依據(jù)小磁針N極所指方向與通過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向相同來(lái)推斷小磁針的受力方向?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】安培視察到通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁鐵的磁場(chǎng)很相像,提出了分子電流假說(shuō)。他認(rèn)為,在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流——分子電流(分子電流事實(shí)上是由原子內(nèi)部電子的繞核運(yùn)動(dòng)形成的),分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。(如圖所示)下列將分子電流(箭頭表示電子運(yùn)動(dòng)方向)等效為小磁體的圖示中正確的是 ()【解析】選B。做圓周運(yùn)動(dòng)的電荷帶負(fù)電,則環(huán)形電流方向相反,依據(jù)安培定則可知,其左側(cè)為N極,選項(xiàng)B正確。二、磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的比較【典例】下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中,不正確的是 ()A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電荷所受電場(chǎng)力的方向相同B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受電場(chǎng)力的方向相同C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向相同D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止時(shí)N極所指的方向相同【解析】選A。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是正電荷受的電場(chǎng)力的方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向或小磁針靜止時(shí)N極所指的方向。故只有A項(xiàng)錯(cuò)誤。【方法技巧】電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的對(duì)比分析電場(chǎng)強(qiáng)度E磁感應(yīng)強(qiáng)度B定義式E=B=物理意義描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向方向該點(diǎn)正電荷的受力方向小磁針N極的受力方向場(chǎng)的疊加遵循矢量的平行四邊形定則遵循矢量的平行四邊形定則單位1N/C=1V/m1T=1N/(A·m)【素養(yǎng)訓(xùn)練】關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正確的是 ()A.由真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=知,當(dāng)r→0時(shí),其電場(chǎng)強(qiáng)度趨近于無(wú)窮大B.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=適用于任何電場(chǎng)C.由公式B=知,一小段通電導(dǎo)體在某處不受磁場(chǎng)力,說(shuō)明此處肯定無(wú)磁場(chǎng)D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是置于該處的通電導(dǎo)線所受的安培力方向【解析】選B。電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=適用于真空中點(diǎn)電荷,當(dāng)r→0時(shí),就不能看作點(diǎn)電荷了,公式不適用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=適用于任何電場(chǎng),選項(xiàng)B正確;一小段通電導(dǎo)體在某處不受磁場(chǎng)力,可能是導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行,此處不肯定無(wú)磁場(chǎng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與該處的通電導(dǎo)線所受的安培力方向垂直,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。三、感應(yīng)電流是否產(chǎn)生的推斷【典例】如圖所示,起先時(shí)矩形線圈與磁場(chǎng)垂直,且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外,下列狀況中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A.將線圈向左平移一小段距離B.線圈以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°)C.線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)D.線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)【解析】選D。將線圈向左平移一小段距離,則磁通量減小,產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A不符合題意;線圈以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°),磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故B不符合題意;線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°),磁通量減小,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C不符合題意;線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°),磁通量不變,則不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項(xiàng)D符合題意。故選D。【方法技巧】推斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的技巧(1)磁通量有改變,但回路沒(méi)閉合,不產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)閉合回路切割磁感線,但磁通量沒(méi)變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)初、末位置磁通量相同,但過(guò)程中閉合回路磁通量有改變,產(chǎn)生感應(yīng)電流。(4)線圈有正反兩面,磁感線穿過(guò)的方向不同,磁通量發(fā)生改變,產(chǎn)生感應(yīng)電流?？傊?不論什么狀況,只要同時(shí)滿(mǎn)意電路閉合和磁通量發(fā)生改變這兩個(gè)條件,就必定產(chǎn)生感應(yīng)電流;反過(guò)來(lái)說(shuō),只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流,那么電路肯定是閉合的,穿過(guò)該電路的磁通量也肯定發(fā)生了改變?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】(多選)如圖均為閉合線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),請(qǐng)推斷