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高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试授课课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试授课课件ppt，共27页。
一、磁场、磁感应强度1.磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 的作用.2.磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和 .(2)定义式： (通电导线垂直于磁场).(3)方向：小磁针静止时 .(4)单位：特斯拉，符号为T.
3.匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向 的磁场称为匀强磁场.(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线.4.地磁场(1)地磁的N极在地理 附近，S极在地理 附近，磁感线分布如图1所示. (2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度 ，且方向水平 .
二、磁感线和电流周围的磁场1.磁感线的特点(1)磁感线上某点的 方向就是该点的磁场方向.(2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的 ，在磁感线较密的地方磁场 ；在磁感线较疏的地方磁场 .①磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从 指向 ；在磁体内部，由 指向 .②同一磁场的磁感线不中断、不 、不相切.③磁感线是假想的曲线，客观上并不存在.
2.几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图3所示)
三、磁通量1.概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向 的面积S与B的乘积.2.公式：Φ＝ .3.适用条件：(1)匀强磁场.(2)S为垂直磁场的 .4.磁通量是 (填“标量”或“矢量”).
5.物理意义：相当于穿过某一面积的 的条数.如图1所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：(1)通过矩形abcd的磁通量为 或 .(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为 .(3)通过矩形abb′a′的磁通量为 .6.磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
四、电磁感应现象1.定义：当穿过闭合导体回路的 发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2.条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量 .(2)例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做 的运动.3.实质产生 ，如果电路闭合，则有感应电流.如果电路不闭合，则只有 而无感应电流.
命题点一 对磁感应强度的理解
命题点二 安培定则的应用与磁场的叠加
1.安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.
2.磁场叠加问题的一般解题思路(1)确定磁场场源，如通电导线.(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向.如图所示为M、N在c点产生的磁场.
(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场.
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
例2.(多选)(2017·全国卷Ⅰ·19)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反.下列说法正确的是
解析 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥.对L1受力分析，如图甲所示，可知L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图乙所示，可知L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；
设三根导线两两之间的相互作用力的大小为F，则L1、L2受到的磁场作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁场作用力的合力大小为 即L1、L2、L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 故C正确，D错误.
变式1 (2017·全国卷Ⅲ·18)如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为
解析 如图甲所示， P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知，B1＝ 如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如图乙所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小B＝ 故选项C正确，A、B、D错误.
命题点三 电磁感应现象的理解和判断
常见的产生感应电流的三种情况
例3.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是A.ab向右运动，同时使θ减小B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
解析 设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScs θ，对A选项，S增大，θ减小，cs θ增大，则Φ增大，A正确.对B选项，B减小，θ减小，cs θ增大，Φ可能不变，B错误.对C选项，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误.对D选项，S增大，B增大，θ增大，cs θ减小，Φ可能不变，D错误.故只有A正确.
变式2.(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放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图中所示，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
变式3 (多选)(2015·全国卷Ⅰ·19)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图6所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的 磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致 磁针转动
一、磁场、磁感应强度1.磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 的作用.2.磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和 .(2)定义式： (通电导线垂直于磁场).(3)方向：小磁针静止时 .(4)单位：特斯拉，符号为T.
3.匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向 的磁场称为匀强磁场.(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线.4.地磁场(1)地磁的N极在地理 附近，S极在地理 附近，磁感线分布如图1所示. (2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度 ，且方向水平 .
二、磁感线和电流周围的磁场1.磁感线的特点(1)磁感线上某点的 方向就是该点的磁场方向.(2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的 ，在磁感线较密的地方磁场 ；在磁感线较疏的地方磁场 .①磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从 指向 ；在磁体内部，由 指向 .②同一磁场的磁感线不中断、不 、不相切.③磁感线是假想的曲线，客观上并不存在.
2.几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图3所示)
三、磁通量1.概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向 的面积S与B的乘积.2.公式：Φ＝ .3.适用条件：(1)匀强磁场.(2)S为垂直磁场的 .4.磁通量是 (填“标量”或“矢量”).
5.物理意义：相当于穿过某一面积的 的条数.如图1所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：(1)通过矩形abcd的磁通量为 或 .(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为 .(3)通过矩形abb′a′的磁通量为 .6.磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
四、电磁感应现象1.定义：当穿过闭合导体回路的 发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2.条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量 .(2)例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做 的运动.3.实质产生 ，如果电路闭合，则有感应电流.如果电路不闭合，则只有 而无感应电流.
命题点一 对磁感应强度的理解
命题点二 安培定则的应用与磁场的叠加
1.安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.
2.磁场叠加问题的一般解题思路(1)确定磁场场源，如通电导线.(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向.如图所示为M、N在c点产生的磁场.
(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场.
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
例2.(多选)(2017·全国卷Ⅰ·19)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反.下列说法正确的是
解析 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥.对L1受力分析，如图甲所示，可知L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图乙所示，可知L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；
设三根导线两两之间的相互作用力的大小为F，则L1、L2受到的磁场作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁场作用力的合力大小为 即L1、L2、L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 故C正确，D错误.
变式1 (2017·全国卷Ⅲ·18)如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为
解析 如图甲所示， P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知，B1＝ 如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如图乙所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小B＝ 故选项C正确，A、B、D错误.
命题点三 电磁感应现象的理解和判断
常见的产生感应电流的三种情况
例3.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是A.ab向右运动，同时使θ减小B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
解析 设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScs θ，对A选项，S增大，θ减小，cs θ增大，则Φ增大，A正确.对B选项，B减小，θ减小，cs θ增大，Φ可能不变，B错误.对C选项，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误.对D选项，S增大，B增大，θ增大，cs θ减小，Φ可能不变，D错误.故只有A正确.
变式2.(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放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图中所示，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
变式3 (多选)(2015·全国卷Ⅰ·19)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图6所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的 磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致 磁针转动
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