第13章 电磁感应与电磁波初步章末综合提升（学案2）

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修三素养提升学案 第13章 电磁感应与电磁波初步 章末综合提升 【知识整合】 【题型探究】 主题1　电和磁的联系 1．磁场与电场的对比 磁场 电场 产生 磁体、电流、运动电荷周围产生的一种特殊物质 电荷周围产生的一种特殊物质 特性 对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用 对放入其中的电荷产生力的作用 方向 小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极受力方向 正电荷的受力方向或负电荷受力的反方向 2．磁感应强度与电场强度的对比 磁感应强度B 电场强度E 物理意义 描述磁场的力的性质的物理量 描述电场的力的性质的物理量 定义式 B＝(通电导线与B垂直) E＝ 大小决定因素 由磁场本身决定，与试探电流无关 由电场本身决定，与试探电荷无关 与力的关系 试探电流所受磁场力F＝0时，B不一定为0 试探电荷所受电场力F＝0时，E一定为0 标矢性 矢量，其方向沿磁感线的切线方向，是小磁针N极的受力方向 矢量，其方向沿电场线的切线方向，是放入该点的正电荷的受力方向 场的叠加 合磁感应强度等于各磁感应强度的矢量和 合场强等于各个电场强度的矢量和 单位 1 T＝1 N/(A·m) 1 V/m＝1 N/C 【典例1】　如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2。当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为(　　) 甲　　　乙 A．B1－　　B．B2－　　C．B2－B1　　D． 【答案】A　 【解析】对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的； 令aO1＝O1b＝bO2＝O2c＝r，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B0，在距离中点3r位置的磁感应强度为B3，故a点磁感应强度：B1＝B0＋B3，b点磁感应强度：B2＝B0＋B0，当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度：Bc＝B3＝B1－，故A正确，B、C、D错误。 【关键点拨】 (1)两环形电流均存在时，两环心连线上任意点的磁感应强度均为两环形电流单独存在所产生的磁感应强度的矢量和。 (2)距环形电流的距离不同的点，磁感应强度的大小也不同。 主题2　感应电流产生条件的理解和应用 1．产生感应电流的条件 (1)电路闭合。 (2)穿过回路的磁通量发生变化。 2．分析磁通量的变化 首先要弄清磁感线是如何分布的，其次看磁场变化情况，最后看有效面积变化情况。具体有以下四种情况： 类型 磁通量的变化量 举例 Φ变化的四种情况 B不变，S变 ΔΦ＝B·ΔS 例：闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时 B变，S不变 ΔΦ＝ΔB·S 例：线圈与磁体之间发生相对运动时 B和S都变 ΔΦ＝B2S2－B1S1 注意此时应由ΔΦ＝Φ2－Φ1计算并判断磁通量是否变化 B和S大小都不变，但两者之间的夹角θ变 ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1) 例：线圈在磁场中转动时 3．判断电路中是否存在感应电流的思路 【典例2】　(多选)如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，一矩形线框abcd与通电导线共面放置，且ad边与通电导线平行。下列情况中线框能产生感应电流的是(　　) A．导线中电流变大 B．线框向右平动 C．线框以ab边为轴转动 D．线框以直导线为轴转动 [思路点拨]　解答本题时可按以下思路分析： →→ 【答案】ABC　 【解析】讨论线框是否产生感应电流，需分析通电直导线周围的磁场分布情况，通电直导线周围的磁感线是一系列的同心圆，且离导线越远磁感线越稀疏。只要穿过线框的磁通量发生变化，线框中就能产生感应电流。因I增大而引起导线周围磁场的磁感应强度增大，穿过线框的磁通量增大，故A正确；因离直导线越远，磁感线分布越稀疏(如图甲)，因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故 ... ...