zx第三章-电磁
2023版新教材高中物理第三章电磁场与电磁波初步核心素养提升教科版必修第三册
第三章核心素养提升提能力情境1“磁星”——物理观念1．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1 000万亿倍，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是( )A．“磁星”表面的磁场如此强大，故而磁感线非常密集，导致磁感线可能相交B．“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场D．若在“磁星”表面选一闭合区域，则闭合区域中的磁通量不可能为零情境2巴克球——物理观念2.如图所示为一款国内外流行的儿童磁性玩具巴克球，借助巴克球的磁场特性，可以组合出众多的造型，下列关于巴克球的磁场特性说法正确的是( )A．巴克球是一种磁单极子，其磁场从球心向四周辐射B.巴克球的球心是磁体的N极，球面是磁体的S极C.巴克球的球心是磁体的S极，球面是磁体的N极D．巴克球周围的磁场类似于地磁场，磁体的N、S极在球体的两端情境3物理知识在科技与生活中的应用——科学态度与责任3.关于物理知识在科技和生活中的应用，下列各图对应的说法正确的是( )A．图甲中医用紫外灭菌灯是利用了紫外线波长较长的特点B.图乙中测温仪测体温是利用红外线有显著热效应的特点C．图丙中伽马手术刀治疗肿瘤是利用γ射线电离本领强的特点D．图丁中行李安检仪透视检查物品是利用α射线穿透本领强的特点4．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是( )A．米波的频率比厘米波频率高B．和声波一样靠介质传播C．同光波一样会发生反射现象D．雷达发射的无线电波只传递信息不传递能量5．通讯设备的电磁辐射量越小，对人们健康的影响越小．通讯基站辐射的测量标准是测量位置距离基站辐射区域中心10 m，手机辐射的测量标准是测量位置距离手机30 cm.美国4G基站要求接收到的辐射量小于等于600 μW/cm2.某款手机距离人体30 cm时，人体接收到的待机辐射约为17 μW/cm2，通话辐射约为93 μW/cm2.我国某5G通讯基站正常工作时的辐射功率是40 W，若此类电磁辐射可视为球面波，下列说法正确的是( )A.在距离我国某5G通讯基站辐射区域中心10 m位置处，接收到的辐射量大约是318 μW/cm2B．在距离我国某5G通讯基站辐射区域中心10 m位置处，接收到的辐射量大约是3.18 μW/cm2C．我国5G通讯基站接收到的辐射量大于美国4G通讯基站的安全标准D．长时间使用手机对人体的电磁辐射远低于我国5G通讯基站对人体的正常电磁辐射核心素养提升1．答案：B解析：磁场中某点不能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故A错误；磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，故B正确；磁感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误；若所选择的区域平行于磁感线，或从某侧进入与从同一侧穿出的磁感线数量相同，这两种情况下闭合区域的磁通量依然为零，故D错误．2．答案：D解析：目前还没有磁单极子存在的证据，所以巴克球不是磁单极子，A错误；巴克球之间有相互的引力和斥力，所以巴克球周围的磁场类似于地磁场，磁体的N、S极在球体的两端，B、C错误，D正确．3．答案：B解析：紫外线波长较短，医用紫外灭菌灯是利用紫外线能量高，可以破坏细胞核中的物质，以达到灭菌消毒的目的，选项A错误；红外线有显著热效应，可以反映物质的温度，测温仪测体温就是利用这一特点，选项B正确；伽马手术刀是利用γ射线穿透本领强，能量高的特点，选项C错误；安检仪透视检查物品是利用X射线穿透本领强的特点，并非α射线，选项D 错误．4．答案：C解析：根据c ＝λf 得f ＝c λ，故波长越长，频率越低，A 错误；无线电波属于电磁波，传播不需要介质，B 错误；反射是波所特有的现象，C 正确；雷达发射的无线电波既传递信息也传递能量，D 错误．5．答案：B 解析：建立如图所示模型，单位时间辐射源以球状辐射出能量，所以在距离辐射区域中心10 m位置处，接收到的辐射量大约是P 4πR2＝404π×102W/m2≈0.031 8 W/m2＝3.18 μW/cm2，远小于美国4G 通讯基站的安全标准，故A 、C 错误，B 正确．因为17 μW/cm2＞3.18 μW/cm2，所以长时间使用手机对人体的电磁辐射远高于我国5G 通讯基站对人体的正常电磁辐射，故D 错误．。
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场.docx
高中物理学习材料桑水制作第三章 磁场第一节 磁现象、磁场、磁感应强度〖知识精讲〗知识点1.磁性、磁极[例1] A. 物体能够吸引轻小物体的性质叫磁性（ ）B. 磁铁的两端部分就是磁铁的磁极（ ）[例2]磁场是一种物质吗？[例3] 下列说法正确的是（ ）A 、磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时，受到的磁场力F 与该导线的长度L 、通过的电流I 的乘积的比值B=ILF即为磁场中某点的磁感应强度B 、通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C 、磁感应强度B=ILF只是定义式，它的大小取决于场源及磁场中的位置，与F 、I 、L 以及通电导线在磁场的方向无关D 、磁场是客观存在的物质〖综合拓展〗磁感应强度的概念及其矢量性理解：考题1：有关磁感应强度的下列说法中，正确的是（ ） A. 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B. 若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C. 若有一小段长为L ，通以电流为I 的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F ，则该处磁感应强度的大小一定是F/ILD. 由定义式B=F/IL 可知，电流强度I 越大，导线L 越长，某点的磁感应强度就越小〖基础达标〗１.磁场中任一点的磁场方向规定为，小磁针在磁场中 A.受磁场力的方向 B.北极受磁场力的方向 C.南极受磁场力的方向D.受磁场力作用转动的方向3、磁感应强度的单位是T ，1T 相当（ ）A 、1㎏/A ·s 2B 、1㎏·m/A ·s 2C 、1㎏·m /s 2D 、1㎏·m 2/A ·s 24、下列说法正确的是（ ）A ．电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力一定为零B ．小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，受到的磁场力一定为零C ．小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度为零D ．荷在某处不受电场力的作用，则该处电场为零〖能力提升〗应强度定义式B=ILF 知，磁场中某处磁感应强度的大小（ ）3、由磁感A 、随通电导线中电流I 的减少而增大B 、随IL 的乘积的减少而增大C 、随通电导线所受磁场力F 的增大而增大D 、跟F 、I 、L 的变化无关第二节 几种常见的磁场〖知识精讲〗2、电流的磁场是由 首先发现的，而首先发现电流磁场的方向跟电流的方向的关系的是法国科学家M Nαab BI2、如图所示，质量为m 、长度为l 的金属棒ab 通过两根金属丝悬挂在绝缘支架MN 下方。
物理人教选修3-1本章知识结构(第三章磁场)Word版含解析
本章知识结构
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⎩⎨⎧→=⊥⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⊥⊥⊥=⎩⎨⎧⊥⊥=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎭⎪⎬⎫⎩⎨⎧⊥=qB m T qB mv r B v B N v F B F v B qvB F I F B F B L ILB F N B L IL F B πθθ2:::::)(:)(:)(:,sin :::),(:)(:)(:周期回旋加速器质谱仪应用半径条件做匀速圆周运动带电粒子在匀强磁场中运动实例的方向相同极受力的方向与该处磁体对磁体且左手定则方向洛伦兹力的大小对运动电荷且左手定则方向的夹角与为安培力的大小对通电导线作用安培定则磁场方向的确定通电螺线管环形电流直线电流磁感线的分布匀强磁场蹄形磁铁条形磁铁磁感线图线磁感线的切线方向极的受力方向小磁针方向磁感应强度物理量描述有力的作用电流荷对处在磁场中的运动电基本性质磁现象的电本质运动的电荷产生磁场
产生磁场洛洛洛。
高中物理第三章磁场章末整合提升课件新人教版选修3_1
地磁场
内部:S→N
直线电流 磁感线的形状及方向
环形电流 安培定则
通电螺线管
磁通量 定义:与磁场方向垂直的平面面积������与匀强磁场的磁感应强度������的乘积 公式及单位:������ = ������������、韦伯 Wb
对通电导线 安培力的大小:������ = ������������������(������ ⊥ ������) 方向:左手定则������ ⊥ ������且������ ⊥ ������
半径������
=
������������ ������������
应用 质谱仪
周期������
=
2���� ������������
回旋加速器
专题一 安培力问题探究
1.安培力的大小 (1)当通电导线与磁场方向垂直时,F=ILB。 (2)当通电导线与磁场方向平行时,F=0。 (3)当通电导线与磁场方向的夹角为 θ 时,F=ILBsin θ。 2.安培力的方向 (1)安培力的方向由左手定则确定。 (2)F 安⊥B、同时 F 安⊥L,即 F 安垂直于 B 和 L 决定的平面,但 L 和 B 不一定垂直。 3.解决安培力问题的一般步骤 (1)画出通电导线所在处的磁感线的方向,用左手定则确定通电 导线所受安培力的方向。
思路分析:金属棒受到四个力的作用:重力 mg、垂直斜面向上的
支持力 FN、沿斜面向上的安培力 F 和沿斜面方向的摩擦力 Ff。金 属棒静止在导轨上时,摩擦力 Ff 的方向可能沿斜面向上,也可能沿斜 面向下,需分两种情况考虑。
解析:
当滑动变阻器 R 接入电路的阻值较大时,I 较小,安培力 F 较小, 金属棒在重力沿斜面的分力 mgsin θ 作用下有沿斜面下滑的趋势,导 轨对金属棒的摩擦力沿斜面向上(如图所示)。金属棒刚好不下滑时 有 B������������l+μmgcos θ-mgsin θ=0
高二下册物理第三章磁场知识点讲解
高二下册物理第三章磁场知识点讲解高中物理是高中理科(自然科学)基础科目之一，小编准备了高二下册物理第三章磁场知识点，具体请看以下内容。
一、磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。
电流在周围空间产生磁场，小磁针在该磁场中受到力的作用。
磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。
电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的。
磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质，磁极或电流在自己的周围空间产生磁场，而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。
二、磁现象的电本质1．罗兰实验正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转，发现小磁针发生偏转，说明运动的电荷产生了磁场，小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。
2．安培分子电流假说法国学者安培提出，在原子、分子等物质微粒内部，存在一种环形电流-分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
安培是最早揭示磁现象的电本质的。
一根未被磁化的铁棒，各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同，两端对外显示较强的磁性，形成磁极;注意，当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。
3．磁现象的电本质运动的电荷(电流)产生磁场，磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用，所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。
三、磁场的方向规定：在磁场中任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向就是那一点的磁场方向。
四、磁感线1．磁感线的概念：在磁场中画出一系列有方向的曲线，在这些曲线上，每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。
2．磁感线的特点：(1)在磁体外部磁感线由N极到S极，在磁体内部磁感线由S 极到N极。
(2)磁感线是闭合曲线。
(3)磁感线不相交。
(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强。
3．几种典型磁场的磁感线：(1)条形磁铁。
(2)通电直导线。
高中物理课件第三章 磁场 3-4
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[再判断] 1．通电导体在磁场中一定会受安培力的作用．( × ) 2．两根通电导线在同一匀强磁场中，若导线长度相同，电流大小相等，则所 受安培力大小相等，方向相同．( × ) 3．磁电式电表只能测定电流的大小不能确定被测电流的方向．( × ) 4．增加线圈匝数和增加线圈面积都可以提高磁电式电流表的灵敏度．( √ ) 5．磁电式电流表内是均匀辐射磁场，不是匀强磁场．( √ )
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[再判断] 1．放射性元素发出的射线可以直接观察到．( × ) 2．放射性元素发出的射线的强度可以人工控制．( × ) 3．α射线的穿透本领最强，电离作用很弱．( × )
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[后思考] 天然放射现象说明了什么？ 【提示】 天然放射现象说明了原子核具有复杂的内部结构．
解得：Ff＝BILsin θ，FN＝mg＋BILcos θ.故A、D正确，B、C错误． 【答案】 AD
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4．如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感 应强度为B，求各导线受到的安培力大小．
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【解析】
A图中，磁场方向与电流方向的夹角为
π 2
知识脉络
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安培力的方向
[先填空] 1．安培力： 通电导体 在磁场中受的力． 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一 个平面内；让磁感线 从掌心进入 ，并使四指指向 电流 的方向，这时 拇指所指 的 方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 3．安培力方向、磁场方向、电流方向的关系． F⊥B、F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面．
电磁学第三章课后习题答案
电磁学第三章课后习题答案电磁学第三章课后习题答案电磁学是物理学中的重要分支，研究电荷和电流之间相互作用的规律。
在电磁学的学习过程中，习题是巩固知识和提高能力的重要途径。
本文将为大家提供电磁学第三章的课后习题答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 一个导线的长度为l，电流为I，如图所示。
求导线两端的电势差。
答案：根据欧姆定律，电势差等于电流乘以电阻。
而导线的电阻可以通过电阻率乘以长度除以横截面积来计算。
所以，导线两端的电势差为V = I × (ρl/A)。
2. 一个导线的电阻为R，电流为I，如图所示。
求导线两端的电势差。
答案：根据欧姆定律，电势差等于电流乘以电阻。
所以，导线两端的电势差为V = I × R。
3. 一个导线的电阻为R，电流为I，导线的长度为l，电阻率为ρ，横截面积为A。
求导线两端的电势差。
答案：根据欧姆定律，电势差等于电流乘以电阻。
而导线的电阻可以通过电阻率乘以长度除以横截面积来计算。
所以，导线两端的电势差为V = I × R = I × (ρl/A)。
4. 在一个电路中，有一个电阻为R1的电阻器和一个电阻为R2的电阻器连接在一起，电流为I。
求两个电阻器上的电势差。
答案：根据欧姆定律，电势差等于电流乘以电阻。
所以，第一个电阻器上的电势差为V1 = I × R1，第二个电阻器上的电势差为V2 = I × R2。
5. 在一个电路中，有一个电阻为R1的电阻器和一个电阻为R2的电阻器连接在一起，电阻器之间的电势差为V。
求电流的大小。
答案：根据欧姆定律，电势差等于电流乘以电阻。
所以，V = I × (R1 + R2)。
解方程可得电流的大小为I = V / (R1 + R2)。
6. 一个电路中有两个电阻器，电阻分别为R1和R2，电流为I。
求电路中的总电阻。
答案：电路中的总电阻可以通过电阻器的并联和串联来计算。
如果电阻器是串联的，总电阻等于各个电阻器的电阻之和，即R = R1 + R2。
电磁场导论 第三章]
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恒定磁场
2) 1 2
得到
B dl 2πB 0 I l 0 I B e 2 π
3) 2 3,
2 32 2 2 2 I I I 2 I 2 2 2 3 2 3 2
图3.2.10 同轴电缆
0 I ( 32 2 ) l B dl 2πB 32 22
根据
B A
A
z Az
B
0 I l
2 2 32
4π ( z )
e
0 I l
4πr
sin e
第 三 章
恒定磁场
例 应用磁矢位 A，试求空气中长直载流细导线产生 的磁场。
A Aez 解: 定性分析场分布，
A
0 I
L
0 I L dz 4π L r
第 三 章
恒定磁场
例
真空中有一载流为 I，半径为R的圆环， 解：元电流 Idl 在 P 点产生的 B 为
试求其轴线上 P 点的 磁感应强度 B 。
0 Idl e r ( Idl dB 2
4 πr
dB
图3.1.3 圆形载流回路
er )
2 4π( R 2 x 2 )
0 Idl sin
图3.3.3 铁磁媒质与空 气分界面
与分界面近似垂直，铁磁媒质表面
近似为等磁面。
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第 三 章
恒定磁场
磁矢位及其边值问题
1. 磁矢位 A 的引出 由
B 0 A 0 B A
A 磁矢位
Wb/m（韦伯/米）。
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• 图3－5 盖里克的摩 擦起电机
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• 图3－6 盖里克举起 硫磺球
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• 图3－7 盖里克
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 1720 年,格雷(S.Gray,1675—1736)研究了 电的传导现象,发现导 体与绝缘体的区别。 随后,他又发现导体的静电感应现象。
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LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 早在公元前 5 世纪的希腊时代,就有了关于静电现 象的历史记载。 Electricity(电)这个字的起源就来 自希腊文的“琥珀”。 我国西汉末年有“瑇瑁吸 鍩” 的记录。西晋时期,《博物志》中,也有摩擦 起电 的记载。直到 1660 年 盖里克发明摩擦起电 机,才有可能对电现象作详细观察和细致研究。这 种摩擦起电机实际上是一个可以绕中心轴旋转的 大硫磺球,用人手或布 帛摸抚转动的球体表面,球 面上就可以产生大量的电荷。1705 年豪克斯 比 (F.Hauksbee)用空心玻璃壳代替硫磺球,后来别的 实验家又陆续予以 改进,直到 18 世纪末,摩擦起电 机都一直是研究电现象的基本工具。
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• 图3－10 富兰克林
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• 图3－11 富兰克林的《电的实验和观察》
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 康顿(John Canton)在 1754 年用电流体假 说解释了静电感 应现象。
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 静电学三条基本原理:静电力基本特性、电 荷守恒和静电感 应原理都已经建立,对电的 认识有了初步的成果。然而,如果不建立定 量的规律,电的知识还不能形成一门严密的 科学。
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§3.1 历史概述
• 英国物理学家法拉第对电磁学的贡献尤为 突出。1831 年发现电磁感应现象,进一步证 实了电现象与磁现象的统一性。法拉第坚 信电磁的近 距作用,认为物质之间的电力和 磁力都需要由媒介传递,媒介就是电场 和磁 场。
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§3.1 历史概述
• 电流磁效应的发现,使电流的测量成为可能。 1826 年欧姆(Georg Simon Ohm,1784— 1854)因而确定了电路的基本规律——欧姆 定律。 及至 1865 年,麦克斯韦把法拉第的 电磁近距作用思想和安培开创的电动力学 规律结合在一起,用一套方程组概括电磁规 律,建立了电磁场 理论,预测了光的电磁性质, 终于实现了物理学史上第二次大综合。
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 莱顿瓶的发明使电现象得到更深入的研究, 这是克莱斯特(Kleist, 1700—1748)和马森 布洛克(Musschenbrock,1692—1761)在 1745—1746 年分别独立作出的。
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 富兰克林(BenjaminFranklin,1706—1790) 进一步对放电现象进行 研究。他发现了尖 端放电,发明了避雷针,研究了雷电现象,从莱 顿瓶 的研究中,提出了电荷守恒原理。1747 年富兰克林用电流体假说阐述了 这一思 想。
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§3.1 历史概述
• 1780 年,伽伐尼(Aloisio Galvani, 1737— 1798)发现动物电, 1800 年伏打 (Alessandro Volta,1745—1827)发明电堆, 使稳恒电流 的产生有了可能,电学由静电走 向动电,导致 1820 年奥斯特(Hans Christian Oersted,1777—1851)发现电流 的磁效应。于是,电学与磁 学彼此隔绝的情 况有了突破,开始了电磁学的新阶段。
LO§GO3.3 库仑定律的发现和验证
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• 图3－1 吉伯关于锻打使铁产
生磁性的一幅画
（图
中septentrio表示北，avster
表示南）
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• 图3－2 吉伯
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• 图3－3 吉伯向伊丽莎 白女皇介绍磁学新成果
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• 图3－4 吉伯研究磁 倾角
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§3.1 历史概述
• 静电现象的研究要困难得多,因为一直没有 找到恰当的方式来产生 稳定的静电和对静 电进行测量。只有等到发明了摩擦起电机, 才有可能 对电现象进行系统的研究,这时人 类才开始对电有初步认识。
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• 图3－5 盖里克的摩 擦起电机
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§3.1 历史概述
• 1750 年米切尔提出磁极之间的 作用力服从 平方反比定律,1785 年库仑(Charles Augustin Coulomb, 1736—1806)公布了 用扭秤实验得到电力的平方反比定律,使电 学和磁 学进入了定量研究的阶段。
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第三章 电磁学的发展
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§3.1 历史概述
• 静磁现象和静电现象很早就受到人类注意。 公元前 6、7 世纪发现了 磁石吸铁、磁石 指南以及摩擦生电等现象。系统地对这些 现象进行研究 则始于 16 世纪。1600 年英 国医生吉尔伯特发表了《论磁、磁体和地 球作为一个巨大的磁体》。他总结了前人 对磁的研究,周密地讨论了地磁的性质,记载 了大量实验,使磁 学从经验转变为科学。书 中他也记载了电学方面的研究。
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• 图3－20 伽伐尼的青蛙实验
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• 图3－21 伽伐尼用金 属叉使蛙腿痉挛
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§3.1 历史概述
• 在这以后,电磁学的发展势如破竹。19 世纪 二、三十年代成了电磁 学大发展的时期。
• 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学 家安培(AndréMarie mperè,1775— 1836),他在得知奥斯特发现之后,重复了奥 斯特的实验, 提出了右手定则,并用电流绕地 球内部流动解释地磁的起因。接着他研 究 了载流导线之间的相互作用,建立了电流元 之间的相互作用规律—— 安培定律。与此 同时,比奥−沙伐定律也得到发现。
• 图3－8 格雷的导电 实验
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• 图3－9 格雷拿小孩 做实验Leabharlann LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 1733 年,杜菲(duFay,1698—1739)经过实 验区分出两种电荷,他分 别称之为松脂电(即 负电)和玻璃电(即正电),并由此总结出静电 作 用的基本特性:同性相斥,异性相吸。