1、巩固层巩固层知识整合知识整合 提升层提升层能力强化能力强化 电场线与磁感线的比较电场线与磁感线的比较 1.相似之处相似之处 (1)电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想的曲线电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想的曲线，实际上并不存在实际上并不存在。 (2)电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的，电场线和磁感线切线方向分电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的，电场线和磁感线切线方向分 别表示了电场和磁场的方向。别表示了电场和磁场的方向。 (3)电场线和磁感线都不能相交。因为如果相交，在相交点就会出现两个切线方向电场线和磁感线都不能相交。因为如果相交，在相交点就会出现两个
2、切线方向， 与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾。与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾。 2电场线和磁感线的显著区别：电场线和磁感线的显著区别：电场线起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或电场线起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或 负电荷，是非闭合的曲线，而磁感线是闭合的曲线。负电荷，是非闭合的曲线，而磁感线是闭合的曲线。 【例【例 1】(多选多选)关于电场线和磁感线的概念，以下说法正确的是关于电场线和磁感线的概念，以下说法正确的是() A电场线和磁感线都是不封闭的曲线电场线和磁感线都是不封闭的曲线 B沿着磁感线的方向，磁场越来越弱沿着磁感线的方向，磁场越来越弱 C任意两
3、条电场线或磁感线都不能相交任意两条电场线或磁感线都不能相交 D电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱 CD电场线和磁感线都是为了形象描述场而引入的模型电场线和磁感线都是为了形象描述场而引入的模型，由于曲线的切线方向表由于曲线的切线方向表 示场的方向示场的方向，所以不可能相交所以不可能相交，其疏密都反映场的强弱其疏密都反映场的强弱，故故 B 错误错误，C、D 正确正确；电场电场 线不闭合，而磁感线是闭合的，在条形磁铁外部，磁感线由线不闭合，而磁感线是闭合的，在条形磁铁外部，磁感线由 N 极到极到 S 极；在条形磁铁极；在条形磁铁 内部由内部由 S 极到极到 N 极，
4、故极，故 A 错误。错误。 安培定则的应用及磁场叠加安培定则的应用及磁场叠加 1.安培定则的安培定则的“因因”和和“果果”判断磁场的方向判断磁场的方向 原因原因(电流的方向电流的方向)结果结果(磁场方向磁场方向) 直线电流的磁场直线电流的磁场大拇指大拇指四指四指 环形电流及通电螺线管环形电流及通电螺线管 的磁场的磁场 四指四指大拇指大拇指 2.磁场的叠加磁场的叠加 (1)磁感应强度是矢量磁感应强度是矢量，磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。 (2)多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时多个通电导体产
5、生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时 在该点磁感应强度的矢量和，叠加时遵循矢量合成法则。在该点磁感应强度的矢量和，叠加时遵循矢量合成法则。 【例【例 2】如图所示如图所示，完全相同的甲完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心甲的圆心为为 O1，乙的圆心为乙的圆心为 O2，在两环圆心的连线上有在两环圆心的连线上有 a、b、c 三点三点，其中其中 aO1O1bbO2O2c， 此时此时 a 点的磁感应强度大小为点的磁感应强度大小为 B1，b 点的磁感应强度大小为点的磁感应强度大小为 B2。当把环形电流乙撤去。当把环形电流乙撤去 后，后，c 点的磁
6、感应强度大小为点的磁感应强度大小为() 甲甲乙乙 AB1B2 2 BB2B1 2 CB2B1DB1 3 A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， 故故 c 点的磁场方向也是向左的；点的磁场方向也是向左的； 令令 aO1O1bbO2O2cr， 设单个环形电流在距离中设单个环形电流在距离中点点 r 位置的磁感应强度位置的磁感应强度为为 B0， 在距离中点在距离中点 3r 位置的磁感应强度为位置的磁感应强度为 B3，故，故 a 点磁感应强度：点磁感应强度：B1B0B3，b 点磁感应点磁感应 强度强度：B2
7、B0B0，当撤去环形电流乙后当撤去环形电流乙后，c 点磁感应强度点磁感应强度：BcB3B1B2 2 ，故故 A 正正 确，确，B、C、D 错误。错误。 一语通关一语通关 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。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。距环形电流的距离不同的点，磁感应强度的大小也不同。 对电磁感应现象的理解及应用对电磁感应现象的理解及应用 1.判断磁通量变化判断磁通量变化 变化情形变化情形举例举例磁通
8、量变化量磁通量变化量 磁场变化磁场变化 永磁铁靠近或远离线圈、电磁永磁铁靠近或远离线圈、电磁 铁铁(螺线管螺线管)内电流发生变化内电流发生变化 BS 有效面积有效面积 变化变化 回路面积变化回路面积变化 闭合线圈的部分导线做切割磁闭合线圈的部分导线做切割磁 感线运动感线运动 BS 回路平面与磁场夹回路平面与磁场夹 角变化角变化 线圈在磁场中转动线圈在磁场中转动|21| 2.利用产生电磁感应的条件判断是否产生感应电流利用产生电磁感应的条件判断是否产生感应电流 (1)磁通量是否变化。磁通量是否变化。 (2)是否为闭合回路。是否为闭合回路。 二者同时满足才能产生感应电流。二者同时满足才能产生感应电流
9、。 【例【例 3】上海市某中学的几位同学把一条大约上海市某中学的几位同学把一条大约 10 m 长电线的两端连接在一个灵长电线的两端连接在一个灵 敏电流计的接线柱上敏电流计的接线柱上，形成闭合导体回路形成闭合导体回路。甲甲、乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电 线时线时，灵敏电流计的示数灵敏电流计的示数 I1，两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时，灵敏电流计的灵敏电流计的 示数示数 I2，则，则() AI10，I20BI10，I20 CI10，I20DI10，I20 C由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理
10、的北极由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极， 所以当两个同学朝东西方向站立所以当两个同学朝东西方向站立，并匀速摇动电线时并匀速摇动电线时，导线就会做切割磁感线运动导线就会做切割磁感线运动，灵灵 敏电流计有读数敏电流计有读数 I20；沿南北方向站立匀速摇动电线时，由于北半球的磁场有向下的；沿南北方向站立匀速摇动电线时，由于北半球的磁场有向下的 分量，所以穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流，所以分量，所以穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流，所以 I10，故，故 C 正确。正确。 一语通关一语通关 只要闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流。只要闭合回路的磁通
11、量发生变化，回路中就有感应电流。 培养层培养层素养升华素养升华 科学技术是一把双刃剑科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生变化的同它在使人类的生活发生变化的同 时也存在着副作用时也存在着副作用电磁污染电磁污染。 频率超过频率超过 0.1 MHz 的电磁波的强度足够大时就会对人的电磁波的强度足够大时就会对人 体造成威胁。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度体造成威胁。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位单位时间内垂直通过单位 面积的电磁辐射能量面积的电磁辐射能量)不得超过不得超过 0.50 W/m2。 设问探究设问探究
12、 假设某小型无线电通信装置的发射电磁波的功率是假设某小型无线电通信装置的发射电磁波的功率是 1 W，发射频率为，发射频率为 10 MHz， (1)该设备每秒发射的能量子有多少个？该设备每秒发射的能量子有多少个？ (2)人应该距离该通信装置多远才处于符合规定的安全区域？人应该距离该通信装置多远才处于符合规定的安全区域？ 提示：提示：(1)由由h，NPt 可得可得 该设备每秒发射的能量子数为该设备每秒发射的能量子数为 N 11 6.6310 34 10106个 个1.511026个。个。 (2)设以通信装置为球心，半径为设以通信装置为球心，半径为 R 的球面以外是符合规定的安全区域，则的球面以外是
13、符合规定的安全区域，则 P 4R2 0.50 W/m2 可得可得 R P 40.50 W/m2 0.40 m。 深度思考深度思考 1有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好 与该条形磁铁的磁感线重合与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位 置置， 线圈贴着模具上下移动的过程中线圈贴着模具上下移动的过程中， 下列说法正确的是下列说法正确的是(地磁场很弱地磁场很弱， 可以忽略可以忽略)() A线圈切割磁感线，线圈中出现感
14、应电流线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流 B线圈贴着模具上下移动的过程中不出现感应电流线圈贴着模具上下移动的过程中不出现感应电流 C由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故不能判断线圈中是否有电流产生由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故不能判断线圈中是否有电流产生 D若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流 B线圈贴着模具上下移动的过程中线圈贴着模具上下移动的过程中，由于穿过线圈的磁通量不变由于穿过线圈的磁通量不变，可知不会产生可知不会产生 感应电流感应电流，选项选项 A、C 错误错误，B 正确正确；即使线圈平面放置不水平即使线圈平面放置不水平，
15、移动过程中穿过线圈移动过程中穿过线圈 的磁通量也不变，也不会产生感应电流，选项的磁通量也不变，也不会产生感应电流，选项 D 错误。错误。 2人眼对绿光最为敏感人眼对绿光最为敏感，如果每秒有如果每秒有 N 个波长为 个波长为的绿光的光子射入瞳孔的绿光的光子射入瞳孔，眼睛就眼睛就 能察觉，现有一个光源以功率能察觉，现有一个光源以功率 P 均匀地向各个方向发射波长为均匀地向各个方向发射波长为的绿光，设瞳孔在暗处的绿光，设瞳孔在暗处 的直径为的直径为 D， 且不计空气对光的吸收且不计空气对光的吸收， 那么眼睛最远在多大距离能够看到这个光源？那么眼睛最远在多大距离能够看到这个光源？(普普 朗克常量用朗克
16、常量用 h 表示，真空中光速用表示，真空中光速用 c 表示表示) 解析解析设瞳孔与光源相距设瞳孔与光源相距为为 r， 在在 t1 s 内内， 瞳孔处单位面积上的能量瞳孔处单位面积上的能量为为 E0 Pt 4r2， ， 瞳孔在瞳孔在 1 s 内接收到的能量为内接收到的能量为 EE0D 2 4 ，若此时刚好可以看到若此时刚好可以看到，则有则有 ENhc ， ，由以上由以上 式子联立可得，式子联立可得，rD 4 P 1 s Nhc 。 答案答案 D 4 P 1 s Nhc 素养定位素养定位 能量量子化理论的考查能量量子化理论的考查，常结合一些实际问题进行综合考查常结合一些实际问题进行综合考查，如电磁辐射的安全距如电磁辐射的安全距 离，眼睛对光的感知问题等，以考查学生分析问题、解决问题的能力。应该注意的是离，眼睛对光的感知问题等，以考查学生分析问题、解决问题的能力。应该注意的是， 无论是光，还是一般的电磁波，其能量子均为无论是光，还是一般的电磁波，其能量子均为h。
