【人教版】高中物理 选择性必修 第二册

📚 Content Summary

本课程基于普通高中物理选择性必修教材，涵盖电磁学的进阶知识，包括安培力、洛伦兹力、电磁感应、交变电流以及传感器等核心物理概念与规律。

深入探索电磁奥秘，掌握高中物理核心规律。

Author: 人民教育出版社 课程教材研究所 物理课程教材研究开发中心

Acknowledgments: 国家教材委员会专家委员会审核通过 (2019)

🎯 Learning Objectives

1. 能够准确使用左手定则判断安培力和洛伦兹力的方向，并理解负电荷受力方向的特殊性。
2. 掌握洛伦兹力的大小计算公式，并能独立推导带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期公式。
3. 能够分析并解释质谱仪、回旋加速器、速度选择器及磁流体发电机的工作原理。
4. 学生能够准确叙述楞次定律和法拉第电磁感应定律的内容，并运用右手定则判断切割磁感线时的电流方向。
5. 能够灵活运用公式 E = n \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} 和 E = Blv \sin \theta 计算不同物理情景下的感应电动势。
6. 能够从能量转化的角度分析自感、涡流、电磁阻尼等复杂电磁现象，并解决相关的实际物理问题。
7. 能够分析线圈转动产生交变电流的过程，熟练书写瞬时值表达式，并进行峰值与有效值（RMS）的换算。
8. 掌握理想变压器的基本原理，利用电压与匝数成正比的关系解决电路问题。
9. 理解远距离输电的功率损耗机制，能够计算输电线上的电压损失和功率损失，并解释高压输电的经济性。
10. 能够描述 LC 振荡电路中电荷、电流、电场能与磁场能的周期性变化过程。

🔹 Lesson 1: 安培力与洛伦兹力：磁场对物质的作用

Overview: 本课程旨在探讨磁场对宏观通电导线（安培力）及微观运动电荷（洛伦兹力）的作用规律。通过学习左手定则、洛伦兹力公式及其在匀强磁场中引起的圆周运动，学生将掌握质谱仪、回旋加速器等现代科学仪器的基本物理原理，并理解安培力与洛伦兹力之间的微观联系。

Learning Outcomes:

• 能够准确使用左手定则判断安培力和洛伦兹力的方向，并理解负电荷受力方向的特殊性。
• 掌握洛伦兹力的大小计算公式，并能独立推导带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期公式。
• 能够分析并解释质谱仪、回旋加速器、速度选择器及磁流体发电机的工作原理。

🔹 Lesson 2: 电磁感应：规律、本质与应用

Overview: 本教学设计涵盖了电磁感应的核心规律及其应用。重点在于通过实验探究揭示楞次定律与法拉第电磁感应定律的本质，深入解析动生与感生电动势的微观机制。同时，通过探讨自感、互感、涡流及电磁阻尼等现象，展示电磁感应在现代科技中的能量转化与实际应用。

Learning Outcomes:

• 学生能够准确叙述楞次定律和法拉第电磁感应定律的内容，并运用右手定则判断切割磁感线时的电流方向。
• 能够灵活运用公式 E = n \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} 和 E = Blv \sin \theta 计算不同物理情景下的感应电动势。
• 能够从能量转化的角度分析自感、涡流、电磁阻尼等复杂电磁现象，并解决相关的实际物理问题。

🔹 Lesson 3: 交变电流：产生原理、变压与电能输送

Overview: 本课程涵盖了从交变电流的产生到最终远距离输电的全过程。学生将首先通过矩形线圈在匀强磁场中转动的物理模型，理解正弦式交变电流的产生原理及其数学描述（瞬时值、峰值与有效值）；随后探讨电感和电容对交流电的特殊阻碍作用；最后进入应用层面，学习理想变压器的变压规律以及如何通过高压输电降低远距离输电中的功率损耗。

Learning Outcomes:

• 能够分析线圈转动产生交变电流的过程，熟练书写瞬时值表达式，并进行峰值与有效值（RMS）的换算。
• 掌握理想变压器的基本原理，利用电压与匝数成正比的关系解决电路问题。
• 理解远距离输电的功率损耗机制，能够计算输电线上的电压损失 and 功率损失，并解释高压输电的经济性。

🔹 Lesson 4: 电磁振荡与电磁波：麦克斯韦理论与物质性

Overview: 本课程旨在帮助学生理解电磁现象从宏观电路到空间传播的跃迁。课程首先探讨 LC 电路产生电磁振荡的过程及其能量转换规律，随后深入解析麦克斯韦电磁场理论的两大核心假设，最终揭示电磁波的发射、接收原理、物质属性及其广阔的光谱。

Learning Outcomes:

• 能够描述 LC 振荡电路中电荷、电流、电场能与磁场能的周期性变化过程。
• 掌握电磁振荡周期和频率公式，并能进行相关定量计算。
• 理解麦克斯韦电磁场理论的核心内容，能解释电磁波的物质性并识别电磁波谱。

🔹 Lesson 5: 传感器：核心元件、应用原理与电路设计

Overview: 本课程旨在通过对传感器定义、组成及应用模式的深入探讨，使学生掌握光敏、热敏、磁敏（霍尔元件）等核心敏感元件的工作原理。通过分析电容式、电感式位移传感器以及电饭锅温度控制系统，学生将理解非电学量如何转化为电学量。最后，通过门窗防盗报警装置和光控开关的电路设计，培养学生解决实际问题的工程思维。

Learning Outcomes:

• 能够准确描述传感器的定义、组成结构（敏感元件与转换元件）及通用应用模式。
• 掌握光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件、电容/电感式传感器将物理量转化为电信号的物理机制。
• 能够分析电饭锅控温原理，并能根据实验需求设计简单的自动控制电路（如防盗报警、光控开关）。