高中物理第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试单元测试测试题

这是一份高中物理第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试单元测试测试题，共12页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
 单元测试必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步满分100分  时间75分钟一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）下列对电场和磁场的认识，正确的是   A. 法拉第提出的磁场和电场以及电场线和磁感线都是客观存在的
B. 处在电场中的电荷一定受到电场力，在磁场中的通电导线一定受到安培力
C. 电场强度为零的地方电势一定为零，电势为零的地方电场强度也为零
D. 通电导线与通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图甲所示的螺线管，当该螺线管中通以大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B；若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以大小也为I的电流，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为A. 0 B.  C. B D. 2B如图所示，两条互相平行的导线M、N中通有大小相等、方向相同的电流，导线框abcd和两条导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速移动，则在移动过程中，线框中的感应电流的方向为A. 先顺时针后逆时针
B. 先逆时针后顺时针
C. 一直是逆时针
D. 一直是顺时针
 在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知    A. 一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B. 一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C. 可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过
D. 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过下列图像中，小磁针静止时的方向正确的是A.  B.
C.  D. 为解释地球的磁场，安培做如下假设：地球的磁场是由绕通过地心的轴的环形电流I引起的。在下图中正确表示安培假设中环形电流方向的是A.  B.
C.  D. 在匀强磁场中固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，其中通有向纸面外的恒定电流，匀强磁场的磁感应强度为1T，以直导线为中心作一个圆，圆周上a处的磁感应强度恰好为零，则下述说法对的是       A. b处磁感应强度为2T，方向水平向右
B. c处磁感应强度也为零
C. d处磁感应强度为，方向与匀强磁场方向成角
D. c处磁感应强度为2T，方向水平向左下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是
A. 图甲金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大电流，圆线圈中有感应电流
B. 图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，正方形线圈中持续有感应电流
C. 图丙正电荷q顺时针做减速圆周运动过程中，同心共面金属圆圈中感应电流沿逆时针
D. 图丁金属杆在F作用下向右运动过程中，若磁场减弱，回路不一定会产生感应电流如图，在直角三角形ACD区域的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，，，E是CD边的中点，此时E点的磁感应强度大小为B。若仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度
A. 大小仍为B，方向垂直于AC向上 B. 大小为，方向垂直于AC向下
C. 大小为，方向垂直于AC向上 D. 大小为，方向垂直于AC向下如图为一种延时开关示意图，M和N是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中M与电源E、开关S构成回路，N的两端用导线ab直接连起来。当闭合S后，铁芯吸住衔铁A，开关触头B就将高压电路接通；当断开S时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧C拉上去，从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是A. 起延时效果的主要部件是线圈M
B. 闭合S电路稳定工作后，导线ab中有从a流向b的感应电流
C. 断开S瞬间，导线ab中有从a流向b的感应电流
D. 电源E的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果三条在同一平面纸面内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示，a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上，且到相应顶点的距离相等，将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为、和，下列说法正确的是A.
B.
C. a和c处磁场方向垂直于纸面向外，b处磁场方向垂直于纸面向里
D. a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为若将N处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为，那么与之比为A. 1：2 B. 2： C. ：2 D. 2：1二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）图甲、乙和丙所示均为教材中的演示实验实物图。在电路连接正确的情况下，回答下列问题：图甲中，将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，灵敏电流计指针偏转方向________填“相同”或“相反”。图乙中，导体棒AB以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，灵敏电流计指针偏转大小________填“相同”或“不同”。图丙中，下列操作能使灵敏电流计指针偏转的是________。填选项前的字母A.闭合开关的瞬间B.保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片C.保持开关断开，快速移动滑动变阻器的滑片三、计算题（本大题共4小题，共43.0分） 在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为，电流为0．，所受的磁场力为。该位置的磁感应强度多大？若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？若将通电导线跟磁场平行放置，该导线所受磁场力多大？






 如图甲所示，水平面上放置一矩形闭合线框abcd，已知边长、，电阻。匀强磁场垂直于线框平面，线框恰好有一半处在磁场中，磁感应强度B在内随时间变化情况如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。线框在摩擦力作用下始终保持静止状态。求：
 时线框的磁通量；整个过程中产生的焦耳热；线框受到的摩擦力随t的表达式。






 一个半径为r的细小金属圆环，在范围足够大的磁场中竖直向下落，磁感线的分布情况如图所示，其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向下。开始时圆环所在处竖直方向的磁感应强度大小为，圆环所在处竖直方向的磁感应强度大小随下落高度y变化关系为其中k为比例常数，且。已知金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，圆环质量为m，电阻为R，圆环由静止开始运动下降高度h时，其速度为v，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
圆环下降高度h时通过圆环的磁通量的大小；圆环下降高度h的过程中通过圆环的电荷量q；圆环下降高度h的过程中产生的热量Q。






 如图1所示，一个圆形线圈的匝数匝，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示。求

在内穿过线圈的磁通量变化量；
前4s内产生的感应电动势；
内通过电阻R的电荷量q。







答案和解析1.【答案】D
2.【答案】A【解答】题图乙中螺线管上的长导线可等效为两个通过等大、反向电流的通电螺线管，两螺线管中的电流方向相反，由安培定则可知产生的磁场方向也是大小相等、方向相反的，所以螺线管内中部的磁感应强度为零，BCD错误，A正确．故选A。
3.【答案】C
【解答】M、N之间的磁场是两导线产生的磁场的叠加，以M、N两导线之间的中心线为界，在右边合磁场的方向垂直于纸面向外，在左边合磁场的方向垂直于纸面向里，线框从右向左移动到关于对称的位置以前，垂直于纸面向外穿过线框的磁通量减小；移动到关于对称的位置时磁通量为零；越过关于对称的位置向左移动时，垂直于纸面向里穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可以判断感应电流的方向始终为逆时针，故C正确，ABD错误。故选C。
4.【答案】C
5.【答案】C
【解答】A.根据磁极间的相互作用规律可知，A项中小磁针N极方向不可能水平向右，故A错误；
B.根据右手螺旋定则可知，环形导线在中心轴线上产生的磁场方向垂直纸面向外，小磁针N极应该指向纸外，故B错误；
C.C项中直导线产生的磁场的磁感线应该是顺时针方向从上向下看，与小磁针的N极指向相同，故C正确；
D.D项中螺线管内部的磁感线向左，小磁针的N极应该指向左边，故D错误。故选C。
6.【答案】B
【解答】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西，故B正确，ACD错误。故选：B。
7.【答案】C
【解答】由题，a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向水平向左，大小也是1T；由安培定则可知，该电流在b点产生的磁场方向向下，在c点产生的磁场的方向向右，在d点产生的磁场的方向向上；该电流在bcd各点产生的磁场的磁感应强度都是1T；
A.通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知，b点感应强度为，方向与B的方向成斜向下。故A错误；
通电导线在c处的磁感应强度方向水平向右，则c点磁感应强度为2T，方向与B的方向相同，即方向向右。故B错误，D错误；
C.通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向上，则d点感应强度为，方向与B的方向成斜向上。故C正确。故选：C。
8.【答案】D
【解答】A.根据感应电流产生的条件为闭合回路磁通量改变，由图可知图甲金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大电流，由于穿过线圈的磁通量为零，故圆线圈中没有感应电流，故A错误；
B.感应电流产生的条件为闭合回路磁通量改变，图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，当正方形线圈转到虚线左侧后，没有感应电流，故B错误；
C.图丙正电荷q顺时针做减速圆周运动过程中，产生的等效电流顺时针减小，穿过金属圆圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知同心共面金属圆圈中感应电流沿顺时针，选项C错误；
D.根据可知，磁通量与磁场的强弱和包围面积均有关，所以金属杆在F作用下向右运动过程中，若磁场减弱，回路不一定会产生感应电流，故D正确。故选D。
9.【答案】B
【解答】根据题意C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，E点的磁感应强度大小为B，根据安培定则可知两根垂直纸面的长直导线在E点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，为，将D处的导线平移至A处，移动之后距E点的距离不变，故磁感强度大小不变，两导线在E点产生的磁感应强度情况如图所示：
据几何知识可得图中，则E点的磁感应强度为，方向垂直于AC向下，故B正确，ACD错误。故选B。
 
10.【答案】C
【解答】A.A线圈接电源，断电之后M线圈中无电流，M线圈周围也不存在磁场，在M线圈中断电的时，N线圈中会产生感应电流，周围存在感应电流的磁场，起延时效果，故A错误；
B.闭合S电路稳定工作后，N线圈中的磁通量不变化，所以导线ab中无感应电流，故B错误；
C.由安培定则可判断M线圈中原磁场的方向向下，断开S瞬间，N线圈中磁通量减少，根据楞次定律，增反减同，所以N线圈中感应电流的磁场方向向下，由安培定则可判断导线ab中有从a流向b的感应电流，故C正确；
D.电源E的正负极对调接入后，在断开S瞬间，N线圈中磁通量减少，N线圈中也会产生感应电流，同样起到延时效果，故D错误。故选C。
11.【答案】A
【解答】AB、由题意可知，a点的磁感应强度等于三条通电导线的磁场在此处叠加而成，总效果垂直纸面向外，而b点与a点有相同的情况，有两根相互抵消，则由第三根产生磁场，即为垂直纸面向外，三根导线在c点产生磁场方向相同，同向相加，合磁场的磁感应强度最强，故A正确，B错误；
CD、由图可知，根据右手螺旋定则可得，a、b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里，故CD错误。故选：A。
12.【答案】D
13.【答案】相反；
不同；
。
【解答】将条形磁铁插入线圈时，穿过线圈的磁通量增强，拔出线圈时穿过线圈的磁通量减弱，所以灵敏电流计指针偏转方向相反；
导体棒AB以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，产生的感应电动势不同，所以将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，灵敏电流计指针偏转大小不同；
闭合开关的瞬间，A线圈中磁场发生增强，穿过线圈B的磁通量增加，产生感应电流，电流表指针偏转，故A正确；
B.保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片，A线圈中磁场发生变化，B线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针偏转，故B正确；
C.保持开关断开，快速移动滑动变阻器的滑片，A线圈中没有磁场，所以B线圈中磁通量没有变化，不产生感应电流，指针不偏转，故C错误。故选AB。
14.【答案】解：根据公式得：  T．
该处的磁感应强度不变， T．
通电导线跟磁场平行放置时，所受磁场力为零，．
15.【答案】解：由图乙知，时磁感应强度大小，
此刻，磁通量：；
根据法拉第电磁感应定律，有感应电动势：
焦耳热：
由图示图象可知，感应电动势：，
感应电流：，
安培力：，
线框静止，由平衡条件得摩擦力：；
16.【答案】解：圆环下降高度h时，磁感应强度大小为，则磁通量为；
；
根据能量守恒定律，，解得。
17.【答案】解：根据磁通量定义式，那么在内穿过线圈的磁通量变化量为：
；
由图象可知前4 s内磁感应强度B的变化率为：
4 s内的平均感应电动势为：
；
电路中的平均感应电流为：，
，
由求得
同理：
两次电流方向相反
故
也可求解。
答：在内穿过线圈的磁通量变化量；
前4s内产生的感应电动势；
内通过电阻R的电荷量。