高中人教版 (2019)第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试精品测试题

高二物理必修第三册

第十三章 电磁感应与电磁波初步A卷

班级            姓名           学号             分数        

（考试时间：45分钟  试卷满分：100分）

注意事项：

1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。

2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。

第Ⅰ卷（选择题 共60分）

一、选择题（共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

1．关于电磁场和电磁波，下列说法错误的是（　　）

A．通电导线周围的磁场方向可以用右手螺旋定则判断

B．磁场和磁感线都是客观存在的物质

C．变化的磁场能够产生电场，变化的电场也能够产生磁场

D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关

【答案】B

【解析】A．通电导线周围的磁场方向可以用右手螺旋定则（即安培定则）判断，故A正确，不符合题意；

B．磁场是客观存在的物质，而磁感线是为了描绘磁场而假想出来的线，实际并不存在，故B错误，符合题意；

C．变化的磁场能够产生电场，变化的电场也能够产生磁场，故C正确，不符合题意；

D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，故D正确，不符合题意。故选B。

2．关于磁感线和电场线的说法中正确的是（　　）

A．磁感线是人们为了研究问题的方便而假想的曲线，而电场线是真实存在的

B．磁感线是封闭曲线，电场线不是封闭曲线

C．磁感线是从N极出发S极终止，电场线是从正电荷出发负电荷终止

D．磁感线是磁场中铁屑排列成的曲线，而电场线是点电荷在电场中运动的轨迹

【答案】B

【解析】A．电场线和磁感线都是为了形象的描述电场和磁场而引入的曲线，是假想的，并不是实际存在的线，故A错误；

B．电场线是一条不闭合曲线，有起点和终点，而磁感线是一条闭合曲线，故B正确；

C．磁感线是闭合曲线，在磁铁的外部，从N极出发进入S极，磁铁内部从S极指向N极。电场线是从正电荷出发负电荷终止。故C错误；

D．磁感线可以用磁场中铁屑排列成的曲线模拟，但此曲线并不是磁感线，因为磁感线是不存在的。电场线与点电荷在电场中运动的轨迹是两回事，不一定重合，故D错误。故选B。

3．下列关于磁感应强度说法，正确的是（　　）

A．由知，磁感应强度B的方向就是磁场力F的方向

B．磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量

C．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0

D．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

【答案】B

【解析】A．磁感应强度B的方向与磁场力F的方向相互垂直，故A错误；

B．磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量，故B正确；

C．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，也可能是导体与磁场方向平行，该点的磁感应强度不一定为0，故C错误；

D．导体与磁场方向不一定是垂直的，则该处磁感应强度的大小不一定是故D错误。故选B。

4．为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图所示。用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是（　　）

A．蓄电池M端为正极

B．蓄电池N端为正极

C．螺线管P端为S极

D．螺线管内部磁场方向由P指向Q

【答案】B

【解析】C．小磁针的N极向螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左，即螺线管P端为N极，Q端为S极，C错误；

D．在螺线管的内部，磁场方向由S极指向N极，所以螺线管内部磁场方向由Q指向P， D错误；

AB．根据安培定则可知，在蓄电池外部电流从N流向M，蓄电池N端为正极，A错误B正确。‍故选B。

5．在磁感应强度为B0、竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面向里，如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　）

A．c、d两点的磁感应强度大小相等

B．a、b两点的磁感应强度大小相等

C．c点的磁感应强度的值最小

D．b点的磁感应强度的值最大

【答案】C

【解析】根据安培定则及矢量叠加原理，可判断知在c点电流产生的磁场方向与B0反向，故合磁感应强度最小。在a点两者同向，合磁感应强度最大，在b、d两点，两者互相垂直，合磁感应强度大小相等。故选C。

6．如图所示，两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（　　）

A．区域Ⅰ B．区域Ⅱ

C．区域Ⅲ D．区域Ⅳ

【答案】A

【解析】由安培定则可知，I1电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，I2电流在其右方产生的磁场方向垂直纸面向里，故只有在区域Ⅰ，两个电流产生的磁场才都向里。故选A。

7．如图所示，圆形线圈的匝数为10匝、面积为，在该圆形线圈平面内有一个面积为的正方形区域，该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，则穿过该圆形线圈的磁通量为（　　）

A． B． C． D．

【答案】C

【解析】由题图可知，线圈内含有磁场的有效面积为故穿过该圆形线圈的磁通量为

故选C。

8．如图所示是磁场中某区域的磁感线的分布情况， 则下列判断正确的是（　　）

A．a、b 两处的磁感应强度大小不等， Ba> Bb

B．a、b 两处的磁感应强度大小不等， Ba< Bb

C．同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力大

D．同一通电导线放在 b 处受力一定比放在 a 处受力大

【答案】A

【解析】AB．磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述，磁场越强，磁感线越密集，Ba>Bb，故A正确，B错误；

CD．根据安培力的公式F=BILsinθ，可知同一通电导线受到的安培力的大小还与导线与磁场的方向之间的夹角有关，题目中夹角不确定，故不能判断同一通电导线放在哪一点受到的安培力大，故CD错误。故选A。

9．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）

A．电磁波具有能量

B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直

C．电磁波和机械波一样依赖介质传播

D．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波

【答案】ABD

【解析】ABD．电磁波具有能量，电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直，是横波，具有偏振性。振荡的电场或磁场是周期性变化的，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又会产生周期性变化的电场。所以振荡的电场或磁场，能产生电磁波。故ABD正确；

C．电磁波是因为电场和磁场相互激发而在空间传播，故不依赖于介质，机械波的传播依赖于介质。故C错误。故选ABD。

10．下列说法中正确的是（　　）

A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强

B．用 射线照射作物种子，使种子内的遗传物质发生变异，培育优良品种

C．微波有很强的热效应，所以用微波炉加热食物

D．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关

【答案】BD

【解析】A．医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，γ射线的穿透能力最强，A错误；

B． 射线具有很高的能量，可以用来培育优良品种，B正确；

C．微波几乎没有热效应，C错误；

D．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，D正确。故选BD。

11．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】AB

【解析】A．图A为环形电流的磁场，符合安培定则；

B．图B是直线电流的磁场，符合安培定则；

C．图C是直线电流的磁场，不符合安培定则；

D．图D是通过螺线管的磁场，不符合安培定则。故选AB。

12．矩形线圈ABCD位于通有恒定电流的长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，以下哪些方式可以让线圈中有感应电流产生（　　）

A．线圈水平向右匀速运动

B．线圈竖直向上匀速运动

C．线圈竖直向下匀速运动

D．线圈绕AB边转动

【答案】AD

【解析】AD．闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，由于线圈所在平面离导线距离相同的位置磁感应强度相同，离导线越远磁感应强度越小，当线圈向右运动时穿过电路的磁通量在变小，当线圈绕AB边转动时，穿过线圈的磁通量有变化，线圈中都有感应电流产生，AD正确；

BC．当线圈上下匀速运动时穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，BC错误。故选AD。

第II卷（非选择题 共40分）

二、实验题（满分10分）

13．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。

（1）请将图中所缺的导线补接完整_______。

（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后：

①将小线圈迅速插入大线圈时，灵敏电流计指针将_______（填“偏转”或“不偏转”）；

②小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针将_______（填“偏转”或“不偏转”）；

【答案】    偏转    偏转   

【解析】（1）[1]连线如图所示

（2）①[2]将小线圈迅速插入大线圈时，通过大线圈的磁通量发生变化，大线圈产生感应电流，所以灵敏电流计指针将偏转。

②[3]小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，小线圈中的电流发生变化，通过大线圈的磁通量发生变化，大线圈产生感应电流，灵敏电流计指针将偏转。

三、计算题（满分30分，其中14题15分，15题15分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）

14．矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，如图所示，初位置时线框平面与B平行。求：

（1）初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？

（2）当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，穿过线框的磁通量Φ为多少？这一过程中穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为多少？

【解析】(1)线框在初始位置时，线框平面与磁场平行，有效面积为零，则Φ0＝0。

(2)当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，线框与B的夹角为60°，则Φ＝B·Ssin60°＝BS＝Bl1l2

这一过程中穿过线框的磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ－Φ0＝Bl1l2

15．通电直导线所产生的磁场可表示为，其中B是以T为单位的磁感应强度，I是以A为单位的电流，d是以m为单位的离开导线的距离。利用这个公式，估计如下日常生活中所遇到的磁场的磁感应强度。

（1）家庭导线中的电流很少超过10A，那么距离这种导线0.5m处的磁场大小与地磁场大小相比如何？

（2）765kV的高压输电线中的电流常常可达200A。假定这种输电线的高度为20m，试估计输电线下地面处的磁感应强度。这与家庭电路产生的磁场大小相比如何？

（3）一些组织建议，孕妇不要使用电热毯，以防止磁场引起胎儿健康问题。如果电热毯中的电流为1A，胎儿离电热毯距离为10cm。试求胎儿处磁场的磁感应强度，并将它与地磁场进行比较。

【解析】（1）家庭导线中的电流I=10A，d=0.5m处的磁场大小为

而地磁场的磁感应强度约为，则；

（2）电流为200A，输电线的高度为20m，则磁感应强度为

比较可得；

（3）电热毯中的电流为1A，胎儿离电热毯距离为10cm，则磁感应强度为

比较可得。