人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试精品当堂检测题

高二物理必修第三册

第十三章 电磁感应与电磁波初步B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．下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（　　）

A．赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在

B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波

C．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长。

D．普朗克认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为

【答案】C

【解析】A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项A错误；

B．只要空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，选项B错误；

C．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长，选项C正确；

D．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为，选项D错误。

故选C。

2．关于磁场、磁感应强度和磁感线的说法，正确的是（　　）

A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质

B．由B=可知，磁感应强度与通电导线的电流和长度的乘积IL成反比

C．磁感应强度的方向就是磁场中通电导线所受磁场力的方向

D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线

【答案】A

【解析】A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，虽然看不见，摸不着，但是它们是真实存在的一种物质，故A正确；

B．公式是比值定义式，磁感应强度只与磁场本身有关，与是否放入通电导线，通电导线的电流和长度均无关，故B错误；

C．通电导线所受磁场力的方向，可由左手定则来确定，磁感应强度的方向与磁场力的方向是相互垂直的，故C错误；

D．磁感线是人们为了形象地描述磁场，而假想出来的一系列带有方向的曲线，并不是真实存在的，所以不是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，故D错误。故选A。

3．下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确的是（　　）

A．紫外线、可见光、红外线、 γ射线 B．可见光、红外线、紫外线、 γ射线

C．γ射线、红外线、紫外线、可见光 D．红外线、可见光、紫外线、 γ射线

【答案】D

【解析】依照波长的由长到短，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线。故选D。

4．下列关于电场线和磁感线的说法正确的是（    ）

A．电场线和磁感线都是电场、磁场中实际存在的线

B．磁场中两条磁感线一定不相交 ，但在复杂电场中的电场线是可以相交的

C．电场线是不闭合曲线，而磁感线是闭合曲线

D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的静电力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电流所受的磁场力也越大

【答案】C

【解析】A．电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线，实际不存在，选项A错误.

B．两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，选项B错误.

C．电场线起始于正电荷或无限远处，终止于无限远处或负电荷，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，选项C正确.

D．电场线越密，表示该处电场越强，同一试探电荷在此处所受电场力越大；磁感线越密，表示该处磁场越强，但试探电流受到的磁场力大小还与其放置方向有关，故试探电流受到的磁场力不一定大，选项D错误.

故选C。

5．电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络，这些信息都是通过电磁波来传递的。下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是（　　）

A．变化的磁场产生的电场一定是变化的

B．不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场

C．稳定的磁场产生不稳定的电场

D．振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的

【答案】D

【解析】A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场周围能产生电场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故A错误；

B．不均匀变化的电场产生变化的磁场，磁场有可能不是均匀变化的；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故B错误；

C．稳定的磁场其周围不产生电场，故C错误；

D．振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的，振荡的电场在周围空间产生的磁场是也振荡的，故D正确。

故选D。

6．如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（　　）

A．a B．b C．c D．d

【答案】C

【解析】A．当开关S闭合后，直导线电流从B流向A，根据右手定则可知磁场方向为逆时针方向，所以a点的磁场方向刚好相反了，则A错误；

BC．当开关S闭合后，根据右手定则可知通过螺线管的右边是N极，所以C点磁场方向正确，b点的磁场方向刚好相反，所以B错误；C正确；

D．当开关S闭合后，根据右手定则可知电磁铁D的左边是N极，右边为S极，所以d点的磁场方向刚好相反，则D错误；故选C。

7．广州某中学的物理兴趣小组为研究条形磁铁在其轴线上各点产生磁感应强度的大小。他们在实验之前从资料上查得该处地磁场方向水平，大小为B0。接着实验小组将一条形磁铁P固定在水平桌面上。以P的右端点为原点，以中轴线为x轴建立坐标系。将一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，测出小磁针Q与X轴之间的夹角为θ，实验数据描绘出来得到sinθ与x之间的关系曲线如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．P的右端为S极

B．x轴方向与地磁场方向平行

C．磁铁P在x0处产生的磁感应强度大小为B0

D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0

【答案】D

【解析】AB．当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sinθ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为向东．当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东；由图可知，开始时N背离O点，所以O点处的磁极是N极；由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直．故AB错误；

C．由图可知，x0处,则θ=30°,P在x0处产生的磁感应强度大小故C错误；

D．x0处合磁场的磁感应强度大小为故D正确。故选D。

8．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，地下有一根金属管线平行于水平地面。有一种探测方法，首先给金属长直管线通上恒定电流I，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作，①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为A；②在A点附近的地面上找到与A点磁感应强度相同的点B，连接AB并测得AB间的距离为a；③在地面上过A点做垂直于AB的线段AC并测得AC间的距离为b；④用测量仪测得C点的磁场方向与地面夹角为45°，由此可确定（　　）

A．地下的金属管线平行于AB，深度为b

B．地下的金属管线平行于AB，深度为a

C．地下的金属管线平行于AC，深度为b

D．地下的金属管线平行于AC，深度为a

【答案】A

【解析】根据通电直导线产生的磁场特点：距离电流越近，产生的磁场强度越大，则A点距离管线最近，AB上的点均是距离管线最近的点，管线在AB的正下方，与AB平行；由几何关系可以确定A点到管线的距离为b。故选A。

9．有关磁感应强度B的说法不正确的是（　　）

A．对于，比值越大，说明通电导线所在处的磁感应强度越大

B．对于，F越大，说明通电导线所在处的磁感应强度一定越大

C．可用量度磁感应强度大小，但B是由磁场本身因素决定的，与I、L、F无关

D．在I、L相同的情况下，垂直磁场方向放置通电导线，受力F越大的地方B越大

【答案】CD

【解析】A．磁感应强度只是定义式，只有当通电导线与磁场垂直时，比值越大，说明通电导线所在处的磁感应强度一定越大，故A错误；

B．磁感应强度的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的取向无关，故B错误；

C．可用来量度磁感应强度的大小，但B是由磁场本身因素决定的，与I、L、F无关，故C正确；

D．磁感应强度只是定义式，在I、L相同的情况下，垂直磁场方向放置通电导线，受力F越大的地方，B越大．故D正确；故选CD。

10．如图所示，通电直导线和闭合矩形线圈abcd在同一平面内，现让矩形线圈绕cd轴转动180°到虚线框位置，则（　　）

A．转动过程中穿过线圈平面的磁通量先变小后变大

B．初、末两个状态穿过线圈的磁通量一样

C．如果直接将线圈平移到虚线位置，穿过线圈的磁通量与绕cd转动时一样

D．如果让线圈以通电导线为轴转动，穿过线圈平面的磁通量大小不变

【答案】AD

【解析】AB．根据通电直导线周围的磁感线分布可知，如果让矩形线圈绕cd轴转动到虚线框位置，则穿过线圈的磁通量先减小到零，后反向增大，也就是说初、末两个状态穿过线圈的磁通量大小相等，但是方向相反，B错误，A正确；

C．直接将线圈平移到虚线位置，穿过线圈的磁通量与绕cd转动时大小一样，但是方向相反，C错误；

D．根据通电直导线周围的磁感线分布可知，如果让线圈以通电导线为轴转动，穿过线圈平面的磁通量大小不变，D正确。故选AD。

11．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是（　　）

A．线圈中通以恒定的电流 B．通电时，使变阻器的滑片P匀速移动

C．通电时，使变阻器的滑片P固定不动 D．将电键突然断开的瞬间

【答案】BD

【解析】A．线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，A错误；

B．通电时，使变阻器的滑片P匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流将发生变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A磁通量会变化，因此会产生感应电流，B正确；

C．通电时，使变阻器的滑片 P 固定不动，电路中电流不变，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，C错误；

D．将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流，D正确。故选BD。

12．如图所示，纸面上a、b、c三点构成一个等边三角形，a、b、d三点构成一个等腰直角三角形，两根长直导线垂直纸面分别放置在a、b两点处，通以图示方向的大小相等的电流，整个装置处在一匀强磁场当中，c点处磁感应强度为零。已知通电长直导线在周围某点产生的磁感应强度的大小满足 （式中I为电流强度，r为该点到导线的距离，k为常量且大于零），a、b间的距离为L，导线中电流强度大小为 。下列说法正确的是（　　）

A．匀强磁场的磁感应强度大小为 ，方向垂直ab向右

B．匀强磁场的磁感应强度大小为 ，方向平行于ab向上

C．点的磁感应强度大小为 ，方向平行于ab向上

D．点的磁感应强度大小为 ，方向垂直ab向右

【答案】BC

【解析】AB．根据安培定则，两通电导线在c点的磁场方向如图所示，则有则两通电导线在c点的合磁场为又因为整个装置处在一匀强磁场当中，c点处磁感应强度为零，则有匀强磁场的磁感应强度大小为 ，方向平行于ab向上所以A错误；B正确；

CD．根据安培定则，两通电导线在d点的磁场方向如图所示，则有则两通电导线在d点的合磁场为又因为整个装置处在一匀强磁场当中，则d点的磁感应强度大小为

，方向平行于ab向上所以C正确；D错误；故选BC。

第II卷（非选择题 共40分）

二、实验题（满分10分）

13．探究感应电流的产生条件∶

（1）探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流（如图所示）∶

（2）模仿法拉第的实验（如图所示）∶

【答案】无    变化    不变    无    有    有    变化    不变    有    无    有   

【解析】（1）[1][2][3][4][5]

（2）[6][7][8][9][10][11]

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．长2cm的通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场的方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为N.

（1）该处的磁感应强度B是多大？

（2）若电流不变，导线长度减小到1cm， 则它在磁场中受到的力F和该处的磁感应强度B各是多大？

（3）若导线长度不变，电流增大为5A， 则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多大？

（4）若让导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？

【解析】（1）根据磁感应强度的定义

（2）匀强磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此B=0.1T

导线长度减小到1cm，则它所受磁场力

（3）匀强磁场中某点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此B=0.1T

电流增大为5 A，则它所受磁场力

（4）磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关

若导线与磁场方向平行，磁感应强度不变，即B=0.1T，则磁场力为0

15．如图所示，有一个垂直直面向里的匀强磁场，磁感应强度，磁场有明显的圆形边界，圆心为，半径为。现于纸面内先后放上、两个圆形单匝线圈，圆心均在处，线圈半径为，线圈半径为，问：

（1）在减为的过程中，和中磁通量分别改变多少？

（2）磁感应强度大小不变，方向绕直径转过30°过程中，线圈中磁通量改变多少？

（3）磁感应强度大小、方向均不变，线圈绕直径转过180°过程中，线圈中磁通量改变多少？

【解析】(1)线圈面积正好与圆形磁场区域重合；

磁通量的变化量

解得，

线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与线圈相同，故磁通量的变化量与a线圈相同。

(2)   磁场转过30°，线圈面积在垂直磁场方向的投影为，则

磁通量的变化量解得

(3)以线圈a正对读者的一面为观察对象，初状态磁感线从该面穿入，线圈转180°后，磁感线从该面穿出，故可得