（2019人教版必修第三册）高二物理精讲精练 第十三章 电磁感应与电磁波初步【章节测试】（原卷版+解析）

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第十三章 电磁感应与电磁波初步(时间：90分钟　分值：100分)一、选择题（每题4分，1~7单选，8~12多选。共48分）1．（2022·广东湛江·高二期末）随着智能手机的发展电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为（　　）A．爱因斯坦 B．法拉第 C．洛伦兹 D．密立根2．(2020-2021学年江苏常州高二阶段练习)下列说法中正确的是(　　　)A．爱因斯坦第一个提出能量子的概念B．黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关C．物体的长度是量子化的D．温度升高，物体辐射的紫光增强，辐射的红光减弱3．下列叙述错误的是(　　)A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波4．(2020-2021学年甘肃西固高二期中)以下四幅图所示的实验中，下列说法正确的是(　　)A．图(a)通电后小磁针将会发生偏转，说明了电流周围存在磁场B．图(b)电键闭合后电流计的指针将会发生偏转，说明了回路产生了感应电流C．图(c)闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了回路产生了感应电流D．图(d)电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用5．（2022·广东南山·高二期末）如图是三根平行直导线的截面图，它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里。如果AB=AC=AD，则A点的磁感应强度的方向是（　　）A．由A指向B B．由A指向DC．由A指向C D．由C指向A6．（2022·广东潮州·高二期末）如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　）A．a、b、c的N极都向纸里转B．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转7．如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是 (　　)A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处的磁感应强度方向不同8．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是(　　)A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的9．(多选)（2022·广东佛山·高二期末）地磁场使得从太阳射出的高能带电粒子流（通常叫太阳风）发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”.关于地磁场，下列说法正确的是（　　）A．在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向南方B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强D．地磁场对直射赤道高能粒子流的减速作用比对直射南北极高能粒子流的减速作用弱10．(多选)（2022·广东惠州·高二期末）如图所示，两根平行长直导线、相距，通有大小相等、方向相反的电流。、、是导线所在平面内的三个点，它们到导线的距离分别为、、。关于这三个点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　）A．处的磁感应强度最小 B．处的磁感应强度最大C．、处的磁感应强度大小相等，方向相反 D．、处的磁感应强度大小相等，方向相同11．(多选)如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是（　　）A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．磁场均匀增加12．(多选)(2020-2021学年辽河油田第二高级中学高二开学考试)(多选)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二、非选择题（共52分）13．（12分）(2020-2021学年浙江舟山中学高二期末)在《探究感应电流方向的规律》实验中（1）用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。如图(1)所示实验表明，如果电流从负接线柱流入指针将向________偏转(填左或右)。（2）观察如图(2)所示的线圈绕线方向，若电流从A流入到B流出，从上向下看电流的方向为________(填顺时针或逆时针)。（3）用如图(3)所示的实验装置，若电流表指针向右偏转，则线圈中感应电流产生的磁场的方向________(填向上或向下)。用电流表观察感应电流的方向，然后判断感应电流的磁场方向，得到如下实验记录。由此得出下列判断中正确的是(　　)A．感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反B．感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同C．磁通量增大时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反D．磁通量减小时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反14．（12分）(2020-2021学年西南大学附中高二阶段练习)如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小，并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关，此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线，实验电路图如图所示。补充完成下列实验步骤（1）按照实验电路图连接电路。（2）保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，取出托盘中的细沙，然后用天平称出细沙质量。（3）闭合开关S，调节电阻R的阻值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态，然后读出电流表的示数I，再取出托盘中的细沙，并用天平测量此时细沙的质量。（4）用刻度尺测量_________________，记为L。（5）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度B的大小，则___________。（6）判定磁感应强度方向的方法：若_______(填“>”或“<”)，磁感应强度方向垂直纸面向外。反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。15．（8分）(2020-2021学年山西大同高二期中)如图所示，金属框架AOC处于与框架垂直的匀强磁场中，∠AOC=45°，导体棒PQ与框架接触良好构成回路，且PQ⊥OC。（1）若匀强磁场磁感应强度B=0.2T，PQ从O点出发，向右以0.5m/s的速度匀速运动2s时，回路的磁通量的变化是多少？（2）在图中，若回路面积从S0=0.5m2变成St=2.5m2，B从B0=0.2T变到Bt=0.4T，则回路中的磁通量变化量是多少？16．(8分)小灯泡的功率P＝1 W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6 m，求在距离d＝1.0×104 m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1 cm2的球面上的光子数是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)17．(12分)在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的磁场力为5×10－4 N。求：（1）该位置的磁感应强度多大？（2）若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？（3）若将通电导线跟磁场平行放置，该导线所受到的磁场力多大？磁铁的磁场方向向下向下向上向上磁铁的磁通量的变化增大减小增大减小感应电流的磁场方向向上向下向下向上第十三章 电磁感应与电磁波初步(时间：90分钟　分值：100分)一、选择题（每题4分，1~7单选，8~12多选。共48分）1．（2022·广东湛江·高二期末）随着智能手机的发展电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为（　　）A．爱因斯坦 B．法拉第 C．洛伦兹 D．密立根【答案】B【解析】电磁感应的首次发现者是法拉第，故选B。2．(2020-2021学年江苏常州高二阶段练习)下列说法中正确的是(　　　)A．爱因斯坦第一个提出能量子的概念B．黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关C．物体的长度是量子化的D．温度升高，物体辐射的紫光增强，辐射的红光减弱【答案】 B【解析】 A．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，他被称为“量子之父”，故A错误；B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故B正确；C．“物体的长度”可以分割，可以取小数，不能体现量子化的思想，故C错误；D．当物体温度的升高时，它辐射的红光增强，辐射的紫光减弱，故D错误。故选B。3．下列叙述错误的是(　　)A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波【答案】B　【解析】根据热辐射定义知A、D正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般材料的物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体温度有关，B错误，C正确。4．(2020-2021学年甘肃西固高二期中)以下四幅图所示的实验中，下列说法正确的是(　　)A．图(a)通电后小磁针将会发生偏转，说明了电流周围存在磁场B．图(b)电键闭合后电流计的指针将会发生偏转，说明了回路产生了感应电流C．图(c)闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了回路产生了感应电流D．图(d)电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用【答案】 D【解析】 A．图(a)通电后，通电导线在小磁针位置处产生的磁场方向水平向左，小磁针不会发生偏转，故A错误；B．图(b)电键闭合后，导体棒没有切割磁感线，回路中不会产生感应电流，电流计的指针不会发生偏转，故B错误；C．图(c)闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了通电导体在磁场中会受到磁场力的作用，故C错误；D．图(d)电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用，故D正确。故选D。5．（2022·广东南山·高二期末）如图是三根平行直导线的截面图，它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里。如果AB=AC=AD，则A点的磁感应强度的方向是（　　）A．由A指向B B．由A指向DC．由A指向C D．由C指向A【答案】B【解析】由安培定则判断可知三根通电直导线在A点上所产生的磁场方向，如图所示。直导线与直导线在A点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，两者合磁感应强度为零。直导线在A点产生的磁感应强度的方向从A指向，所以A点的磁感应强度的方向由A指向，故ACD错误，B正确。故选B。6．（2022·广东潮州·高二期末）如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　）A．a、b、c的N极都向纸里转B．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转【答案】D【解析】圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动， b处小磁针的N极向纸外转动。故选D。7．如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是 (　　)A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处的磁感应强度方向不同【答案】C　【解析】a、b、c、d四个点的磁感应强度均为M、N两长直导线在各点的磁感应强度的叠加，由安培定则可知，M、N在O点处磁感应强度的方向相同，合磁感应强度竖直向下，不为零，A错误；由对称性可知，a、b两点处，c、d两处的磁感应强度大小和方向均相同，B错误，C正确；a、c两点处的磁感应强度均垂直于ab连线竖直向下，方向相同，D错误。8．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是(　　)A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的【答案】CD　【解析】要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，选项A错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，选项B错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，选项C正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，选项D正确。9．(多选)（2022·广东佛山·高二期末）地磁场使得从太阳射出的高能带电粒子流（通常叫太阳风）发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”.关于地磁场，下列说法正确的是（　　）A．在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向南方B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强D．地磁场对直射赤道高能粒子流的减速作用比对直射南北极高能粒子流的减速作用弱【答案】BC【解析】A．根据地理的南极是地磁的北极，在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向北方，所以A错误；B．根据地理的南极是地磁的北极，则在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极，所以B正确；C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强，因为在赤道位置粒子流的方向与磁场方向垂直，在两极方向平行，垂直时作用力最大，平行时磁场力为0，所以C正确；D．地磁场对直射赤道高能粒子流的作用是偏转作用，不是减速作用，所以D错误；故选BC。10．(多选)（2022·广东惠州·高二期末）如图所示，两根平行长直导线、相距，通有大小相等、方向相反的电流。、、是导线所在平面内的三个点，它们到导线的距离分别为、、。关于这三个点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　）A．处的磁感应强度最小 B．处的磁感应强度最大C．、处的磁感应强度大小相等，方向相反 D．、处的磁感应强度大小相等，方向相同【答案】BD【解析】根据安培定则判断知：导线M在a点产生的磁场方向向里，在b、c点产生的磁场方向向外，导线N在a、b点产生的磁场方向向外，在c点产生的磁场方向向里。根据对称性可知，导线M在a点和导线N在c点产生的磁感应强度大小相等，导线M在b点和导线N在b点产生的磁感应强度大小相等，导线M在c点和导线N在a点产生的磁感应强度大小相等，且离导线越近磁感应强度越大。AB．根据对称性和磁场矢量叠加可知，b处的磁感应强度最大，故A错误，B正确；CD．根据对称性和磁场矢量叠加可知，、处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C错误，D正确。故选BD。11．(多选)如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是（　　）A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．磁场均匀增加【答案】　BD【解析】　圆盘绕过圆心的竖直轴转动和在磁场中匀速平移，都不会使其磁通量发生变化，故不会产生感应电流，选项A、C错误；圆盘绕水平轴转动或磁场均匀增加，都会使穿过圆盘的磁通量发生变化，故有感应电流产生，选项B、D正确。12．(多选)(2020-2021学年辽河油田第二高级中学高二开学考试)(多选)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。二、非选择题（共52分）13．（12分）(2020-2021学年浙江舟山中学高二期末)在《探究感应电流方向的规律》实验中（1）用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。如图(1)所示实验表明，如果电流从负接线柱流入指针将向________偏转(填左或右)。（2）观察如图(2)所示的线圈绕线方向，若电流从A流入到B流出，从上向下看电流的方向为________(填顺时针或逆时针)。（3）用如图(3)所示的实验装置，若电流表指针向右偏转，则线圈中感应电流产生的磁场的方向________(填向上或向下)。用电流表观察感应电流的方向，然后判断感应电流的磁场方向，得到如下实验记录。由此得出下列判断中正确的是(　　)A．感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反B．感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同C．磁通量增大时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反D．磁通量减小时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反【解析】　(1)根据电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“＋”接线柱流入电流表时，指针向右偏转；如果电流从负接线柱流入指针将向左偏转。(2)如题目图(2)所示的线圈绕线方向，若电流从A流入到B流出，从上向下看电流的方向为顺时针。(3)用如题目图(3)所示的实验装置，若电流表指针向右偏转，那么从上向下看电流的方向顺时针，根据安培定则，则线圈中感应电流产生的磁场的方向向下。由表中实验信息可知：当磁铁向上运动时，穿过闭合回路的磁通量减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；当磁铁向下运动时，穿过闭合回路的磁通量增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故A、B、D错误，C正确。【答案】　(1)左　(2)顺时针　(3)向上　C14．（12分）(2020-2021学年西南大学附中高二阶段练习)如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小，并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关，此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线，实验电路图如图所示。补充完成下列实验步骤（1）按照实验电路图连接电路。（2）保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，取出托盘中的细沙，然后用天平称出细沙质量。（3）闭合开关S，调节电阻R的阻值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态，然后读出电流表的示数I，再取出托盘中的细沙，并用天平测量此时细沙的质量。（4）用刻度尺测量_________________，记为L。（5）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度B的大小，则___________。（6）判定磁感应强度方向的方法：若_______(填“>”或“<”)，磁感应强度方向垂直纸面向外。反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。【解析】 (4)[1]用刻度尺测量金属框D的下边长，记为L。(5)[2]保持开关S断开，使D处于平衡状态，细沙的重力与金属框的重力相等，闭合开关S，使D重新处于平衡状态，细沙的重力等于金属框重力和下边框所受安培力矢量和，即两次细沙的重力差等于金属框下边框所受安培力大小，有解得[3]如果磁感应强度垂直纸面向里，由左手定则可知L受到的安培力向上，则托盘中的细沙的质量就少，反之安培力向下，托盘中的细沙的质量就多。所以当m1 > m2 时磁场的磁感应强度垂直纸面向里，当m1