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2023人教版带答案高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步微公式版专项训练题

1

单选题
1、关于磁通量的概念，以下说法正确的是（　　）
A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
B．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
C．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零
D．磁通量发生变化时，磁感应强度也一定发生变化
答案：C
ABC．当线圈与磁场平行时，磁通量始终为零，与磁感应强度和线圈面积的大小无关，故AB错误，C正确；
D．根据磁通量Φ=BScosα可知，磁通量的变化可能由B、S、α的变化引起，故D错误。
故选C。
2、如图所示，下列矩形线框在无限大的匀强磁场中运动，则能够产生感应电流的是（　　）
A．B．
C．D．
答案：D
矩形线框的磁通量发生变化，才能产生感应电流。
故选D。
3、如图，电池给螺线管供电，不计地磁场影响，则（　　）

A．通电前，螺线管就有磁性
B．断电后，螺线管周围依然有磁场
C．通电后，螺线管上端为N极
D．通电后，螺线管下端为N极
答案：C
A．通电前，螺线管导线中无电流，没有磁性，故A错误；
B．断电后，螺线管部分导线不构成闭合回路，无电流，没有磁性，故B错误；
CD．由安培定则可知，通电后，螺线管上端为N极，故C正确，D错误。
故选C。
4、如图所示，线圈与灵敏电流计构成闭合电路，当磁铁向下插入线圈的过程中，发现电流计指针偏转，则当磁铁（　　）

A．从线圈中向上拔出时，电流计指针偏转
B．放在线圈中不动时，电流计指针向左偏转
C．按图示位置在线圈外面上下移动时，电流计指针不会偏转
D．按图示位置在线圈外面左右移动时，电流计指针不会偏转
答案：A
A．磁铁从线圈中拔出时，线圈中磁通量减小，会产生感应电流，电流计偏转，故A正确；
B．磁铁放在线圈中不动时，线圈中磁通量不发生变化，电流计指针不偏转，故B错误；
C．当磁铁按图示位置在线圈外面上下移动时，穿过线圈的磁通量会发生变化，电流计会偏转，故C错误；
D．当磁铁按图示位置在线圈外面左右移动时，穿过线圈的磁通量会发生变化，电流计会偏转，故D错误。
故选A。
5、下列各图所描述的物理情境中，错误的是（  ）
A．开关S闭合稳定后线圈N中有感应电流
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中有感应电流
C．金属框从A向B运动，金属框中有感应电流
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中有感应电流
答案：A
A．开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流，故B不符合题意；
C．金属框从A向B运动，穿过金属框的磁通量时刻变化，金属框中产生感应电流，故C不符合题意；
D．铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的无数辐条切割磁感线，与外电路构成闭合回路，产生感应电流，故D不符合题意。
故选A。
6、如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（  ）

A．ab向左运动，同时增大磁感应强度B
B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C．ab向右运动，同时使θ减小
D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°）
答案：C
A．ab向左运动，会使闭合回路面积变小，同时增大磁感应强度B，根据
Φ=BScosθ
可能使闭合回路的磁通量保持不变，则可能不会产生感应电流，选项A错误；
B．因闭合回路的磁通量
Φ=BScosθ
若使磁感应强度B减小，θ角同时也减小，则磁通量可能不变，则可能不会产生感应电流，选项B错误；
C．ab向右运动，会使闭合回路面积变大，同时使θ减小，根据
Φ=BScosθ
一定能使闭合回路的磁通量变大，则一定能有感应电流，选项C正确；
D．ab向右运动会使闭合回路面积变大，根据
Φ=BScosθ
同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°），则磁通量可能不变，则可能不会产生感应电流，选项D错误；
故选C。
7、如图所示，同一竖直平面内有O、E、F、A四点，其中E、O、F三点等高，E、F、A三点到O点距离相等，∠EOA=θ（θ未知），当E、F两点放置两根通有电流大小相等、方向相反且垂直于竖直平面的长直导线时，O点处磁感应强度的大小为B1，若将E点处导线移到A点（其他条件不变），O点处磁感应强度的大小变为B2，已知B2B1=2+22，则（  ）

A．θ=30°B．θ=45°
C．θ=60°D．θ=75°
答案：B
设单根通电直导线在O点处产生的磁感应强度的大小为B，E点处导线未移动时，O点处合磁感应强度为
B1=2B
E点处导线移动之后，两通电导线在O点处产生的磁场如图所示

根据正交分解
Bx=Bsinθ，By=B1+cosθ
O点处合磁感应强度将变为
B2=Bx2+By2=B2+2cosθ
结合已知条件
B2B1=2+22
可得
B2+2cosθ2B=2+22
解得
θ=45°
故选B。
8、如图所示，两个环形导线内通有大小恒定的电流I1、I2，I1方向如图所示。两环形导线的圆心分别为O1、O2，在两圆心连线上有a、b、c三点，O1a=O1b=O2b=O2c。已知b点的磁感应强度为0，则下列判断正确的是（  ）

A．I1和I2方向相同B．I1<I2
C．c点的磁感应强度方向一定向右D．a点的磁感应强度方向一定向右
答案：D
AB．由题意，根据安培定则以及对称性可知I1和I2大小相同、方向相反，故AB错误；
CD．根据对称性可知，电流I1在a、b两点产生的磁感应强度大小相等，均设为B1，且方向均向右，在c点产生的磁感应强度大小设为B1′，方向向右；电流I2在b、c两点产生的磁感应强度大小相等，均设为B2，且方向均向左，在a点产生的磁感应强度大小设为B2′，方向向左，如图所示

由于b点磁感应强度为零，所以
B1=B2
比较各点到相应导线的距离可知
B1>B'1
B2>B'2
若取向右为正方向，则
Ba=B1-B'2>0
Bb=B'1-B2<0
所以c点的的磁感应强度方向一定向左，a点的磁感应强度方向一定向右，故C错误，D正确。
故选D。
9、关于电磁场和电磁波的说法正确是（　　）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电场
B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动
答案：B
A．变化的电场和变化的磁场相互联系，他们统称为电磁场，故A错误；
B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波，选项B正确；
C．在变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，选项C错误；
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，但声波是机械波，它们是不同种性质的波动，选项D错误。
故选B。
10、磁感应强度的单位用国际单位制中基本单位表示的是：（　　）
A．特斯拉B．牛/安·米C．韦伯/米2D．千克/安·秒2
答案：D
磁感应强度为
B=FIL
磁感应强度单位为T，则
1T=1NA.m=1kg.m/s2A.m=1kgA.s2
ABC错误，D正确。
故选D。
11、下列说法正确的是（　　）
A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C．原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子，且吸收光子的能量等于前后两个能级之差
D．由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的光谱只有一些分立的亮线
答案：D
原子的能量是量子化的，原子从高能级会自发地向低能级跃迁，向外放出光子，光子的能量
hν=E初-E末
由于能级的分立性，放出的光子的能量也是分立的。
故选D。
12、已知通电圆环中心处磁感应强度大小与电流成正比，与半径成反比。两个载流线圈（小半圆关于虚线ab对称）中的电流相同，关于O1、O2处的磁感应强度的说法正确的是（  ）

A．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且BO1<BO2
B．O1、O2处均垂直纸面向里，并且BO1<BO2
C．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且BO1=BO2
D．O1、O2处均垂直纸面向里，并且BO1=BO2
答案：A
设大圆在O点的磁感应强度大小为B大，小圆在O点的磁感应强度大小为B小，根据叠加原理和安培定则
BO1=B小-B大
O1磁感应强度方向向外
BO2=B小+B大
O2磁感应强度方向向里
所以
BO1<BO2
综上所述，A正确，BCD错误。
故选A。
13、如图所示，两半径相同的通电圆环导线互相垂直地竖直放置，圆心都在O点，通过的电流方向如图，电流大小都为I，其中直径AB恰好沿东西方向，则关于圆心O点的磁感应强度B的方向说法正确的是（  ）

A．水平面内朝东偏北45°方向B．水平面内朝东偏南45°方向
C．与正东成45°斜向下方向D．与正南成45°斜向下方向
答案：B
根据安培定则可知，平面内通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，即水平向南，大小为B0，垂直平面内的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向水平向东，大小为B0，两者相互垂直，根据平行四边形定则进行合成得知，O处的磁感应强度大小为
B=2B0
方向即为，水平面内朝东偏南45°方向。
故选B。
14、如果要用国际单位制中的基本单位表示磁通量的单位，下列表示正确的是（    ）
A．T⋅m2B．V⋅sC．kg⋅m2⋅A-1⋅s-2D．N⋅m⋅A-1⋅s-1
答案：C
根据
Φ=BS
B=FIl
及
F=ma
由这两个公式可得
1kg⋅m⋅s-2⋅m2A⋅m=1kg⋅m2A⋅s2=1kg⋅m2⋅A-1⋅s-2
知磁通量的单位为kg⋅m2⋅A-1⋅s-2。
故选C。
15、1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B=kIr，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为x0，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知I1>I2。规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0～x0区间内磁感强度B随x变化的图线可能是图中的（  ）

A．B．C．D．
答案：A
由安培定则可知，左侧导线中的电流在该导线右侧产生的磁场的方向向里，而右侧导线中的电流在该导线左侧产生的磁场的方向向外，故在0∼x0区间内磁场方向先为正后为负。根据通电长直导线周围某点磁感应强度
B=kIr
和
I1>I2
可知，在x02的位置磁场方向为正方向，故A正确，BCD错误。
故选A。
多选题
16、如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是（　　）

A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动（小于90°）
C．以ad边为轴转动（小于60°）
D．以bc边为轴转动（小于60°）
答案：ABC
产生该应电流的条件：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路产生感应电流。
A．将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc边做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中产生感应电流，A正确；
B．当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边右半段在做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，B正确；
C．当线框以ab边为轴转动（小于60°），穿过线框的磁通量减少，所以在转动过程中产生感应电流，C正确；
D．当线框以bc边为轴转动时，如果转动角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变（其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积），D错误。
故选ABC。
17、如图所示，某空间有一竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，两条平行通电长直导线M和N，固定在某水平面上，电流方向如图。与M和N平行的电流元（不计重力）放在位置P，恰好平衡。图中为垂直导线的截面图，已知电流磁场的磁感应强度与到导线的距离成反比，PMN构成边长为L的正三角形。则下列判断正确的是（  ）

A．通电金属直导线M在P的磁感应强度大小为33B
B．P的正下方32L处的合磁感应强度为3B
C．电流元P的电流方向一定垂直纸面向外
D．P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零
答案：BD
A．因为与M和N相互平行的电流元放在位置P，恰好平衡，说明匀强磁场与通电金属直导线M和N的合磁感应强度为零，根据安培定则，判断P位置的磁场，可知通电金属直导线M在P的磁感应强度为B，故A错误；
B．P的正下方32L处，即MN中间，已知电流磁场的磁感应强度与到导线的距离成反比，所以P的正下方32L处的合磁感应强度大小为
B合=4B-B=3B
故B正确；
C．电流元的电流方向不一定垂直纸面向外，故C错误；
D．根据对称，P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零，故D正确。
故选BD。
18、如图所示，棱长为L的正方体的上、下底面的每条棱上均固定有长直导线，导线间彼此绝缘且通过导线的电流大小均为I0。已知通有电流为I的长直导线在距离d处产生的磁感应强度大小为B=kId。正方体中心磁感应强度的大小可能是（   ）

A．4kI0LB．0C．22kI0LD．26kI0L
答案：BCD
以垂直ABFE面的四根导线为例，导线电流方向改变时对应的ABFE面中心合磁感应强度大小总共有三种，分别是0、22kI0L和4kI0L，若只考虑垂直某面的四根导线在该面中心产生的磁场，当ABFE面中心磁场沿EB方向、BCHF面中心磁场沿BH方向，大小均为22kI0L时，二者夹角为120°，正方体中心处的磁感应强度大小为22kI0L；当ABFE面中心磁场沿BE方向、BCHF中心磁场沿BH方向，大小均为22kI0L时，二者夹角为60°，正方体中心处的磁感应强度大小26kI0L；当ABFE面中心磁场方向沿EF方向，BCHF面中心磁场方向沿BC方向，大小均为4kI0L时，二者夹角为90°，正方体中心处的磁感应强度大小42kI0L；当ABFE面中心磁场方向沿EF方向、大小为4kI0L,BCHF面中心磁场方向沿BH方向、大小为22kI0L时，二者夹角为90°，正方体中心处的磁感应强度大小为26kI0L。故正方体中心的磁感应强度大小可能为0、22kI0L、42kI0L和26kI0L。
故选BCD。
19、用如图所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）

A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转
B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转
C．保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转
D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转
答案：AC
A．由题图可知，磁铁N极插入线圈时，原磁场方向向下，原磁通量增大，感应电流磁场向上，感应电流由负接线柱流入电流表，指针发生偏转，A正确；
B．当把磁铁S极从线圈中拔出时，原磁场方向向上，原磁通量减小，则感应电流磁场向上，感应电流由负接线柱流入电流表，指针发生偏转，B错误；
C．同理，保持磁铁在线圈中相对静止时，那么穿过线圈的磁通量不变，则电流表指针不发生偏转，C正确；
D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动时，那么穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转，D错误。
故选AC。
20、关于磁场，下列说法正确的是（　　）
A．磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用
B．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态
C．磁场看不见、摸不着，实际不存在，是人们假想出来的一种物质
D．磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无
答案：AB
A．磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用，选项A正确；
BCD．磁场虽然看不见、摸不着，但磁场是客观存在的一种特殊的物质形态，不依赖人的思想而存在，选项B正确，CD错误。
故选AB。
21、如图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的线圈S₁、S₂和S₃，穿过S₁、S₂和S₃的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3，下列判断正确的是（  ）

A．Φ1最大B．Φ2最大C．Φ3最大D．Φ1<Φ2<Φ3
答案：CD
当线圈面积垂直于磁场方向时，根据
Φ=BS
由于三个线圈的面积相等，S₃所处的磁感线最密集，磁感应强度最大，则磁通量Φ3最大，S₁所在处的磁感线最稀疏，磁感应强度最小，则磁通量Φ1最小，故有
Φ1<Φ2<Φ3
故选CD。
22、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（  ）

A．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球赤道上方的小磁针的N极在静止时指向地理南极
D．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
答案：BD
A．由于地磁场的磁场方向沿磁感线的切线方向，由题图可知，只有地球赤道处的地磁场方向与地面平行，故A错误；
B．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故B正确；
C．地磁北极在地理南极附近，地球赤道上方的小磁针的N极在静止时不指向地理南极，故C错误；
D．地理南、北极与地磁场的南、北极存在一个夹角，这个角为磁偏角，所以两者不重合，故D正确。
故选BD。
23、在我国南海上有一浮桶式灯塔，其结构如图所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中阴影部分），其内部为产生磁场的磁体，磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，线圈与塔灯相连，下列说法正确的是（  ）

A．该装置的工作原理是电磁感应现象B．当海面无波浪时，该灯塔能够发光
C．当海面有波浪时，该灯塔无法发光D．圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等
答案：AD
A．圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，回路产生感应电流，该装置的工作原理是电磁感应现象，A正确；
B．当海面无波浪时，线圈没有相对磁体上下运动，则线圈没有切割磁感线，所以该灯塔无法发光，B错误；
C．当线圈上下运动时，线圈切割磁感线，所以回路中有感应电流，可以发光，C错误；
D．根据对称性可知，圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等，D正确。
故选AD。
24、公式：①E=Fq，②E=kQr2，③φ=Epq，④WAB=qUAB，⑤E=Ud， ⑥B=FIL。关于以上公式下列说法正确的是（  ）
A．①③④适用任何静电场，②适用点电荷电场，⑤只适用匀强电场定量计算
B．E由F和q决定，φ由Ep和q决定，UAB由WAB和q决定
C．B与F成正比，与IL成反比
D．Ep由φ和q决定，WAB和q有关
答案：AD
A．①③④适用任何静电场，②适用点电荷电场，⑤只适用匀强电场定量计算，选项A正确；
B．E由电场本身决定，与F和q无关；φ由电场本身决定，与Ep和q无关；UAB由电场本身决定，与WAB和q无关，选项B错误；
C．磁感应强度B由磁场本身决定，与F和IL无关，选项C错误；
D．电势能Ep由φ和q决定，电场力做功WAB和UAB和q有关，选项D正确。
故选AD。
25、下列说法正确的是（　　）
A．普朗克提出能量子的概念
B．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
D．变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场
答案：ACD
A．普朗克为了解释黑体辐射，提出能量子的概念，故A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了该预言，故B错误；
C．电磁波是一种特殊的物质，可以在真空中传播，故C正确；
D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，故D正确。
故选ACD。
填空题
26、电磁场：变化的____和变化的____交替产生，形成不可分割的统一体，称为___。
答案：     电场     磁场     电磁场
[1][2][3]电磁场：变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
27、手机是人们生活中普遍使用的通信工具，它是利用________（选填“电磁波”或“超声波”）进行通信的。
答案：电磁波
[1]手机是利用电磁波进行通信的。
28、安培定则
（1）直线电流的磁场
安培定则：如图所示，用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，___________所指的方向就是磁感线环绕的方向。
直线电流周围的磁感线环绕情况如图所示。

（2）环形电流的磁场
安培定则：如图所示，让右手___________与环形电流的方向一致，___________的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。

（3）通电螺线管的磁场
安培定则：如图所示，右手握住螺线管，让弯曲的四指与___________一致，伸直的拇指所指的方向就是___________上磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向。

答案：     四指     四指     大拇指     电流方向     螺线管轴线
（1）[1] 直线电流的磁场，安培定则：如图所示，用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
（2）[2][3]环形电流的磁场，安培定则：如图所示，让右手四指与环形电流的方向一致，大拇指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。
（3）[4][5]通电螺线管的磁场，安培定则：如图所示，右手握住螺线管，让弯曲的四指与电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向。
29、磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，则穿过线圈平面的磁通量为__________；若按图示方向将abcd绕ad轴转至与磁场方向垂直的虚线位置，则穿过线圈平面的磁通量变化量为__________。 

答案：     BScosθ     BS1-cosθ##BS－BScosθ
[1]开始时穿过线圈平面的磁通量为
Φ1=BScosθ
[2]当线圈平面转至与磁场方向垂直的虚线位置时，穿过线圈平面的磁通量为
Φ2=BS
穿过线圈平面的磁通量变化量为
ΔΦ=Φ2-Φ1=BS1-cosθ
30、划时代的发现
（1）丹麦物理学家___________发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为___________，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系。
（2）英国物理学家___________发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为___________，产生的电流叫作___________
答案：     奥斯特     电流的磁效应     法拉第     电磁感应现象     感应电流
（1）[1][2]丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系。
（2）[3][4][5]英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应现象，产生的电流叫作感应电流；

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