通用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知识点总结全面整理.docx

通用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知识点总结全面整理

1

单选题
1、下列关于磁场的说法，正确的是（　　）
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B．磁体与磁体之间是直接发生作用的
C．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场
答案：A
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质，选项A正确；
B．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的，选项B错误；
C．磁场是客观存在的物质，不是为了解释磁极间相互作用而人为规定的，选项C错误；
D．磁体和电流都能产生磁场，选项D错误。
故选A。
2、如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（  ）

A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B．IC卡是通过X射线工作的
C．读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能
答案：D
A．读卡机发射的电磁波能在真空中传播，选项A错误；
B．IC卡工作肯定不是依靠X射线，X射线的辐射能量比较大，长时间接触对人体有害，选项B错误；
C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内仍会产生感应电流，只不过不能产生电谐振，从而不能产生较大的感应电流，选项C错误；
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能，选项D正确。
故选D。
3、关于磁场，下列说法正确的是（　　）
A．磁场是一种为研究物理问题而假想的物质
B．所有磁场都是电流产生的
C．磁场只有强弱没有方向
D．地球是一个磁体
答案：D
A．磁场看不见，摸不着，但却真实存在，故A错误；
B．磁体也能产生磁场，故B错误；
C．磁场不仅有强弱，而且也有方向，故C错误；
D．地球周围存在地磁场，故地球是一个磁体，故D正确。
故选D。
4、某实验装置如图1所示，在铁芯P上绕着两个线圈A、B，现给线圈A分别接图2所示的电流，则在t1至t2时间内，与线圈B所接电流表没有示数的是（  ）

A．B．
C．D．
答案：A
A．在t1至t2时间内，线圈A中电流不变，形成的磁场恒定，穿过线圈B的磁通量不变，没有产生感应电流，所接电流表没有示数，A正确；
BCD．B、C、D选项中，在t1至t2时间内，线圈A中电流均发生变化，形成的磁场均发生变化，穿过线圈B的磁通量均发生变化，线圈B中均会产生感应电流，故所接电流表均有示数，BCD错误。
故选A。
5、电视机是常见的家用电器，电视机在换台时，电视机遥控板发射的是（　　）
A．电流B．电子C．声波D．电磁波
答案：D
电视机在换台时，电视机遥控板发射的是电磁波（具体而言是红外线）。故选D。
6、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（  ）

A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
答案：C
根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向，如图，再根据左手定则判断电流受安培力方向，如左图；根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方，如右图，选取磁铁为研究的对象，磁铁始终静止，根据平衡条件，可以知道通电后支持力变大，静摩擦力变大，方向向左。 
故选C。

7、奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的关系。下列各图中能正确反映直导线周围的磁感线分布的是（　　）
A．B．
C．D．
答案：D
根据安培定则可知，当电流方向向外时，所形成的磁场方向为逆时针方向闭合的曲线。
故选D。
8、如图所示，金属圆环放在绝缘水平面上，通有沿逆时针（俯视看）方向的恒定电流I1，带有绝缘外皮的长直导线放在圆环上，圆环的圆心在直导线上，直导线中通有向右的恒定电流I2，圆环圆心的正上方的P点的磁感应强度大小为B，此时直导线电流在P点处产生磁场的磁感应强度大小为33B；若将直导线中的电流减为零，则P点的磁感应强度大小为（  ）

A．13BB．23BC．33BD．63B
答案：D
设圆环中电流在P点产生的磁场磁感应强度大小为B1，直导线中电流为I2时在P点产生的磁场磁感应强度大小为B2，根据安培定则可知，两个磁场的磁感应强度垂直，根据题意有
B12+B22=B
解得
B1=63B
故ABC错误，D正确。
故选D。
9、如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（　　）

A．线圈不动，磁铁插入线圈时
B．磁铁插在线圈内不动
C．线圈不动，磁铁拔出线圈时
D．磁铁和线圈相对移动时
答案：B
ACD．只要是线圈中的磁通量发生变化，回路中就会由感应电流，指针便会偏转。在线圈不动磁铁插入拔出过程中、磁铁和线圈相对移动的过程中磁通量均发生变化，都有感应电流产生，则电流表指针都能发生偏转，故ACD错误；
B．磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，电流表指针不发生偏转，故B正确。
故选B。
10、如图所示为一边长为d的正方体，在FE、ND两边放置足够长直导线，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中C、O两点处的磁感应强度大小分别为（  ）

A．2B、0B．2B、2B
C．0、2BD．2B、2B
答案：D
根据右手螺旋定则，放置在FE边的电流在C点产生的磁场大小为B、方向沿CM，放置在ND边的电流在C点产生的磁场大小为B、方向沿FC，故C点处的磁感应强度大小为2B；放置在FE边的电流在O点产生的磁场大小为B、方向沿NO，放置在ND边的电流在C点产生的磁场大小为B、方向沿OP，故O点处的磁感应强度大小为2B。
故选D。
11、电磁波在真空中传播的速度是3.00×108 m/s，有一个广播电台的频率f=90.0 MHz，这个台发射的电磁波的波长λ为（  ）
A．2.70 mB．333 mC．270 mD．3.33 m
答案：D
电磁波的传播速度是光速，频率波长速度的关系是
c=λf
所以
λ=cf=3×10890×106m=3.33m
故选D。
12、为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现横梁绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（  ）

A．若其他条件相同，磁铁接近A环越快，A环中产生的感应电动势就越大
B．若其他条件相同，而将磁铁的N极接近B环，则横梁将绕支点沿逆时针（俯视）方向转动
C．无论磁铁靠近A环或B环，相应环中都有焦耳热产生
D．若磁铁N极靠近A环，沿磁铁运动方向观察，A环会有沿环顺时针方向的感应电流
答案：A
A．A环闭合，磁铁接近A环越快，A环中磁通量的变化率越大，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势越大，故A正确；
B．B环不闭合，磁铁接近B环时，环内不产生感应电流，因此B环不受磁场的作用力，横杆不转动，故B错误；
C．磁铁靠近A环时，在A环内会产生感应电流，从而产生焦耳热，当磁铁靠近B环时，会产生感应电动势，但不会形成感应电流，不会产生焦耳热，故C错误；
D．磁铁N极靠近A环时，A环垂直于纸面向里的磁通量增大，所以A环中感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，A环中会产生逆时针方向的感应电流，故D错误。
故选A。
13、如图所示，竖直长直导线通以恒定电流I，闭合线圈abcd与直导线在同一平面内，导致圈内磁通量发生变化的线圈运动是（  ）

A．水平向右平移B．竖直向下平移
C．竖直向上平移D．以竖直长直导线为轴转动
答案：A
A．竖直长直导线通以恒定电流I，会以导线为中心形成环形磁场，离导线越远，磁感应强度越小，若水平向右平移，磁通量变小，故A正确；
BC．由上述分析可知，若线圈竖直向上或向下平移，磁感应强度不变，磁通量大小也不变，故BC错误；
D．由上述分析可知，若以竖直长直导线为轴转动，磁感应强度不变，磁通量大小也不变，故D错误。
故选A。
14、将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是（  ）
A．水平向左移动B．水平向右移动
C．绕虚线轴转动D．竖直向下移动
答案：C
ABD．由图可知，图中穿过线圈的磁通量始终为零，虽然线框相对于磁场有运动，但不产生感应电动势，故ABD错误；
C．由图，当C图中的线框在磁场中转动时，线框内的磁通量不断变化，能产生感应电动势，故C正确。
故选C。
15、如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有图示电流时，小磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是（　　）

A．麦克斯韦，小磁针的N极垂直纸面向里转动
B．开普勒，小磁针的S极垂直纸面向里转动
C．牛顿，小磁针静止不动
D．奥斯特，小磁针的N极垂直纸面向里转动
答案：D
图中是奥斯特发现电流的磁效应的实验装置，由右手螺旋定则可知导线在下方的磁场垂直纸面向里，小磁针的N极垂直纸面向里转动，故D正确，ABC错误。
故选D。
多选题
16、安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（    ）

测量序号
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
1
0
21
-45
2
0
-20
-46
3
21
0
-45
4
-21
0
-45
A．测量地点位于北半球B．当地的地磁场大小约为50μT
C．第2次测量时y轴正向指向西方D．第3次测量时y轴正向指向东方
答案：AB
A．由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则测量地点应位于北半球，故A正确；
B．磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为
B=Bx2+Bz2=By2+Bz2
计算得
B ≈ 50μT
故B正确；
CD．由选项A可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，则第2次测量，测量By<0，故y轴指向南方，第3次测量Bx>0，故x轴指向北方而y轴则指向西方，故CD错误。
故选AB。
17、以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是（　　）
A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
答案：BC
A．物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，故A错误；
B．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，则辐射强度的极大值也就越大。当铁块呈现黑色时，是由于它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，故B正确；
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，故C正确。
D．太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是由于大气吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，故D错误。
故选BC。
18、某学校操场上有如图所示的运动器械，两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上。静止时ab水平且沿东西方向。已知当地的地磁场方向自南向北斜向下与竖直方向成45°。现让ab随链条荡起来，与竖直方向最大偏角为45°，则下列说法正确的是 （  ）

A．当ab棒自南向北经过最低点时，回路中无感应电流
B．当链条与竖直方向成45°时，回路中感应电流为零
C．当ab棒自南向北经过最低点时，回路中有感应电流
D．在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为机械能
答案：BC
AC．由于磁场斜向下与竖直方向成45°角，在最低点时ab棒的速度水平向北，ab棒切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，所以回路中有感应电流，故A错误、C正确；
B．链条跟竖直方向夹角为45°角时，链条的运动速度为0，不切割磁感线，感应电流为0，故B正确；
D．在ab棒运动的过程中，不断有机械能转化为电能，故D错误。
故选BC。
19、以下关于波的认识，哪些是正确的（　　）
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的折射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷达的工作原理是利用波的折射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
答案：BD
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理，选项A错误；
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的，选项B正确；
C．雷达的工作原理是利用波的反射，选项C错误；
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，选项D正确。
故选BD。
20、下列选项正确的是（     ）
A．开普勒在哥白尼观测数据的基础上发现了开普勒三大定律
B．法拉第对实验资料严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律
C．库仑通过扭秤实验验证了电荷之间的作用力与万有引力相似
D．丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使它周围的小磁针发生偏转
答案：CD
A．开普勒在第谷观测数据的基础上发现了开普勒三大定律，故A错误；
B．法拉第发现了电磁感应现象，但是韦伯和纽曼发现了电磁感应定律，故B错误；
C．库仑猜想到电荷之间的作用力与万有引力具有相似性，并通过扭秤实验验证了这一猜想，故C正确；
D．丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使它周围的小磁针发生偏转，即发现了电流的磁效应，故D正确。
故选CD。
21、法拉第为描述场的性质而提出场线的假设。如图是场线中的一部分，点A、P、Q处于中央同一直线上，P、Q关于中垂线对称，以下判断正确的是（  ）

A．可能是两个同种电荷产生的电场线
B．可能是条形磁铁产生磁场的磁感线
C．无论电场还是磁场，A、P处场的方向相反
D．无论电场还是磁场，P、Q处强度、方向相同
答案：BD
AB．根据电场线与磁感线的共性，可知这既可能是两个等量异种电荷产生的电场线（左正右负），也可能是条形磁铁（或通电螺线管）产生磁场的磁感线（左N右S），故A错误，B正确；
CD．若是电场，点A、P的电场方向相反（A向左P向右），若是磁场，点A、P的磁场方向相同（都向左），无论电场还是磁场，点P、Q的强度及方向都相同，故C错误，D正确。
故选BD。
22、关于磁感线，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极
C．磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场D．同一磁场的两条磁感线不可能相交
答案：AD
A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线上任意一点的切线方向表示磁场的方向，疏密表示强弱，故A正确；
B．在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，是闭合的曲线，故B错误；
C．电流和磁铁都能产生磁场，故C错误；
D．因为同一点的磁场方向是确定的，所以同一磁场的两条磁感线不可能相交，故D正确。
故选AD。
23、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B1、B2和B3，下列说法正确的是（  ）

A．B1=B2=B3
B．B1>B2=B3
C．a、b、c处磁场方向均垂直于纸面向里
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
答案：BC
由题意可知，a点：离a点最近的两根导线产生的磁场方向相同，都垂直纸面向里，离a点最远的导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，叠加后的磁场向里。b点：离b点最近的两根导线产生的磁场方向相反，所以b磁感应强度等于离b点最远的通电导线在此处产生的磁场，方向垂直纸面向里，而c点与b点有相同的情况，有两根相互抵消，则由第三根产生磁场，方向也垂直纸面向里，所以a点的磁场最强，b点和c点的磁场相等。
故选BC。
24、某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是（  ）

A．线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流
B．线圈A从线圈B中拔出过程中，有感应电流
C．线圈A停在线圈B中，有感应电流
D．线圈A拔出线圈B的过程中，无感应电流
答案：AB
线圈A中有电流通过，电流周围会产生磁场，线圈A插入和拔出线圈B的过程中，穿过线圈B的磁通量会变化，从而产生感应电流，线圈A不动则没有感应电流产生。
故选AB。
25、对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是（　　）
A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收
B．辐射和吸收的能量是某一特定值的整数倍
C．吸收的能量可以是连续的
D．辐射和吸收的能量是量子化的
答案：ABD
根据普朗克能量量子化理论可知振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的，故AB正确，C错误。
故选ABD。
填空题
26、匀强磁场：
（1）特点：磁场中各个点的磁感应强度大小_______、方向_______。
（2）匀强磁场的磁感线：用一些间隔_______的_______直线表示。
答案：     相等     相同     相等     平行
（1）[1][2]匀强磁场中各个点的磁感应强度大小相等、方向相同。
（2）[3][4]匀强磁场的磁感线：用一些间隔相等的平行直线表示。
27、磁感线
（1）定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的______方向都跟这一点的磁场方向一致，这样的曲线叫作磁感线。
（2）特点：
①磁感线的______表示磁场的强弱。
②磁感线上某点的______表示该点磁感应强度的方向。
（3）方向：在磁体外部为从______极到______极，磁体内部为从S极到N极。
（4）物理意义：用来形象描述磁场的假想线，实际上______。
答案：     切线     疏密程度     切线方向     N     S     并不存在
磁感线
（1）[1]定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这一点的磁场方向一致，这样的曲线叫作磁感线。
（2）[2][3]特点：①磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
②磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。
（3）[4][5]方向：在磁体外部为从 N极到S极，磁体内部为从S极到N极。
（4）[6]物理意义：用来形象描述磁场的假想线，实际上并不存在。
28、如图所示，一个直径为20cm的圆形闭合线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=2×10-2T，则通过线圈的磁通量为_____________Wb。现将线圈绕直径MN转过90°，则此时穿过线圈的磁通量为_____________Wb。

答案：     2π×10-4     0
[1]根据
Φ=BSsinθ
有
Φ=BSsinθ=B⋅π⋅(d2)2=2×10-2×π×(0.1)2Wb=2π×10-4Wb
[2]线圈绕直径转过90°后，线圈与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0。
29、在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，半径为 R 的半球形球壳如图（a）放置，穿过它的磁通量为_______；面积为 S 的矩形线框在该磁场中的初始位置如图（b）中实线所示，线框绕 O 轴逆时针转动到与磁场垂直的虚线位置，这一过程中穿过线框的磁通量的变化量大小为______。

答案：     B⋅πR2     BScosθ+1
[1]根据磁通量的公式，可得穿过半球形球壳的磁通量为
Φ1=BS=B⋅πR2
[2]根据磁通量的公式，取此时磁感线穿过的面的磁通量为正，没有转动前，通过线框的磁通量为
Φ2=BS有效=BScosθ
由于转动后，磁感线从另一面穿过，则此时磁通量为负，即有
Φ3=-BS有效=-BS
这一过程中穿过线框的磁通量的变化量大小为
ΔΦ=Φ3-Φ2=BS(cosθ+1)
30、（1）2019年6月，工信部正式向中国移动、中国电信、中国联通和中国广电4家公司发放5G正式商用牌照，这标志着我国正式进入了5G商用元年。据悉此次中国电信和中国联通获得3500 MHz频段试验频率使用许可，该频段的波长约为________mm。
（2）在收音机接收中波段时其LC振荡电路的电感L是固定的，当可变电容器电容为C1＝270pF时可接收频率为535kHz的电磁波，当可变电容器的电容为C2时可接收频率为1605kHz的电磁波，则可变电容器的电容C2＝________ pF。
答案：     85.7     30
（1）[1]根据公式，可得该频段的波长为
λ=cf=3×1083500×106m＝0.0857m＝85.7mm
（2）[2]当收音机的LC振荡电路的频率等于电磁波的频率时，收音机就能接收该频率的电磁波。根据LC振荡电路频率公式
f=12πLC
电感L是固定的，故有
f1f2=C2C1
所以
C1C2=f22f12=1605kHz2535kHz2=91
由题意
C1＝270 pF
可解得
C2＝30 pF

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