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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基本知识过关训练

1

单选题
1、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。
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、我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，如图所示。在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线正下方5cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量为5.0×10-5T，直导线通电后罗盘指针停在北偏西30°的位置，由此测出该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度大小为（  ）

A．533×10-5TB．33×10-4TC．3×10-5TD．1.0×10-4T
答案：A
由题意可知，该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度与地磁场的水平分量合成后的合磁场方向沿北偏西30°，则直导线产生的磁场大小为
B=B地水平tan30∘=5.0×10-5×33T=533×10-5T
故选A。
5、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。
6、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。
7、下列说法正确的是（　　）
A．只有温度高的物体才会有热辐射
B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量
C．黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以反射电磁波
D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关
答案：D
A．任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越高辐射的能力越强，故A错误；
BC．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，故BC错误；
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与构成黑体的材料、形状无关，而一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关，故D正确。
故选D。
8、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。
9、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。
10、如图，水平桌面上平放一矩形导线框abcd，O为线框中心。匀强磁场竖直向上，下列操作可使线框中产生感应电流的是（  ）

A．线框水平向右平动
B．线框竖直向上平动
C．线框绕过O点的竖直轴转动
D．线框以ab为轴转动
答案：D
ABC.线框向右平动、竖直向上平动、绕过O点的竖直轴转动时，穿过线框的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故ABC错误；
D.线框以ab为轴转动时，穿过线框的磁通量发生变化，线框中产生感应电流，故D正确。
故选D。
11、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。
12、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。
13、如图所示，在yOz平面的环形金属线圈以坐标系原点O为中心，xOy平面为水平面，地球磁场指向+y方向。位于原点O处的小磁针，可绕 z 轴在xOy平面内自由转动，环形线圈中的电流为16A时，磁针与+x 轴的夹角为37°。已知环形电流环心处的磁感应强度与环形电流强度成正比，则为使磁针与+x 轴的夹角变为53°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，环形线圈中的电流应该调整为（  ）

A．3AB．9AC．12AD．16A
答案：B
根据题意可知
Bx1=Bycot37°
Bx2=Bycot53°
解得
Bx2Bx1=916
即
I2I1=916
I2=9A
故选B。
14、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。
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、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。
17、下列说法正确的是（　　）
A．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的
B．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光
D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去
E．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化电场
答案：BCD
A．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，故A错误；
B．增透膜利用薄膜前后两表面反射来的两列光波其路程差恰好等于半波长的奇数倍，两列波便产生相消干涉，振动减弱，是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度。故B正确；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光，故C正确；
D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，根据
c=λf
光速不变，则频率变小，由多普勒效应可知，当频率变小时，则两者间距增大，可以判断该星球正在离我们远去，故D正确；
E．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生磁场，但不一定是变化的磁场，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场；同理变化的磁场周围产生的电场不一定是变化的，也可能是恒定的，故E错误。
故选BCD。
18、如图所示，线圈abcd水平向右穿过匀强磁场区域B时，下列说法正确的是（  ）

A．进入匀强磁场区域过程中，线圈abcd有感应电流产生
B．在匀强磁场中匀速运动时，线圈abcd没有感应电流产生
C．在匀强磁场中加速运动时，线圈abcd有感应电流产生
D．离开匀强磁场区域的过程中，线圈abcd没有感应电流产生
答案：AB
A．进入匀强磁场过程中，穿过线圈abcd的磁通量增加，所以线圈abcd有感应电流产生，故A正确；
BC．在匀强磁场中运动时，穿过线圈abcd的磁通量不变，所以线圈abcd没有感应电流产生，则线圈abcd不受安培力，做匀速运动，故B正确，C错误；
D．离开匀强磁场区域的过程中，穿过线圈abcd的磁通量减少，线圈abcd有感应电流产生，故D错误。
故选AB。
19、以下关于机械波与电磁波的说法中，错误的是（　　）
A．机械波与电磁波本质上是一致的
B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关
C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
D．只有机械波中的声波才会发生多普勒效应
答案：AD
A．机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场或磁场产生，二者的本质不同，A错误；
B．机械波是能量波，传播需要介质，波速由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定，B正确；
C．机械波有横波也有纵波，而电磁波一定是横波，C正确；
D．只要是波就能发生多普勒效应，D错误；
故选AD。
20、如图所示，三根直导线A、B和C垂直纸面并固定于等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线均通有方向垂直纸面向里的电流I时，AC的中点O处磁感应强度的大小为B0，若使其中一根导线中的电流反向、其他条件不变，则O点处磁感应强度大小可能是（   ）

A．B0B．2B0C．2B0D．5B0
答案：AD
由题意及右手螺旋定则可知，导线A与导线C在O点所产生的磁感应强度之和为0，有题意可得，导线B在O点所产生的磁感应强度为B0，方向由A指向C。由题意可得，若A或者C中电流反向，则A和C在O点产生的磁感应强度为2B0，方向垂直于AC，导线B产生的磁感应强度不变，由几何知识可得，O点处磁感应强度大小为
B=B02+2B02=5B0
若当导线B中电流反向时，导线A与导线C在O点所产生的磁感应强度之和仍为0，O点处磁感应强度大小为B0。
故选AD。
21、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。
22、如图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是（  ）
A．B．C．D．
答案：AC
根据磁感线特点可知，磁感线越密集的地方磁感应强度越大，故AC正确，BD错误。
故选AC。
23、关于磁场的相关概念，以下说法正确的是（   ）
A．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止
B．磁感应强度为零，则穿过线圈的磁通量必为零
C．磁感应强度由磁场本身决定，不随放入磁场中的通电导线的受力变化而变化
D．电流在磁场中某点所受磁场力为零，则该点的磁感应强度一定为零
答案：BC
A．磁感线是闭合曲线，磁铁外部由N极到S极，内部由S极到N极，A错误；
B．磁通量定义为通过某一横截面积的磁感线条数，则磁感应强度为零，磁通量为零，B正确；
C．磁感应强度由磁场本身的性质决定，与是否放入通电导线无关，C正确；
D．当电流与磁场方向平行时，磁场力为零，但磁感应强度不为零，D错误。
故选BC。
24、如图所示，通有恒定电流的正方形金属框固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线平放且固定在金属框上，长直导线上通有水平向右的恒定电流，此时正方形中心O处的磁感应强度大小为B，当直导线中的电流加倍，O处的磁感应强度方向不变，大小变为23B。若该直导线在导线外某点产生的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，则（  ）

A．金属框中的电流沿顺时针方向
B．金属框中的电流沿逆时针方向
C．撤去长直导线中电流，O点处的磁感应强度大小为43B
D．撤去长直导线中电流，O点处的磁感应强度大小为23B
答案：BC
AB．设原直线电流在O点产生的磁场磁感应强度大小为B1，金属框中电流在O点产生的磁场磁感应强度大小为B2，由题可知，B1、B2方向相反，且B1<B2，则
B2-B1=B
B2-2B1=23B
解得
B1=13B
B2=43B
由此可以判断，金属框中的电流沿逆时针方向，A项错误，B项正确；
CD．撤去长直导线中电流，O点处的磁感应强度大小为43B，C项正确，D项错误。
故选BC。
25、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。
填空题
26、将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关用导线连接实物图。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。若拔出铁芯，灵敏电流计指针______。（选填“向左偏”、“向右偏”“不动”）

答案：向右偏
[1]由题意可知当P向左加速滑动时，线圈A中的电流应越来越小，则其磁场减小。线圈B中产生的电流使指针向右偏转，故可知当B中的磁通量减小时，电流计指针向右偏，若拔出铁芯，穿过线圈B的磁通量减少，电流计指针向右偏。
27、热辐射的原因∶物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的____会产生变化的______，从而产生电磁____。
答案：     振动     电磁场     辐射
[1] [2] [3] 根据原理可知，热辐射的原因为物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的振动会产生变化的电磁场，从而产生电磁辐射。
28、原子光谱∶由于原子的_____是分立的，所以放出的光子的_____也是分立的，因此原子的_______只有一些分立的亮线。
答案：     能级     能量     发射光谱
[1] [2] [3]根据原子光谱的特征可知，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
29、如图所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中________电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中________电流产生。（均选填“有”或“无”）

答案：     有     无
[1][2] 如图所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。
30、某学习小组利用小磁针稳定后的方向来探究通电螺线管周围的磁场方向。

（1）通电螺线管正上方小磁针静止时所指的方向如图所示，则螺线管下方小磁针I指向左边的是_______（选填“N”或“S”）极，螺线管内部小磁针II指向左边的是_________（选填“N”或“S”）极。
（2）根据小磁针静止时所指的方向判断，下面四图中正确的是________
A． B． C． D．
答案：     S     N     A
（1）[1]观察通电螺线管正上方小磁针静止时所指的方向，根据异名磁极相互吸引，可知通电螺线管右端为S极，左端为N极，所以再根据异名磁极相互吸引螺线管下方小磁针I指向左边的是S极；
[2]因为通电螺线管内部磁场由S极指向N极，所以通电螺线管内部磁场从右向左，根据小磁针静止时N极所指的方向是该点的磁场方向，可知小磁针II指向左边的是N极；
（2）[3]先由右手螺旋定则可以判断出通电螺线管右侧为N极，左侧为S极，同理根据异名磁极相互吸引可得A正确。

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