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20xx年高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步(四十六)

1

单选题
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、下列现象中，能表明电和磁有联系的是（　　）
A．摩擦起电
B．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
C．带电体静止不动
D．两块磁铁相互吸引或排斥
答案：B
A．摩擦起电是电荷的转移，与磁无关，A错误；
B．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁能生电，B正确；
C．带电体静止不动，条件不足无法说明电和磁存在联系，C错误；
D．两块磁铁相互吸引或排斥，是磁体通过磁场相互作用，与电无关，D错误。
故选B。
9、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。
10、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。
多选题
11、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。
12、如图，线圈A通过滑动变阻器和开关S接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。下列情形中，线圈B中会产生感应电流的是（  ）

A．开关S闭合的瞬间
B．开关S断开的瞬间
C．开关S保持闭合，滑动变阻器的滑片不动
D．开关S保持闭合，移动滑动变阻器的滑片
答案：ABD
A．开关S闭合的瞬间，A中电流从无到有，B中磁通量增加，线圈B中会产生感应电流，故A正确；
B．开关S断开的瞬间，A中电流从有到无，B中磁通量减小，线圈B中会产生感应电流，故B正确；
C．开关S保持闭合，滑动变阻器的滑片不动，A中的电流不变，B中磁通量不变，线圈B中不会产生感应电流，故C错误；
D．开关S保持闭合，移动滑动变阻器的滑片，A中的电流变化，则A中磁场变化，B中磁通量变化，线圈B中会产生感应电流，故D正确。
故选ABD。
13、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。
14、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。
15、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。
16、如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向右，L2中的电流方向向上；L2的左侧有a、b两点，它们关于L1对称，且两点到L2的距离相等，则（  ）

A．L1中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度不同
B．L2中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度方向相反
C．a点的磁感应强度比b点的大
D．a、b点的磁感应强度大小相等
答案：AC
AB．根据安培定则可知，L1中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小相同、方向相反，L2中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小和方向均相同，故A正确，B错误；
CD．设L1中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小均为B1，L2中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小均为B2，规定垂直纸面向外为正方向，根据安培定则以及磁感应强度的叠加法则可知
Ba=B1+B2
Bb=B2-B1
所以
Ba>Bb
故C正确，D错误。
故选AC。
17、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。
18、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。
19、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。
20、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
21、上海的交通线路上使用“非接触式IC卡”，应用了电磁感应原理。电磁感应现象的最早发现者是____________，产生感应电流的条件是_______________________________。
答案：     法拉第     穿过闭合线圈的磁通量发生变化
[1][2]电磁感应现象的最早发现者是法拉第，产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化。
22、四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，O为正方形线框的中点。当强度为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为__________（选填：“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为__________。

答案：     垂直于纸面向外     0
[1]根据安培定则，当强度为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为垂直于纸面向外；
[2] 根据安培定则和矢量的叠加原理，整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为0。
23、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。
24、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。
25、奥斯特梦圆“电生磁”∶1820年，丹麦物理学家______发现了_____________。
答案：     奥斯特     电流的磁效应
[1][2]奥斯特梦圆“电生磁”∶1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。

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