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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重难点归纳

1

单选题
1、关于图所示的磁场，下列说法中正确的是（　　）

A．磁场方向与小磁针静止时南极指向一致
B．若知道磁感应强度B与线圈的面积S，则可求出穿过这个面积的磁通量
C．a、b两点在同一磁感线上位置不同，但它们的强弱相同
D．磁感线不能相交
答案：D
A．磁场方向与小磁针静止时北极指向一致，故A错误；
B．根据
Φ=BSsinθ
可知，还需要知道磁感应强度与线圈平面的夹角，故B错误；
C．磁感线疏密表示磁感应强度大小，故两点磁感应强度大小不同，故C错误；
D．任意一点的磁感应强度方向都是唯一确定的，磁感线切线方向表示磁感应强度方向，因此磁感线不能相交，故D正确。
故选D。
2、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。
3、关于电磁场理论，下列说法中正确的是（　　）
A．在电场的周围空间一定产生磁场
B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场
D．周期性变化的电场在周围空间产生周期性变化的磁场
答案：D
A．只有变化的电场才能产生磁场，同样，只有变化的磁场才能产生电场，故A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场周围只能产生稳定的磁场，故B错误；
C．变化的电场周围不一定产生变化的磁场，例如均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，故C错误；
D．根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围一定产生同频率的周期性变化的磁场，故D正确。
故选D。
4、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。
5、提出电磁场理论的科学家是（　　）
A．法拉第B．麦克斯韦C．赫兹D．安培
答案：B
提出电磁场理论的科学家是麦克斯韦。
故选B。
6、在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是（  ）

A．灯泡L1的电阻为10Ω
B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
C．灯泡L1消耗的电功率为0.75W
D．灯泡L2消耗的电功率为0.75W
答案：C
AC．当开关闭合后，灯泡L1两端的电压U1=3V，由题图乙读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻
R1=U1I1=12Ω
功率
P1=U1I1=0.75W
故A错误，C正确；
BD．灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由题图乙读出其电流I2=I3=0.20A，灯泡L2、L3的功率
P=1.5V×0.20A=0.30W
故BD错误。
故选C。
7、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。
8、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。
9、电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是（　　）
A．微波炉加热食物是利用了红外线的热作用
B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性
C．医院用X射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
D．利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量
答案：D
A．微波炉加热食物是利用微波进行加热的，A错误；
B．红外遥感技术是基于一切物体都在辐射红外线，用红外探测器接收物体发出的红外线，然后进行分析，从而得知被测物体的信息，B错误；
C．γ射线的穿透能力比X射线的强，C错误；
D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，从而进行灭菌消毒，D正确；
故选D。
10、下列说法中不正确的是（　　）
A．通过某面的磁感线条数为零，则此面处磁感应强度不一定为零
B．空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
C．平行放置的两条形磁铁间异名磁极间的磁场为匀强磁场
D．某处磁感应强度为零，则通过该处的某面的磁感线条数一定为零
答案：C
A．通过某面的磁感线条数为零，可能磁场方向与该面平行，则此面处磁感应强度不一定为零，故A正确，不符合题意；
B．磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是该处磁场的方向，故B正确，不符合题意；
C．两平行放置异名磁极间的磁场不是匀强磁场，近距离两异名磁极间的磁场可看成是匀强磁场，故C错误，符合题意；
D．磁感应强度为零，放在该处的某面就无磁感线穿过，故D正确，不符合题意。
故选C。
11、下列说法正确的是（　　）
A．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量G
B．牛顿提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
C．库仑发现了库仑定律并测出了电子的电量
D．赫兹发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件
答案：A
A．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量G，故A正确；
B．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，故B错误；
C．库仑发现了库仑定律，密立根测出的电子质量，故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件，故D错误。
故选A。
12、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。
13、管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化，将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（  ）

A．牛顿B．库仑C．洛伦兹D．法拉第
答案：D
由题意可知圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生出交变磁场时，就会在导体内部感应出电流，电流通过电阻要发热。该过程利用的原理是电磁感应现象，其发现者为法拉第，故D正确，ABC错误。
故选D。
14、我国是世界文明古国之一，在古代书籍中有许多关于物理现象的记载。明代的《三余赘笔》中记述了“吴绫为裳，暗室中力持曳，以手摩之良久，火星直出”。此处所描述的现象属于（    ）。
A．电磁屏蔽现象B．磁化现象C．静电现象D．摩擦生热现象
答案：C
“吴绫为裳，暗室中力持曳，以手摩之良久，火星直出”的意思是说用丝绸做成的衣服摩擦，在黑暗中会产生火星，此现象描述的是静电现象。
故选C。
15、在磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）

A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，且Ba＞Bb
B．同一电流元放在a处受力一定比放在b处受力大
C．电荷有可能仅在磁场作用下由a沿纸面运动到b
D．某正电荷在磁场和其他外力作用下从a到b，磁场对电荷做负功
答案：A
A．磁感线的疏密表示磁场的强弱，故a、b两处的磁感应强度的大小不等，且Ba＞Bb，故A正确；
B．电流元的受力与放置夹角有关，故无法比较电流元的受力情况，故B错误；
C．a、b不在磁感线上，若沿直线运动，则速度方向与磁场存在夹角，则一定受洛伦兹力，故不可能沿纸面由a到b点，故C错误；
D．磁场对电荷永不做功，故D错误。
故选A。
小提示：磁感线的疏密表示磁场的强弱；根据安培力的性质可明确安培力的大小情况；明确电荷在磁场中的受力情况，从而明确运动和做功情况。
多选题
16、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。
17、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。
18、假如月球车登月后要探测一下月球表面是否有磁场，应该怎样进行实验（  ）
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无
B．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，则判断月球表面有磁场
C．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，若电流表无示数，则判断月球表面无磁场
D．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零
答案：BD
A．直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场，故A错误；
B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，线圈中磁通量发生变化，说明月球表面有磁场，故B正确； 
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，当线圈运动方向与磁场方向平行时，线圈中也不产生感应电流，所以电流表无示数，不能判断月球表面有无磁场，故C错误；
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈分别以两个相互垂直的边为轴转动，若月球表面有磁场，则穿过线圈平面的磁通量总有一个方向会发生变化，电流表至少有一次示数不为零；若两个方向均不产生感应电流，故可以说明月球表面无磁场．故D正确。
故选BD。
19、如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流大小分别为I和2I，a、b间的距离为r。在与a、b共面的平面内再放入通电长直导线c后，使a、b，c所受磁场力都为零，已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比，与该点到通电长直导线的距离成反比，下列说法正确的是（  ）

A．c应放在a的左侧
B．c应放在a、b的正中间
C．c的电流方向应与a相同
D．c的电流大小应为2I
答案：AD
AB．根据右手螺旋定则和磁场叠加原理，a、b导线产生的磁场叠加后，合场强为零的位置应该在导线a的左侧，设该位置距离导线a为x，根据
B=kIr
可知
k2Ix+r=kIx
解得
x=r
即将导线c放到a的左侧，距a距离为r的位置，A正确，B错误；
CD．放入导线c后，导线c与导线b在导线a位置产生的合场强也为零，根据右手螺旋定则和磁场叠加原理可知，导线c的电流方向应与导线b大小和方向相同，C错误，D正确。
故选AD。
20、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。
21、对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是（　　）
A．微波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波
B．微波和声波一样都只能在介质中传播
C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
答案：ACD
A．微波是电磁波中按波长分类波长较小的一种，微波是指波长在10-3m到10m之间电磁波，故A正确；
B．微波是电磁波，电磁波既能在介质中传播也能在真空中传播，而声波是机械波，只能在介质中传播，故B错误；
C．黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的，而光是电磁波，所以黑体的热辐射实际上是电磁辐射故，C正确。
D．普朗克在研究黑体辐射的过程中提出了黑体辐射的能量是一份一份的，从而提出了能量子的假说，故D正确。
故选ACD。
22、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。
23、通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱（　　）
A．按光的频率顺序排列B．按光子的质量大小排列
C．按光的速度大小排列D．按光子的能量大小排列
答案：ACD
A.光谱是将光按波长展开排列的，而波长与频率相对应，故A正确；
BC.光子没有静止质量，各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同，故B错误，C正确；
D.由爱因斯坦的光子说可知光子能量与光子频率相对应，故D正确。
故选ACD。
24、关于试探电荷和电流元，下列说法正确的是（　　）
A．试探电荷在电场中一定受到电场力的作用，电场力与所带电荷量的比值定义为电场强度的大小
B．试探电荷所受电场力的方向与电场方向相同或相反
C．电流元在磁场中一定受到磁场力的作用，磁场力与该段通电导线的长度和电流乘积的比值定义为磁感应强度的大小
D．电流元在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向相同或相反
答案：AB
A．试探电荷在电场中一定受到电场力的作用，电场力与所带电荷量的比值定义为电场强度的大小，选项A正确；
B．正的试探电荷所受电场力的方向与电场方向相同，负的试探电荷所受电场力的方向与电场方向相反，选项B正确；
C．电流元与磁场方向不平行时在磁场中会受到磁场力的作用，电流元所受的最大的磁场力与该段通电导线的长度和电流乘积的比值定义为磁感应强度的大小，选项C错误；
D．电流元在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向垂直，选项D错误。
故选AB。
25、两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四个点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，若改变电流大小，导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（  ）

A．a点B．b点C．c点D．d点
答案：AB
A．根据右手螺旋定则，判断知两电流在a点产生的磁感应强度B的方向相反，若
I1<I2
且由于a点离I1近，故I1在a点产生的磁感应强度大小可能等于I2在a点产生的磁感应强度大小，则a点合磁感应强度可能为0，故A正确；
B．根据右手螺旋定则，判断知两电流在b点产生的磁感应强度B的方向相反，若
I1>I2
且由于I2离b点近，则两电流在b点产生的磁感应强度B可以大小相等，故b点的合磁感应强度可能为0，故B正确；
CD．根据右手螺旋定则，判断知两电流在c点与d点产生的磁感应强度B的方向不相反，故b，c两点的合磁感应强度不可能为0，故CD错误。
故选AB。
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、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)
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、普朗克理论∶
（1）借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按________的公式，与实验符合得非常好。
（2）普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“________”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一。
答案：     波长分布     能量连续变化
（1）[1]根据普朗克理论可知，借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好。
（2）[2]普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一。
30、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

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