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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点易错题

1

单选题
1、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。
2、关于能源的开发和利用，下列观点错误的是（　　）
A．无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的
C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境的保护
D．不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径
答案：B
A．能源是有限的，必须合理利用能源，无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为，选项A正确；
B．尽管能量守恒，但使用过程中会有能量的耗散，可以利用的能源原来越少，选项B错误；
C．能源利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加强对环境的保护，选项C正确；
D．开发新能源、清洁能源可以缓解常规能源的不足，选项D正确。
故选B。
3、在“探究感应电流的规律”实验中，电路连接如图所示，合上开关，让铁芯从副线圈上端静止释放，并穿出线圈，已知铁芯长度与副线圈长度相同，则电流传感器采集到的电流图像是下图中的（  ）

A．B．
C．D．
答案：B
让铁芯从副线圈上端静止释放，并穿出线圈，铁芯向下速度越来越大，则穿过副线圈的磁通量变化越来越快，线圈中的磁通量先增加后减少因此感应电流会变化方向，感应电流变大，ACD错误，B正确。
故选B。
4、下列关于电场线和磁感线的说法中正确的是（  ）
A．任意两条磁感线不相交，两条电场线也不相交
B．电场线和磁感线都是闭合曲线
C．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越小
答案：A
A．任意两条磁感线一定不相交，电场线也不相交，否则交点处有两个方向，违反唯一性的特点，故A正确；
B．电场线是不闭合曲线，而磁感线是闭合的曲线，故B错误；
C．电场线和磁感线都是假想的曲线，并不存在，故C错误；
D．电场线越密的地方，电场强度越大，由公式F＝qE知同一试探电荷所受的电场力越大，故D错误。
故选A。
5、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。
6、三根相互平行长直导线a、b、c分别从等腰直角三角形三个顶点处垂直穿过纸面且固定，导线中通有大小和方向均相同的恒定电流，如图所示．若b导线中的电流产生的磁场在a、c连线中点O处的磁感应强度大小为B0，则O点处的磁感应强度大小为（  ）

A．5B0B．2B0C．3B0D．B0
答案：D
由安培定则可知，导线a与导线c在O点产生磁场的磁感应强度的矢量和等于零，则O点的磁感应强度大小等于导线b在O点产生的磁感应强度的大小，则O点处的磁感应强度大小为B0，则D正确，ABC错误。
故选D。
7、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。
8、光子的发射和吸收过程是（　　）
A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差
B．原子不能从低能级向高能级跃迁
C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级
D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量可大于始、末两个能级的能量差值
答案：C
AB．原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差。故AB错误；
C．原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，从高能级自发地向低能级跃迁要放出光子。故C正确；
D．不管是吸收光子还是辐射光子，光子的能量总等于两能级之差。故D错误。
故选C。
9、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。
10、下列关于红外线的说法中正确的是（　　）
A．红外线的波长比红光的波长短
B．利用红外线的热效应可以加热物体
C．红外遥感是利用红外线的穿透能力强
D．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
答案：B
A．红外线的波长比红光的波长更长，故A错误；
B．红外线是一种看不见的光，通过红外线的照射，可以使物体的温度升高，故B正确；
C．人们利用红外线来实行遥控和遥感，是因为红外线波长长，更容易发生衍射，故C错误；
D．一切物体都向外辐射红外线，故D错误。
故选B。
11、5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一是具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109~6×109 Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109 Hz，则（  ）
A．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
B．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快
C．空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象
D．5G信号是横波，4G信号是纵波
答案：A
A．5G信号的频率更高，则波长小，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故A正确；
B．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；
C．5G信号和4G信号的频率不一样，不能发生干涉现象，故C错误；
D．电磁波为横波，可以发生偏振现象，故D错误。
故选A。
12、如图是条形磁铁磁场的部分磁感线，一金属线圈从A位置开始沿纸面水平向右匀速移动过程中，穿过线圈的磁通量（  ）

A．逐渐增大B．先增大后减小
C．逐渐减小D．先减小后增大
答案：C
远离磁极，磁场减弱，穿过线圈平面的磁感线条数减少，磁通量减小。
故选C。
13、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。
14、如图所示，矩形线框平面与匀强磁场方向垂直，此时线框的磁通量为Φ；若磁场方向改为与线框平面平行。则线框的磁通量（  ）

A．仍为Φ
B．变为0
C．变为原来的2倍
D．变为原来的一半
答案：B
当磁场方向平行于线框平面时，线框的磁通量为0。
故选B。
15、下列各场景中闭合线圈里一定产生感应电流的是（　　）
A．彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，两导线中的电流均增大
B．线圈绕平行于匀强磁场的转轴OO'匀速转动
C．线圈平面保持与磁感线垂直，在匀强磁场中向右匀速移动
D．圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大导线中的电流
答案：A
A．由安培定则可知，线圈中的磁感应强度垂直纸面向外，两导线中的电流均增大，导致线圈中的磁通量增大，线圈里一定产生感应电流，A正确；
B．线圈绕平行于匀强磁场的转轴OO'匀速转动过程，穿过线圈中的磁通量始终为零，线圈中没有产生感应电流，B错误；
C．线圈平面保持与磁感线垂直，在匀强磁场中向右匀速移动，穿过线圈中的磁通量不变，没有产生感应电流，C错误；
D．圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，由对称性可知，穿过线圈中的磁通量始终为零，故增大导线中的电流，线圈中没有产生感应电流，D错误。
故选A。
多选题
16、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。
17、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。
18、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。
19、若在地球赤道表面做奥斯特实验。忽略磁偏角，将导线南北放置，正下方放置小磁针，未通电前磁针恒指南北，第一次通电电流大小为I1时磁针偏转角度为30°；第二次通电电流大小为I2时磁针偏转角度为60°。已知通电直导线在周围空间产生的磁场大小与导线中电流大小成正比，与距离远近成反比，下列选项正确的有（  ）

A．当导线中不通电时小磁针恒指南北是因为地磁场的影响
B．如果将导线东西方向放置，通电后小磁针恒指东西
C．I1:I2=1:2
D．I1:I2=1:3
答案：AD
A．因地磁场的方向从地理的南极指向地理的北极，则当导线中不通电时小磁针恒指南北是因为地磁场的影响，A正确；
B．如果将导线东西方向放置，通电后导线的下方的磁场指向南北方向，则小磁针恒指南北，B错误；
CD．将导线南北放置，正下方磁场指向东西方向，设地磁场为向北的B0，则
tan30∘=kI1rB0 
tan60∘=kI2rB0
解得
I1:I2=1:3
C错误，D正确。
故选AD。
20、下列说法中正确的是（　　）
A．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
B．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来摇控电视机
D．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
答案：AD
A．北斗导航系统是利用电磁波工作的，A正确；
B．微波炉能快速加热食物是因为食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，不是利用红外线具有显著的热效应，B错误；
C．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C错误；
D．遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，D正确。
故选AD。
21、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。
22、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向右运动，同时使θ减小
B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C．ab向左运动，同时减小磁感应强度B
D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°）
答案：AC
A．根据磁通量公式
Φ=BScosθ
ab向右运动，S增大，同时使θ减小，磁通量增大，一定能产生感应电流，故A正确；
B．根据磁通量公式
Φ=BScosθ
磁感应强度B减小，同时使θ减小，不能确定磁通量的变化，不一定能产生感应电流，故B错误；
C．根据磁通量公式
Φ=BScosθ
ab向左运动，S减小，同时减小磁感应强度B，磁通量减小，一定能产生感应电流，故C正确；
D．根据磁通量公式
Φ=BScosθ
ab向右运动，S增大，同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°），不能确定磁通量的变化，不一定能产生感应电流，故D正确；
故选AC。
小提示：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流。
23、如图所示，闭合矩形金属线框abcd中轴线的右半部分置于与线框平面垂直的匀强磁场中。当线框以不同方式运动时，以下说法正确的是（  ）

A．线框绕中轴线转过90°的过程中，穿过线框的磁通量减小，线框中有感应电流
B．线框绕中轴线转过180°的过程中，穿过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流
C．线框向左平移且在bc边离开磁场前，穿过线框的磁通量减小，线框中有感应电流
D．线框绕bc边转动90°的过程中，穿过线框的磁通量大小不变，线框中无感应电流
答案：AC
AB．线框绕中轴线转动时，磁通量持续在变化，线框中有感应电流，其中转过90°的过程中，磁通量减小为0。而转过180°的过程中，磁通量先减为0再变为-Φ0，磁通量发生了变化，故A正确，B错误；
C．线框向左平移时，在磁场中的面积减小，因此穿过线框的磁通量减小，线框中有感应电流，故C正确；
D．因为线框绕bc边从0°转动60°的过程中，线框在磁场中的有效面积不变，即穿过线框的磁通量大小不变，线框中无感应电流。但是从60°到90°的过程中，线框在磁场中的有效面积逐渐减小到零，则磁通量逐渐减小到0，此过程中有感应电流产生，故D错误。
故选AC。
24、如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（　　）

A．图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极
B．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极
C．图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极
D．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极
答案：AD
AC．根据图甲中磁感线分布可知，a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极，选项A正确，C错误；
BD．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极，选项B错误，D正确；
故选AD。
25、下列说法正确的是（  ）
A．产生多普勒效应的原因一定是波源频率发生了变化
B．在温度相同的情况下，超声波、次声波在空气中的传播速度一样大
C．从水面上方拍摄水下景物时常常使用偏振镜，目的是减弱水面反射光的影响
D．单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关
E．只有频率相同的电磁波在真空中的传播速度才相同
答案：BCD
A．产生多普勒效应的原因是观察者和波源间发生了相对运动，故A错误；
B．机械波的传播速度跟介质和温度有关，故在温度相同的情况下超声波、次声波在空气中的传播速度一样大，故B正确；
C．从水面上方拍摄水下景物时，利用偏振镜可以有效减弱反射光而获取清晰的水下景物照片，故C正确；
D．根据单摆做简谐运动的周期T＝2πlg可知，单摆做简谐运动的周期与重力加速度和摆长有关，与质量无关，故D正确；
E．不同频率的电磁波在真空中的传播速度都为光速c，故E错误。
故选BCD。
填空题
26、如图所示，边长为40cm的正方形闭合导线框，一半处在磁感应强度为B=0.5T的有界匀强磁场中，则穿过导线框的磁通量为________Wb，如果以ab边为轴，将导线框从图示位置转过60°的过程中，导线框中__________（选填“有”或“没有”）感应电流产生。

答案：     0.04     没有
[1]由图，根据公式可得，穿过导线框的磁通量
Φ=BS=0.5×12×0.42Wb=0.04Wb
[2]由图可知，将导线框从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈得磁通量不发生变化，导线框中没有感应电流产生。
27、能量子公式∶ε=hν，其中ν是电磁波的频率，h称为_______。h=______J·s。（一般取h=6.63×10-34 J·s）
答案：     普朗克常量     6.626×10-34
[1] [2]由公式的可知，h称为普朗克常量；h=6.63×10-34 J·s。
28、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，矩形线圈abcd的面积S=0.5m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ad边绕过60°时，线圈中的磁通量为________Wb，在此过程中磁通量的改变量为___________Wb；

答案：     0.2     0
[1]当线圈从图示位置绕ad边绕过60°时，bc边恰好进入磁场，线圈中的磁通量为
Φ=BS2=0.8×0.52Wb=0.2Wb
[2] 在此过程中磁通量的改变量为
ΔΦ=0
29、磁感应强度
（1）定义：一段通电直导线___放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的___的比值，叫作磁感应强度。
（2）定义式：B=FIL。
（3）单位：___，简称____，符号为T。
（4）磁感应强度是表征磁场_____的物理量。
（5）磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时_____所指的方向。
答案：     垂直     乘积     特斯拉     特     强弱     N极
（1）[1][2]定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫作磁感应强度。
（3）[3][4]单位：特斯拉，简称特，符号为T。
（4）[5]磁感应强度是表征磁场强弱的物理量。
（5）[6]磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向。
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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