【單元練】上海市XX中學高中物理必修3第十三章【電磁感應與電磁波初步】復習題(培優(yōu))

一、選擇題1．用國際單位制基本單位的符號來表示各物理量的單位，下列說法正確的是（）A．功的單位是 B．磁通量的單位是C．電壓的單位是 D．磁感應強度的單位是D解析：DA．根據(jù)功的單位是所以A錯誤；B．根據(jù)磁通量的單位是所以B錯誤；C．根據(jù)電壓的單位是所以C錯誤；D．根據(jù)磁感應強度的單位是所以D正確；故選D。2．下列說法中正確的是（）A．電動勢就是電源正負兩極間的電壓B．元電荷是自然界中帶電量最小的帶電體，電子、質(zhì)子都是元電荷C．由可知，同一試探電荷所受電場力越大，則試探電荷所在位置的電場強度越大D．由可知，同一通電導線所受磁場力越大，則通電導線所在位置的磁感應強度越大C解析：CA.電動勢不是電源正負兩極間的電壓，電動勢不隨外電路變化，電源兩極間的電壓隨外電路變化，A錯誤；B.元電荷不是自然界中帶電量最小的帶電體，電子、質(zhì)子都不是元電荷，電子和質(zhì)子所帶電荷量的絕對值叫做元電荷，B錯誤；C.由可知，同一試探電荷所受電場力越大，則試探電荷所在位置的電場強度越大，C正確；D.由可知，同一通電導線所受磁場力越大，則通電導線所在位置的磁感應強度不一定越大，磁感應強度的大小還與導線和磁感應強度的夾角有關，D錯誤。故選C。3．某同學為檢驗某空間有無電場或者磁場存在，想到的以下方法中不可行的是（）A．在該空間內(nèi)引入檢驗電荷，如果電荷受到靜電力作用說明此空間存在電場B．在該空間內(nèi)引入檢驗電荷，如果電荷沒有受到靜電力作用說明此空間不存在電場C．在該空間內(nèi)引入“檢驗電流”，如果通電導線受到磁場力作用說明此空間存在磁場D．在該空間內(nèi)引入“檢驗電流”，如果通電導線沒有受到磁場力作用說明此空間不存在磁場D解析：DAB．電荷在電場中一定會受到電場力的作用，故在該空間內(nèi)引入檢驗電荷時，如果電荷受到電場力則說明此空間一定有電場，如果沒有電場力則一定沒有電場，故AB可行；C．若空間引入通電導線受到磁場力，則說明此空間一定存在磁場，故C可行；D．若引入通電導線而沒有受力，則可能是導線與磁場相互平行，故不能說明不存在磁場，故D不可行。故選D。4．在磁感應強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導線，電流的方向垂直于紙面向里。如圖所示，a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點，其中c點的磁感應強度為零，則下列說法正確的是（）A．d點的磁感應強度為2B0B．b、d兩點的磁感應強度相同C．a(chǎn)點的磁感應強度在四個點中最大D．b點的磁感應強度與豎直方向成45°斜向右上方C解析：C用右手螺旋定則判斷通電直導線在abcd四個點上所產(chǎn)生的磁場方向，如圖所示c點的磁感應強度為零，則通電直導線在圓周上任一點的磁場強度大小等于磁感應強度B0A．d點有向上的磁場，還有電流產(chǎn)生的水平向右的磁場，疊加后磁感應強度的方向是豎直方向成45°斜右上方，大小為，A錯誤；D．b點有向上的磁場，還有電流產(chǎn)生的水平向左的磁場，疊加后磁感應強度的方向是豎直方向成45°斜向左下方，大小為，D錯誤；B．b、d兩點的磁感應強度相同，大小相同，方向不同，B錯誤；C．a(chǎn)點有向上的磁場，還有電流產(chǎn)生的向上的磁場，電流產(chǎn)生的磁感應強度和原磁感應強度方向相同，疊加后最大，C正確。故選C。5．磁場具有能量，磁場中單位體積內(nèi)所具有的磁場能量叫磁場的能量密度，用符號ω表示，其表達式為ω＝σB2，式中B為磁感應強度，在空氣中σ為一常量。小明同學通過實驗測量一條形磁鐵N極端面附近的磁感應強度B的大小，他用一塊與磁鐵端面等大的鐵片吸在磁鐵上，然后用力緩慢拉開一段微小距離L，如圖所示，他測出磁鐵端面的面積為S，用力傳感器測得拉力F的大小，已知拉力F做的功等于間隙中磁場的能量，則條形磁鐵端面附近磁感應強度B的大小可表示為（）A． B． C． D．B解析：B在用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離L的過程中，拉力F可認為不變，因此F所做的功為W=F?L以ω表示間隙中磁場的能量密度，由題給條件根據(jù)磁能量密度的定義可得：L間隙中磁場的能量為由題意可知：F所做的功等于L間隙中磁場的能量，即W=E則有解得故B正確，ACD錯誤。故選B。6．是“第五代移動通訊技術”的簡稱。目前通州區(qū)是北京市覆蓋率最高的區(qū)縣，相信很多人都經(jīng)歷過手機信號不好或不穩(wěn)定的情況，能有效解決信號問題。由于先前的等已經(jīng)將大部分通訊頻段占用，留給的頻段已經(jīng)很小了。采用了比更高的頻段，網(wǎng)絡運用的是毫米波，將網(wǎng)絡通訊速度提高百倍以上，但毫米波也有明顯缺陷，穿透能力弱，目前解決的辦法是縮減基站體積，在城市各個角落建立類似于路燈的微型基站。綜合上述材料，下列說法中不正確的是A．信號不適合長距離傳輸B．手機信號不好或不穩(wěn)定的情況有可能因為多普勒效應或地面樓房鋼筋結(jié)構對信號一定量的屏蔽C．信號比信號更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．隨著基站數(shù)量增多并且越來越密集，可以把基站的功率設計小一些C解析：CA．因為信號穿透能力弱，故不適合長距離傳輸，故A不符合題意；B．因5G信號穿透能力弱，手機信號不好或不穩(wěn)定的情況有可能因為多普勒效應或地面樓房鋼筋結(jié)構對信號一定量的屏蔽，故B不符合題意；C．采用了比的頻段,即比頻率更高，波長更短，更不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C符合題意；D．隨著基站數(shù)量增多并且越來越密集，可以吧基站功率設計小一些建立微型基站，故D不符合題意。本題選擇不正確的，故選C。7．如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一根金屬導體棒ab，有一個磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ．下列三種方式：①改變磁感應強度B的大?。虎谘貙к壸笥移揭平饘侔鬭b；③改變θ角的大小，能在軌道回路里產(chǎn)生感應電流的是A．只有②可以 B．只有①和②可以C．只有①和③可以 D．①②和③都可以D解析：D感應電流產(chǎn)生的條件①閉合回路，②穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化。即穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化閉合導體回路中就有感應電流。①根據(jù)磁通量的公式：Φ=BScosθ，改變磁感應強度B的大小，則磁通量一定改變。一定能產(chǎn)生感應電流。②根據(jù)磁通量的公式：Φ=BScosθ，沿導軌左右平移金屬棒ab，S發(fā)生變化，則磁通量發(fā)生變化。一定能產(chǎn)生感應電流;③根據(jù)磁通量的公式：Φ=BScosθ，改變磁感應強度的方向與軌道之間的θ角，則磁通量發(fā)生變化。一定能產(chǎn)生感應電流?？芍N情況下都能產(chǎn)生感應電流.A．只有②可以,與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．只有①和②可以,與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．只有①和③可以,與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D．①②和③都可以,與結(jié)論相符，選項D正確；故選D.8．轉(zhuǎn)筆是一項用不同的方法與技巧、以手指來轉(zhuǎn)動筆的休閑活動，如圖所示，轉(zhuǎn)筆深受廣大中學生的喜愛，其中也包含了許多的物理知識，假設某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其手指上的某一點O做勻速圓周運動，下列有關該同學轉(zhuǎn)筆中涉及到的物理知識的敘述正確的是（）A．筆桿上的點離O點越近的，做圓周運動的向心加速度越大B．筆桿上的各點做圓周運動的力是由向心力提供的C．筆尖上的小鋼珠在快速的轉(zhuǎn)動隨筆一起做離心運動D．若該同學使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，金屬筆桿兩端可能會形成電勢差D解析：D【解析】A．由向心加速度公式an=ω2R，筆桿上的點離O點越近的，做圓周運動的向心加速度越小，故A錯誤；B．桿上的各點做圓周運動的向心力是由桿的彈力提供的，故B錯誤；C．當轉(zhuǎn)速過大時，當提供的向心力小于需要向心力，出現(xiàn)筆尖上的小鋼珠有可能做離心運動被甩走，故C錯誤；D．當金屬筆桿轉(zhuǎn)動時，切割地磁場，從而產(chǎn)生感應電動勢，金屬筆桿兩端

可能會形成電勢差，故D正確；9．一同學在做“研究感應電流的產(chǎn)生條件”的實驗時，用電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、靈敏電流計及開關組成下圖電路．在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，該同學發(fā)現(xiàn)：將滑動變阻器的滑片P向右加速滑動時，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)．當開關閉合時，以下說法正確的是______．A．將滑動變阻器的滑片P向左勻速滑動過程中，電流計指針靜止在中央零刻度B．將滑動變阻器的滑片P向左減速滑動，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)C．將線圈A向上抽出B線圈的過程中，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)D．將線圈A內(nèi)鐵芯抽出過程中，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)C解析：C由題意可知當P向右加速滑動時，線圈A中的電流應越來越大，則其磁場增強，此時線圈B中產(chǎn)生的電流使指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可知，當B中的磁通量增大時，電流計指向右偏；AB．不論滑動變阻器的滑片P是勻速，還是變速向左滑動，穿過線圈B的磁通量變小，則會產(chǎn)生感應電流，指針將會向左偏轉(zhuǎn)，故AB錯誤；C．將線圈A向上抽出B線圈的過程中，穿過線圈B的磁通量變小，則電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，故C正確；D．線圈A中鐵芯向上拔出時，穿過線圈B的磁通量減少，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，故D錯誤．10．分別置于a、b兩處的長直導線垂直紙面放置，通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，a、b、c、d在一條直線上，且ac=cb=bd，已知c點的磁感應強度為，d點的磁感應強度為B2，則a處導線在d點產(chǎn)生的磁感應強度的大小及方向為（）A．，方向豎直向下 B．，方向豎直向上C．，方向豎直向上 D．，方向豎直向下A解析：A根據(jù)安培定則可知處導線在點產(chǎn)生的磁感應強度的方向為豎直向下，處導線和處導線在點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，方向相同，知大小都為，則處導線在點產(chǎn)生的磁感應強度大小為，方向豎直向上，因為點的磁感應強度大小為，根據(jù)場強的疊加知方向向上，所以導線在點產(chǎn)生的磁感應強度大小為；A.，方向豎直向下與分析相符，符合題意；B.，方向豎直向上與分析不符，不符合題意；C.，方向豎直向上與分析不符，不符合題意；D.，方向豎直向下與分析不符，不符合題意。二、填空題11．第一個提出磁現(xiàn)象的電本質(zhì)（分子電流假說）的科學家是___________。（填“安培”或“奧斯特”）安培解析：安培[1]安培認為在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流，使每個微粒成為微小的磁體，分子的兩側(cè)相當于兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的，它們產(chǎn)生的磁場互相抵消，對外不顯磁性。當外界磁場作用后，分子電流的取向大致相同，分子間相鄰的電流作用抵消，而表面部分未抵消，它們的效果顯示出宏觀磁性。12．利用圖（a）所示的裝置可以定性研究產(chǎn)生感應電流的條件及其規(guī)律。線圈A、B套在絕緣的閉合環(huán)形鐵芯C上，線圈B與電流傳感器連接。先將電鍵S閉合，再斷開，電流傳感器中的電流隨時間變化如圖（b）所示，則電流傳感器的正接線柱應在__________端（選填“a”或“b”）。依據(jù)t1~t2過程中的電流變化情況，可以得出結(jié)論：________。a磁通量變化時才能產(chǎn)生感應電流；磁通量減小的過程中感應電流的磁場方向與原磁場方向相同解析：a磁通量變化時才能產(chǎn)生感應電流；磁通量減小的過程中感應電流的磁場方向與原磁場方向相同[1]．當電鍵S閉合的瞬間，根據(jù)楞次定律可知，線圈B中的電流a→B→b，而由圖（b）可知此電流為負向電流，可知電流傳感器的正接線柱應在a端。[2]．依據(jù)t1~t2過程中的電流變化情況，可以得出結(jié)論：磁通量變化時才能產(chǎn)生感應電流；磁通量減小的過程中感應電流的磁場方向與原磁場方向相同。13．小明根據(jù)“磁體對周圍小磁針的力的作用，不需要接觸，說明磁體周圍存在磁場”類比得出：地球周圍存在“重力”場。用假想的線描述重力場，如下圖所示，最合理的是：_____；物體在月球上的重力大約是地球上的六分之一，說明月球附近的重力場比地球附近的重力場_____（選填“強”或“弱”）。A弱【分析】考查場物質(zhì)解析：A弱【分析】考查場物質(zhì)。[1]．在磁場中，小磁針受力方向為磁感線的切線方向；而重力的方向豎直向下，基本上指向地心的方向，類比可知，圖A最有可能是“重力場”；[2]．由題知，如果用同一物體受到重力的大小來表示“重力”場的強弱，即重力越大，重力場越強，因同一物體在月球上受到的重力大約是地球的六分之一，說明同一物體在地球上的重力較大，即月球附近的“重力”比地球附近的“重力”場場弱。14．如圖所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強磁場垂直它們所在的面，磁感應強度為B，其邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a的磁通量為_____，穿過a、b兩線圈的磁通量之比為_____。Bπr21：1解析：Bπr21：1[1]由于線圈平面與磁場方向垂直，故穿過該面的磁通量為：線圈a半徑為r，面積為：則穿過a的磁通量為：；[2]線圈b的半徑為2r，但存在磁場的有效面積與線圈a相同，故磁通量為：穿過a、b兩線圈的磁通量之比為1：1。15．綠光、紅光、紫光三種可見光波長從小到大是___________紫光綠光紅光解析：紫光、綠光、紅光可見光波長從大到小的順序為紅橙黃綠藍靛紫16．在國際單位制中，電場強度的單位是；磁感強度的單位是．N/C或V/m；T解析：N/C或V/m；T[1]．在國際單位制中電場強度的單位為牛每庫（N/C）或伏每米（V/m）[2]．磁感應強度的單位為特斯拉（T）；【點評】本題考查電場強度在磁感應強度的單位，為識記型內(nèi)容，要求能熟記，并明確各單位所對應的物理意義．17．當螺線管中通入如圖所示的電流時，位于B端附近的小磁針______（選填“會”或“不會”）發(fā)生偏轉(zhuǎn)，螺線管A端的磁極是______（選填“N極”或“S極”）。會N極解析：會N極[1][2]根據(jù)電流從螺線管的左端流入，右端流出，結(jié)合線圈的繞向，由安培定則判斷可知，螺線管的左端為N極，右端為S極；由于異名磁極相互吸引，同名磁極相互排斥，所以小磁針的N將靠近螺線管的S極，小磁針的S將遠離螺線管的S極，小磁針發(fā)生了逆時針偏轉(zhuǎn)。18．穿過閉合電路的______發(fā)生變化，閉合電路中就有______產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫______現(xiàn)象。磁通量感應電流電磁感應解析：磁通量感應電流電磁感應[1][2][3]穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象。19．地球的地磁南極在地理__________極附近；湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，當把通電的陰極射線管放在蹄形磁鐵的兩極間時，可以觀察到電子束徑跡__________曲（選填“彎”或“不彎曲”），是由于__________（選填“洛倫茲力”或“安培力”）作用引起。北彎曲洛倫茲力解析：北彎曲洛倫茲力[1]．地磁場的南極在地理北極附近，地磁的北極在地理的南極附近；[2][3]．電子從陰極射向陽極，電子在磁場中受到洛倫茲力作用，依據(jù)左手定則可知，洛倫茲力方向與速度方向不共線，導致其軌跡發(fā)生彎曲。20．如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為________．若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，則穿過框架平面的磁通量為________．BS【解析】解析：BS【解析】圖中線圈與磁場垂直，穿過線圈的磁通量等于磁感應強度與線圈面積的乘積，故圖示位置的磁通量為：Φ=BS；使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，則在磁場方向的有效投影面積為Scos60°=0.5S，則磁通量為．【點睛】圖示時刻，線圈與磁場垂直，穿過線圈的磁通量等于磁感應強度與線圈面積的乘積；當它繞軸轉(zhuǎn)過θ角時，線圈在磁場垂直方投影面積為Scosθ，磁通量等于磁感應強度與這個投影面積的乘積．三、解答題21．如圖所示，邊長為100cm的正方形閉合線圈置于勻強磁場中，線圈ab、cd兩邊中點連線OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同、磁感應強度大小各為B1＝0.6T，B2＝0.40T的勻強磁場，若從上往下看，線圈逆時針方向轉(zhuǎn)過37°時，穿過線圈的磁通量改變了多少？線圈從初始位置轉(zhuǎn)過180°時，穿過線圈平面的磁通量改變了多少？解析：－0.1Wb，－1.0Wb在原圖位置，磁感線與線圈平面垂直，磁通量Φ1=B1×+B2×=0.6×Wb+0.4×Wb=0.5Wb線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)過37°后，磁通量Φ2=B1×cos37°+B2×cos37°=0.6××0.8Wb+0.4××0.8Wb=0.4Wb故線圈逆時針方向轉(zhuǎn)過37°時，穿過線圈的磁通量改變量為ΔΦ=Φ2-Φ1＝0.4Wb-0.5Wb=-0.1Wb繞圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)過180°時，規(guī)定穿過原線圈平面的磁通量為正，轉(zhuǎn)過180°后，穿過線圈平面的磁通量為負，轉(zhuǎn)過180°后的磁通量Φ3=-B1×-B2×=-0.5Wb初始位置轉(zhuǎn)過180°時，穿過線圈平面的磁通量改變量為ΔΦ′=Φ3-Φ1=-0.5Wb-0.5Wb=-1.0Wb22．為解釋地球的磁性，19世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流引起的。在圖中，正確表示安培假設中環(huán)形電流方向的是哪一個？請簡述理由。解析：B地磁的南極在地理北極的附近，故在用安培定則判定環(huán)形電流的方向時右手的拇指必需指向南方（最下邊）；而根據(jù)安培定則：拇指與四指垂直，而四指彎曲的方向就是電流流動的方向，故四指的方向應該向西。故B正確。23．通電螺線管內(nèi)部與管口外相比，哪里的磁場比較強？你是根據(jù)什么判斷的？解析：內(nèi)部的磁場比較強通電螺線管內(nèi)部與管口外相比，內(nèi)部的磁場比較強，因內(nèi)部磁感線較管口密集。24．把一個銅環(huán)放在勻強磁場中，使銅環(huán)的平面跟磁場方向垂直（圖甲）。如果使銅環(huán)沿著磁場的方向移動，其中是否有感應電流？為什么？如果磁場是不均勻的（圖乙），是否有感應電流？為什么？解析：見解析如果使銅環(huán)沿著磁場的方向移動，則穿過銅環(huán)的磁通量不變，不會產(chǎn)生感應電流；如果磁場是不均勻的，如果使銅環(huán)沿著磁場的方向移動，則穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應電流。25．某雷達工作時