【單元練】人教版高中物理必修3【電磁感應(yīng)與電磁波初步】習(xí)題(含答案解析)

一、選擇題用國際單位制根本單位的符號來表示各物理量的單位，以下說法正確的選項是〔 〕功的單位是kgm2/sC．電壓的單位是kgm2C1s2解析：D依據(jù)功的單位是

磁通量的單位是NmA1D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是kgA1s2DWFsmas所以A錯誤；依據(jù)

kgm2/sm=kgm3/sFS maS磁通量的單位是

=BSkgm/s2m2

IL IL所以B錯誤；依據(jù)

Am

=kgm2s2A1電壓的單位是

UEdkgm/s2

madIt所以C錯誤；依據(jù)

As

m=kgm2A1s3BFma磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是D正確；D。

kgm/s2Am

IL IL=kgA1s2沈括在《夢溪筆談》中記載了“以磁石磨針鋒”制造指南針的方法，磁針“常微偏東，不全南也”。他是世界上第一個指出地磁場存在磁偏角的人，比西方早了400年。關(guān)于地磁場，以下說法中正確的選項是〔〕地磁場只分布在地球的外部地理南極點的地磁場方向豎直向上C．地磁場穿過地球外表的磁通量為零D．地球外表各處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等C解析：C依據(jù)磁場的性質(zhì)可知，磁感線是閉合的，故地球內(nèi)部確定有磁感線，故確定有磁場，選項A錯誤；地理南極點并不是地磁的N極，故地理南極點處磁場方向不是豎直向上的，選項B錯誤；C．依據(jù)磁通量的性質(zhì)可知，由外向里和從里向外穿過地球外表的磁感線條數(shù)確定相等故地磁場穿過地球外表的磁通量為零，選項C正確；D．地球兩極處磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，而赤道上磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，選項D錯誤。C。acd中，∠a=60，三根通電長直導(dǎo)線垂直紙面分別放置在a、b、cbac的中點。三根導(dǎo)線中的電流大小分別為I、2I、3I，方向均垂直kI紙面對里。通電長直導(dǎo)線在其四周空間某點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝r

I表示電流強(qiáng)度，r表示該點到導(dǎo)線的距離，kad點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0B，則d點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為〔 〕0A．B0解析：D

B．2B C．3B D．4BD0 0 adrac2r，依據(jù)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度公式可得ad0 0 IrBkr0cd點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為03I0B1=k

3r= 3B方向豎直向下；bd點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2Ibd斜向左下方；如以下圖

B2=kr

=2B0因B1 3tan60B0B1B0B2d點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BB B2B24B合 2 0 1 0bd斜向左下方D。以下關(guān)于物理史實正確的選項是〔 〕A．安培建立了場的概念并引入電場線和磁感線來形象直觀描述電場和磁場B．法拉第覺察了電流的磁效應(yīng)并建立了右手螺旋定則來推斷電流四周磁場的方向C．奧斯特覺察了電流的磁效應(yīng)，首先建立了電和磁的聯(lián)系D．奧斯特建立了安培定則來推斷電流四周的磁場，同時提出了分子電流假說將磁體的磁場和電流的磁場歸于一樣本質(zhì)——電荷的運(yùn)動C解析：CA．法拉第提出場的概念并引入電場線和磁感線來形象直觀描述電場和磁場，故A錯誤；B．奧斯特覺察了電流的磁效應(yīng)，安培建立了右手螺旋定則來推斷電流四周磁場的方向，故B錯誤；C．奧斯特覺察了電流的磁效應(yīng)，建立了電和磁的聯(lián)系，故C正確；D．安培建立了安培定則來推斷電流四周的磁場，同時提出了分子電流假說將磁體的磁場和電流的磁場歸于一樣本質(zhì)——D錯誤。C。關(guān)于磁通量，以下說法正確的選項是〔 〕A．磁通量不僅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，磁通量越大C．通過某一平面的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不愿定為零D．磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度C解析：CA．磁通量有大小，沒有方向，但有正負(fù)，是標(biāo)量，A錯誤；B．磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度無關(guān)，當(dāng)磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度可能不變，B錯誤；C．當(dāng)磁感線與線圈平行時，穿過線圈的磁通量為零，而磁感應(yīng)強(qiáng)度不愿定為零，C正確；D．磁通量是穿過線圈的磁感線的多少，而磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場的強(qiáng)弱，兩者不是一樣的概念，D錯誤。C。以下物體應(yīng)用軟磁性材料的是〔〕。A．銀行發(fā)行的磁卡反面的磁條C．電腦用的硬盤解析：D

B．錄音、錄像磁帶上的磁性材料D．電鈴上的電磁鐵鐵芯DABC.磁性材料在我們生活中應(yīng)用廣泛，如：磁卡、磁盤、磁帶、電腦軟盤、磁懸浮列車、錄音機(jī)的磁頭等屬于硬磁性材料；，故ABC錯誤；D.而電鈴上的電磁鐵鐵芯是利用電流的磁效應(yīng)工作的，屬于軟磁性的材料．故D正確；7．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，如以下圖，轉(zhuǎn)筆深受寬闊中學(xué)生的寵愛，其中也包含了很多的物理學(xué)問，假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其手指上的某O做勻速圓周運(yùn)動，以下有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及到的物理學(xué)問的表達(dá)正確的選項是〔〕A．筆桿上的點離O點越近的，做圓周運(yùn)動的向心加速度越大B．筆桿上的各點做圓周運(yùn)動的力是由向心力供給的C．筆尖上的小鋼珠在快速的轉(zhuǎn)動隨筆一起做離心運(yùn)動D．假設(shè)該同學(xué)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】an=ω2RO點越近的，做圓周運(yùn)動的向心加速度越小，故A錯誤；桿上的各點做圓周運(yùn)動的向心力是由桿的彈力供給的，故B錯誤；C．當(dāng)轉(zhuǎn)速過大時，當(dāng)供給的向心力小于需要向心力，消滅筆尖上的小鋼珠有可能做離心運(yùn)動被甩走，故C錯誤；D．當(dāng)金屬筆桿轉(zhuǎn)動時，切割地磁場，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，金屬筆桿兩端可能會形成電勢差，故D正確；1 a、b、c平行且垂直紙面放置，其橫截面如以下圖，a、b、c恰好位于直角三角形的三個頂點，∠c＝90，∠a＝37。a、bI、I，ca、ba、b1 BkI磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

r，k為比例系數(shù)，I為電流強(qiáng)度，r為該點到直導(dǎo)線的距離，sin37＝0.6。以下說法正確的選項是〔〕1 a、b中電流反向,I：I 16：1 1 a、b中電流同向,I：I 4：1 1 a、b中電流同向,I：I 16：1 1 a、b中電流反向,I：I 4：31 解析：A同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，且ca、ba、b連線ab中電流方向相反，c受力分析如以下圖：豎直方向平衡得：1 1依據(jù)幾何關(guān)系得：

k Irarac

sin37k Irbrbc

sin53聯(lián)立解得：

r rac abr rbc

cos37cos53I 16Ia9ba、b中電流反向,I1I216：9與分析相符，故A正確；a、b中電流同向,I1I24：3與分析不符，故B錯誤；a、b中電流同向,I1I216：9與分析不符，故C錯誤；a、b中電流反向,I1I24：3與分析不符，故D錯誤。三根平行的長直導(dǎo)體棒分別過正三角形ABC的三個頂點，并與該三角形所在平面垂直，各導(dǎo)體棒中均通有大小相等的電流，方向如以下圖．則三角形的中心O處的合磁場方向為( )ABABCCACA解析：A【分析】

BCBCDOCA由題意可知考察磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量性，依據(jù)右手螺旋定則及磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量性分析可得．AOBCCB，BO產(chǎn)生的磁ACACCOABAB，由于三導(dǎo)線電流O點的距離一樣，依據(jù)平行四邊形定則，則合場強(qiáng)的方向平行于AB，由AB．A．由前面分析可知合磁場方向平行于ABABA正確BCDABABBCD錯誤．【點睛】0處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，再矢量求和可求得合磁場的方向．中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進(jìn)一步爭論說明，地球四周地磁場的磁感線分布示意如圖結(jié)合上述材料，以下說法正確的選項是A．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極四周B．地磁場的磁感線是“有頭有尾”的，由地磁北極射出，射入地磁南極C．地球外表任意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶負(fù)電宇宙射線有向東的作用力A解析：A地磁場的北極在地理南極四周，地磁場的南極在地理北極四周，且地球內(nèi)部也存在磁場，由地磁場的南極指向地磁場的北極，故A符合題意；磁感線是閉合的，在地球外部由地磁北極射出，射入地磁南極，在內(nèi)部，由地磁南極指向地磁北極，故B不符合題意；只有在赤道外表，地磁場方向與地面平行，故C不符合題意赤道平面上的地磁場方向由南指向倍，依據(jù)左手定則可知帶負(fù)電的粒子受到向西的磁場力，故D不符合題意二、填空題如以下圖，條形磁鐵的N極朝上，豎直處于線圈P的中心，當(dāng)線圈面積變小時，通過線圈的磁通量 〔選填“變大”、“變小”或“不變”〕。變大解析：變大線圈P中的磁感線包括兩局部，磁鐵內(nèi)部向上的磁感線和磁鐵外部向下的磁感線，故總的磁通量為= -上 下當(dāng)線圈面積變小時，磁鐵內(nèi)部向上的磁通量不變，磁鐵外部向下的磁通量由于面積的減小而減小，故總的磁通量變大。微波爐的加熱原理是：微波遇到食物中的 分子時，會產(chǎn)生微波效應(yīng)，將電磁能轉(zhuǎn)化為電能。水分子〔極性分子〕解析：水分子〔極性分子〕[1]微波爐的加熱原理是：微波遇到食物中的水分子〔極性分子〕時，會產(chǎn)生微波效應(yīng)，將電磁能轉(zhuǎn)化為電能。第一個提出磁現(xiàn)象的電本質(zhì)〔分子電流假說〕的科學(xué)家是 ?！蔡睢鞍才唷被颉皧W斯特”〕安培解析：安培[1]安培認(rèn)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(dāng)于兩個磁極。通常狀況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的，它們產(chǎn)生的磁場相互抵消，對外不顯磁性。當(dāng)外界磁場作用后，分子電流的取向大致一樣，分子間相鄰的電流作用抵消，而外表局部未抵消，它們的效果顯示出宏觀磁性。丹麥物理學(xué)家、化學(xué)家、文學(xué)家 ，在一次講課中，他偶然地把導(dǎo)線沿南北方向放置在指南針的上方，當(dāng)導(dǎo)線通電時，覺察指南針發(fā)生了轉(zhuǎn)動．這個試驗現(xiàn)象首次揭示了 (填：磁與磁的聯(lián)系、電與電的聯(lián)系或電與磁的聯(lián)系)．為此，法拉第評價說：“他突然翻開了科學(xué)中一個黑暗領(lǐng)域的大門，使其布滿光明．”奧斯特電與磁的聯(lián)系解析：奧斯特電與磁的聯(lián)系[1][2]丹麥物理學(xué)家、化學(xué)家、文學(xué)家奧斯特，在一次講課中，他偶然地把導(dǎo)線沿南北方向放置在指南針的上方，當(dāng)導(dǎo)線通電時，覺察指南針發(fā)生了轉(zhuǎn)動。這個試驗現(xiàn)象首次提示了電與磁的聯(lián)系。為此，法拉第評價說：“他突然翻開了科學(xué)中一個黑暗領(lǐng)域的大門，使其布滿光明。”繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按圖所示方法連接，推斷在以下各狀況中，線圈Ⅱ中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生．①閉合電鍵K的瞬時 ．②保持電鍵K閉合的時候 ．③斷開電鍵K的瞬時 ．0④電鍵K閉合將變阻器R的滑動端向左滑動時： ．〔以上各空均填“有”或0“無”〕有無有有解析：有無有有①[1]K的瞬時，穿過線圈Ⅱ的磁通量變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；②[2]保持電鍵K閉合的時，穿過線圈Ⅱ的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；③[3]斷開電鍵K的瞬時，穿過線圈Ⅱ的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；0④[4]KR的滑動端向左滑動時，穿過線圈Ⅱ的磁通量發(fā)生變化，有感0應(yīng)電流產(chǎn)生。如以下圖，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為 ．假設(shè)使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，則穿過框架平面的磁通量為 ；假設(shè)從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，則穿過框架平面的磁通量為 ．BSBS0BS磁通量

12BS 0

=BScos則框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直時，則穿過平面的磁通量為BS；OO′轉(zhuǎn)過60°角，則穿過框架平面的磁通量為1BScos60°=2BS90°0。描述磁場用磁感線。磁感線是指在磁場中引入的一系列曲線，其上每一點方向表示該點的磁場方向，也是小磁針靜止時〔填“N極”或“S極”〕的指向。切線N極解析：切線N極[1]磁感線是指在磁場中引入的一系列曲線，其上每一點的切線方向表示該點的磁場方向。[2]磁場中某點的磁場方向也是小磁針靜止時N極的指向。如以下圖，a、b都是較輕的鋁環(huán)，a環(huán)閉合，b環(huán)斷開，橫梁可以繞中間支點自由轉(zhuǎn)動，開頭時整個裝置靜止。則：條形磁鐵插入a環(huán)時，橫梁 發(fā)生轉(zhuǎn)動；條形磁鐵插入b環(huán)時，橫梁 發(fā)生轉(zhuǎn)動?！策x填“會”或“不會”〕會不會解析：會不會(1)[1]aa環(huán)的磁通量增加，a環(huán)閉合產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵對a環(huán)產(chǎn)生安培力，阻礙兩者相對運(yùn)動，因此a環(huán)阻礙磁鐵靠近，消滅轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。(2)[2]bb環(huán)是斷開的，沒有形成閉合回路，所以不產(chǎn)生感應(yīng)b環(huán)沒有安培力作用，b環(huán)將靜止不動。奧斯特爭論電和磁的關(guān)系的試驗中，通電導(dǎo)線四周的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的緣由是 ．試驗時為使小磁針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，通電前導(dǎo)線應(yīng)放置在其上方，并與小磁針保持 ．〔填“垂直”、“平行”或“任意角度”〕通電導(dǎo)線四周存在磁場；平行【解析】解析：通電導(dǎo)線四周存在磁場；平行【解析】1820年奧斯特通過試驗覺察通電導(dǎo)線四周的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明白電流的四周存在磁場；在該試驗時為使小磁針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，通電前導(dǎo)線應(yīng)放置在其上方，并沿南北方向，與小磁針保持平行．【點睛】此題考察物理學(xué)史，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大覺察、制造、著名理論要加強(qiáng)記憶，留意積存．一根長為0.2m的直導(dǎo)線，通有1.0A的電流，把它放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場中，并與磁場方向垂直，則導(dǎo)線受到的安培力為 N．假設(shè)將導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度減小為0.5A，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T，此時導(dǎo)線受到的安培力為 N．0804004解析：08 0.4 0.04解：導(dǎo)線受到的安培力為：F=BIL=0.4×0.2×1N=0.08N磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度只與磁場本身有關(guān)，與電流大小無關(guān)，電流強(qiáng)度減小為0.5A，則該磁場0.4T，此時安培力為：F=BI′L=0.4×0.2×0.5=0.04N0.08，0.4，0.04．【點評】解決此題的關(guān)鍵把握安培力的公式F=BIL，知道磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度只與磁場本身有關(guān)．三、解答題100cm的正方形閉合線圈置于勻強(qiáng)磁場中，線圈ab、cd兩邊中點1連線OO′的左右兩側(cè)分別存在方向一樣、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各為B1

＝0.6T，B

＝0.40T的勻強(qiáng)2磁場，假設(shè)從上往下看，線圈逆時針方向轉(zhuǎn)過37°時，穿過線圈的磁通量轉(zhuǎn)變了多少？線圈180°時，穿過線圈平面的磁通量轉(zhuǎn)變了多少？2解析：－0.1Wb，－1.0Wb在原圖位置，磁感線與線圈平面垂直，磁通量S S 1 1Φ1=B1×2

+B2×

2

Wb+0.4×2

Wb=0.5WbOO′37°后，磁通量S S 1 1Φ2=B1×

2

cos37°=0.6×2

×0.8Wb+0.4×2

×0.8Wb=0.4Wb故線圈逆時針方向轉(zhuǎn)過37°時，穿過線圈的磁通量轉(zhuǎn)變量為1ΔΦ=Φ2-Φ＝0.4Wb-0.5Wb=-0.1Wb1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180°后的磁通量S SΦ3=-B1×2

-B2×

2=-0.5Wb初始位置轉(zhuǎn)過180°時，穿過線圈平面的磁通量轉(zhuǎn)變量為ΔΦ′=Φ3-Φ1=-0.5Wb-0.5Wb=-1.0Wb你能否用生活中的例子說明電磁波的存在？解析：手機(jī)信號的放射與承受，微波爐加熱食品，收音機(jī)收聽節(jié)目等等，都是電磁波的應(yīng)用。手機(jī)信號的放射與承受，微波爐加熱食品，收音機(jī)收聽節(jié)目等等，都是電磁波的應(yīng)用。23．圖是三根平行直導(dǎo)線的截面圖，假設(shè)它們的電流大小都一樣，方向垂直紙面對里。假設(shè)AB=BC=CDA點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向怎樣？解析：水平向右依據(jù)安培定則，B、C、DA點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向分別為豎直向下、水平向右、AB=BC=CDA點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，則A點的合磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向右。M和線圈P繞在同一個鐵芯上。S的一瞬間，線圈P里是否有感應(yīng)電流？S的一瞬間，線圈P里是否有感應(yīng)電流？解析：(1)有；(2)有。S的一闋間，線圖M產(chǎn)生磁場，穿過線圈P的磁通量從無到，有是增加的，磁通量轉(zhuǎn)變了，則線圈P里有感應(yīng)電流。S的一瞬間，線圈