2024版新教材高中物理第十三章電磁感應與電磁波初步核心素養(yǎng)綜合評價新人教版必修第三冊

第十三章核心素養(yǎng)綜合評價一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．)1．下列說法正確的是()A．沿電場線方向，電勢一定是降低的B．電場線和磁感線都是客觀存在的閉合曲線C．由B＝eq\f(F,Il)可知，F(xiàn)越大，通電導線所在處的磁感應強度一定越大D．磁場中某點磁場強度的方向與放入磁場中的通電直導線所受安培力的方向相同2．下列選項對公式認識正確的是()A．公式E＝keq\f(Q,r2)是電場強度的定義式B．P＝I2R可用來計算電動機正常工作時線圈電阻的發(fā)熱功率C．由公式R＝eq\f(U,I)可知導體的電阻與加在導體兩端的電壓成正比，與通過導體的電流成反比D．由公式B＝eq\f(F,Il)可知，磁場中某一點的磁感應強度由公式中的電流I的大小來決定3．關(guān)于磁通量，下列說法中正確的是()A．面積一定的線圈放在勻強磁場中時，穿過線圈平面的磁通量是一定的B．穿過線圈平面的磁通量越小，則該磁場的磁感應強度也越小C．穿過線圈平面的磁通量為零，則線圈所在處的磁感應強度一定為零D．穿過線圈平面的磁通量為零，線圈所在處的磁感應強度可能很大4．某同學搬運如圖所示的磁電式電流表時，發(fā)現(xiàn)表針晃動劇烈且不易停止．該同學在兩接線柱間接一根導線后再次搬運，發(fā)現(xiàn)表針晃動明顯減弱．下列說法正確的是()A．未接導線時，在表針晃動過程中，表內(nèi)線圈中產(chǎn)生了感應電動勢B．未接導線時，在表針晃動過程中，表內(nèi)線圈中產(chǎn)生了感應電流C．接上導線后，表針晃動減弱，這是因為表內(nèi)線圈沒有產(chǎn)生感應電動勢D．接上導線后，表針晃動減弱，這是因為表內(nèi)線圈沒有產(chǎn)生感應電流5．現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、靈敏電流計及開關(guān)連接，如圖所示．在閉合開關(guān)、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)．由此可推斷滑動變阻器的滑動端P向左減速滑動時，靈敏電流計的指針()A．向左偏轉(zhuǎn)B．靜止在中央C．向右偏轉(zhuǎn)D．偏轉(zhuǎn)情況由兩線圈的繞線方向決定6．[2023·河南新鄉(xiāng)高二期末]如圖所示，勻強磁場方向垂直于紙面向外，磁感應強度為B0，無限長直導線MN垂直于磁場方向處在該磁場中．a(chǎn)、b兩點位于紙面內(nèi)且連線與直導線垂直，b點到直導線距離是a點到直導線距離的2倍．已知無限長通電直導線產(chǎn)生的磁場中某點的磁感應強度大小與電流大小成正比，與到直導線的距離成反比．當直導線中通有方向M→N的電流I時，a點磁感應強度大小是eq\f(5,4)B0，則此時b點的磁感應強度大小是()A.eq\f(17,8)B0B．eq\f(9,8)B0C．eq\f(7,8)B0D．eq\f(1,8)B07．[2023·湖北隨州高二期中]如圖所示，在矩形空間abcd內(nèi)有水平方向的勻強磁場，矩形的ab邊和cd邊水平，兩邊相距為l，高為h(h<l)的正三角形閉合金屬框ABC從一定高度開始下落穿過磁場區(qū)，下落時ABC平面保持豎直且AB邊始終水平．則下列過程中金屬框中始終有感應電流的是()A．金屬框下落過程中B．金屬框的AB邊在磁場中運動的過程中C．從金屬框AB邊出磁場到金屬框完全離開磁場的過程中D．在金屬框穿過磁場過程中二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．)8．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A．做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生電磁波B．周期性變化的電場和磁場可以相互“激發(fā)”，形成電磁波C．在真空中，頻率越高的電磁波傳播速度越大D．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸9．如圖所示，某一勻強磁場的磁感應強度為B，方向沿z軸正方向，其中AB＝a，BE＝b，EF＝c，∠CDF＝30°，下列說法正確的是()A．穿過ABCD面和穿過ADFE面的磁通量都為BacB．穿過BCFE面的磁通量為0C.若將ADFE面繞AD邊順時針轉(zhuǎn)過150°角，其磁通量變化量大小為BbcD．若將BCFE面繞BC邊轉(zhuǎn)過180°角，其磁通量變化量大小為2Bbc10．[2023·河南駐馬店高二期末]下列給出了與感應電流產(chǎn)生條件相關(guān)的四幅情景圖，其中判斷正確的是()A．圖甲中金屬圓形線圈水平放置在通電直導線的正下方，增大直導線電流，圓線圈中有感應電流B．圖乙中長方形金屬線圈在勻強磁場中垂直磁場向右加速運動時，線圈中有感應電流C．圖丙中的閉合導線框以OO′為軸在磁場中旋轉(zhuǎn)，可以產(chǎn)生感應電流D．圖丁中金屬桿在力F作用下向右運動過程中，若磁場減弱，回路不一定會產(chǎn)生感應電流三、非選擇題(本題共5小題，共54分．按題目要求作答．計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位．)11．(6分)如圖所示，在“探究感應電流產(chǎn)生的條件”的實驗中，電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電表及開關(guān)已部分連接．(1)請使用兩根導線(用筆畫線)，將電路補充完整．(2)此實驗中使用的電表是________．A．電流表B．倍率適宜的歐姆表(3)正確選擇電表和連接電路后，開始實驗探究，下列說法正確的是________．A．開關(guān)閉合后，線圈A插入線圈B或從線圈B中拔出，都會引起電表指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電表指針均不會偏轉(zhuǎn)C．線圈A插入線圈B中，開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電表指針靜止在中央零刻度D．線圈A插入線圈B中，開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電表指針才能偏轉(zhuǎn)12．(8分)在“探究楞次定律”的實驗中，某同學用試觸法判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系時，將電池的負極與電流計的A接線柱連接，連接B接線柱的導線試觸電池正極，發(fā)現(xiàn)指針指在如圖甲中的b位置．(1)現(xiàn)將電流計的兩接線柱與圖乙中線圈的兩個接線柱連接(A與C連接，B與D連接)，將磁鐵從線圈中拔出，線圈中原磁通量的方向為________(選填“向上”或“向下”)，線圈中的原磁通量________(選填“增大”或“減小”)，你所看到的指針________(選填“不偏轉(zhuǎn)”“向a位置偏轉(zhuǎn)”或“向b位置偏轉(zhuǎn)”).(2)若將電流計的A、B接線柱分別與圖丙中線圈的E、F接線柱連接，將磁鐵從線圈中抽出時，電流計指針指示位置如圖甲中a所示，則磁鐵的Q端是________(選填“N”或“S”)極．(3)如圖丁，將實驗中的條形磁鐵放在水平桌面上，條形磁鐵的軸線過金屬圓環(huán)的圓心，從靠近條形磁鐵的正上方，由靜止釋放該金屬圓環(huán)，在圓環(huán)下落過程中，圓環(huán)始終保持水平．下列判斷正確的是________．A．桌面受到的壓力始終大于磁鐵的重力B．桌面受到的壓力始終小于磁鐵的重力C．圓環(huán)的加速度始終小于gD．圓環(huán)的加速度有可能等于g13．(14分)“天宮一號”是中國第一個空間實驗室，“天宮一號”空間應用系統(tǒng)開展了太陽與地磁活動指數(shù)的中期預測等研究，其成果已成功應用于中國首次載人交會對接任務的空間環(huán)境預報．如圖所示，太陽電池帆板可以為空間飛行提供動力和能源，假設“天宮一號”正繞地球做勻速圓周運動，運動方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直，太陽帆板的面積S＝38m2，在圖示位置地磁場與太陽帆板垂直，磁感應強度B＝1.0×10－5T，太陽帆板和空間站都是通電性能良好的導體．(1)在太陽帆板上將一個靈敏電流計與M、N相連構(gòu)成閉合電路，試判斷電流計指針能否偏轉(zhuǎn)，并說明理由．(2)如果在圖示位置太陽帆板繞MN連線轉(zhuǎn)過30°角，則穿過線圈的磁通量是多少？14．(14分)如圖所示，金屬框架MON與導體棒DE構(gòu)成回路，處在勻強磁場中且與磁場垂直．(1)若B＝0.1T，DE從O點出發(fā)，向右以1m/s的速度勻速運動4s時，回路的磁通量的變化量是多少？(2)在圖中，若回路面積從S0＝8m2變成St＝18m2，B從B0＝0.1T變到Bt＝0.8T，則回路中的磁通量變化量是多少？15．(12分)已知通電的長直導線在周圍空間某位置產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小為B＝keq\f(I,r)，其中I為電流強度，r為該位置到長直導線的距離，k為常數(shù)．如圖所示，現(xiàn)有通電的兩根長直導線分別固定在正方體abcd-efgh的兩條邊dh和hg上，彼此絕緣，電流方向分別由d流向h、由h流向g，dh中電流是hg中電流大小的一半，dh中的電流在c點產(chǎn)生的磁感應強度為B.不計導線的粗細，求a、e兩點的磁感應強度的大?。谑潞诵乃仞B(yǎng)綜合評價1．解析：根據(jù)電勢與電場線的關(guān)系可知，沿電場線方向電勢逐漸降低，故A正確；電場線和磁感線都不是真實存在的，是為了形象的描述電場和磁場畫出的，電場線是不閉合曲線，磁感線是閉合曲線，故B錯誤；磁感應強度只與磁場本身有關(guān)，與電流元和電流元的受力無關(guān)，故C錯誤；磁場中通電直導線所受安培力的方向與磁場強度方向垂直，故D錯誤．故選A.答案：A2．解析：公式E＝keq\f(Q,r2)，是真空中點電荷周圍的場強決定式，故A錯誤；公式P＝I2R，是由焦耳定律推導出來的，適用于任何電路計算熱功率，故B正確；公式R＝eq\f(U,I)，利用的是比值定義法，與電壓、電流無關(guān)，故C錯誤；公式B＝eq\f(F,Il)，利用的是比值定義法，磁感應強度與電流元及所受的磁場力無關(guān)，由磁場本身的性質(zhì)決定，故D錯誤．答案：B3．解析：穿過線圈的磁通量Φ＝BScosθ，其中θ是線圈平面與垂直磁場方向之間的夾角．在同一個磁場中，線圈平面方向不同時，穿過線圈的磁通量不同；當線圈平面與磁場平行時，無論磁感應強度多大，穿過線圈的磁通量一定為零；當線圈平面與磁場垂直時，穿過線圈平面的磁通量最大．故選D.答案：D4．解析：未接導線時，在表針晃動過程中，表內(nèi)線圈切割磁感線，會產(chǎn)生感應電動勢，但由于未接導線，無法構(gòu)成閉合回路，不會產(chǎn)生感應電流，故A正確，B錯誤；接上導線后，構(gòu)成閉合回路，會產(chǎn)生感應電流，表針晃動減弱是因為受到安培力產(chǎn)生了阻尼作用，故C、D錯誤．答案：A5．解析：滑動變阻器的滑動端P向左加速或減速滑動時，電阻都增大，電流都減小，A線圈產(chǎn)生的磁場磁感應強度都減小，通過B線圈的磁通量都減小，由楞次定律可知兩次產(chǎn)生的感應電流方向相同，所以靈敏電流計的指針都向右偏轉(zhuǎn)．故C正確，A、B、D錯誤．答案：C6．解析：根據(jù)右手螺旋定則可知，通電直導線MN在a點產(chǎn)生的磁場的方向垂直紙面向里，在b點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外．a(chǎn)點有垂直紙面向外的勻強磁場B0，還有電流產(chǎn)生的垂直紙面向里的磁場，電流產(chǎn)生的磁感應強度方向和原磁感應強度方向相反，疊加后大小為eq\f(5,4)B0，大于垂直紙面向外的磁場的磁感應強度，可知電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度的大小為eq\f(9,4)B0.由題意可知，導線MN在b點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度的大小為eq\f(9,8)B0，方向向外，根據(jù)磁場的疊加可知，b點磁感應強度的大小為eq\f(9,8)B0＋B0＝eq\f(17,8)B0.故選A.答案：A7．解析：金屬框下落過程中若在磁場外，金屬框中沒有感應電流，故A錯誤；由于h<l，當AB邊還沒有出磁場時，金屬框已經(jīng)全部進入磁場，整個金屬框都在磁場中運動，金屬框中磁通量不變化，沒有感應電流，故B錯誤；從金屬框AB邊出磁場到金屬框完全離開磁場的過程中，金屬框在磁場中的有效面積減小，磁通量減小，有感應電流，故C正確；在金屬框穿過磁場過程中，有一段時間金屬框全部在磁場中，穿過金屬框的磁通量未發(fā)生變化，金屬框中沒有感應電流，故D錯誤．答案：C8．解析：做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生電磁波，A正確；周期性變化的電場和磁場可以相互“激發(fā)”形成電磁波，B正確；在真空中，所有電磁波的傳播速度都是光速c，C錯誤；電磁波可以在介質(zhì)中傳播，所以可以通過光纜進行有線傳輸，也可以無線傳輸，D錯誤．答案：AB9．解析：磁場方向與ABCD面平行，則穿過ABCD面的磁通量為0，根據(jù)Φ＝BS可得，穿過ADFE面的磁通量為Bbc，所以A錯誤；根據(jù)Φ＝BS可知，穿過BCFE面的磁通量為Bbc，所以B錯誤；若將ADFE面繞AD邊順時針轉(zhuǎn)過150°角，則磁通量的變化量大小為ΔΦ＝Bbc－0＝Bbc，所以C正確；將BCFE面繞BC邊轉(zhuǎn)過180°角時，其磁通量為Φ′＝－Bbc，則磁通量的變化量大小為ΔΦ＝Φ′－Φ＝－2Bbc，所以D正確．答案：CD10．解析：題圖甲中金屬圓形線圈水平放置在通電直導線的正下方，增大直導線電流，金屬圓形線圈的磁通量一直為零，保持不變，線圈中沒有感應電流，A錯誤；題圖乙中長方形金屬線圈在勻強磁場中垂直磁場向右加速運動時，金屬線圈的磁通量保持不變，線圈中沒有感應電流，B錯誤；題圖丙中的閉合導線框以OO′為軸在磁場中旋轉(zhuǎn)，閉合導線框的磁通量在周期性發(fā)生變化，閉合導線框中產(chǎn)生感應電流，C正確；題圖丁中金屬桿在力F作用下向右運動過程中，若磁場減弱，可知回路的面積變大，磁感應強度減小，回路的磁通量可能保持不變，故回路可能不會產(chǎn)生感應電流，D正確．答案：CD11．解析：(1)線圈A、電池組、開關(guān)、滑動變阻器串聯(lián)，構(gòu)成閉合回路；線圈B、電表串聯(lián)構(gòu)成閉合回路．(2)本實驗要使用電流表來檢測電路中是否有電流產(chǎn)生，A正確．(3)只要線圈B中磁通量發(fā)生變化，電流表指針就會偏轉(zhuǎn)，開關(guān)閉合，線圈A插入線圈B或者從線圈B中拔出，線圈A插入線圈B后閉合或者斷開開關(guān)瞬間，都會使電流表指針偏轉(zhuǎn)，A正確，B錯誤；線圈A插入線圈B中，開關(guān)閉合，滑動變阻器的滑片勻速滑動或者變速滑動，電流表指針都會偏轉(zhuǎn)，C、D錯誤．答案：(1)如圖所示(2)A(3)A12．解析：(1)將磁鐵N極從線圈中拔出，線圈中原磁通量的方向向下，線圈中的原磁通量減小，根據(jù)楞次定律，可知D端為感應電動勢的正極．A與C連接，B與D連接，電流從B流入，指針向b位置偏轉(zhuǎn)．(2)指針向a位置偏轉(zhuǎn)，則電流從A流入，E為感應電動勢的正極，根據(jù)安培定則可知，感應電流的磁場向上，根據(jù)楞次定律可知，磁鐵的Q端是S極．(3)金屬圓環(huán)下落的過程中，條形磁鐵的磁場阻礙圓環(huán)的下落，圓環(huán)的加速度小于重力加速度，桌面受到的壓力應大于磁鐵的重力．但是，當圓環(huán)運動到條形磁鐵中間時，磁通量的變化率為零，圓環(huán)所受安培力為零，圓環(huán)的加速度等于重力加速度，桌面受到的壓力等于磁鐵的重力．D正確．答案：(1)向下減少向b位置偏轉(zhuǎn)(2)S(3)D13．解析：(1)電流計的指針不偏轉(zhuǎn)，因為穿過閉合回路的磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流；(2)根據(jù)Φ＝BScos30°，解得Φ≈3.3×10－4Wb.答案：(1)見解析(2)3.3×10－4Wb14．解析：(1)棒向右以1m/s的速度勻速運動4s時，位移為x＝vt＝1×4m＝4m由于∠MON＝45°，此時回路的面積為S＝eq\f(1,2)x2＝eq\f(1,2)×42m2＝8m2回