2020-2021學年高中物理-第十三章-電磁感應與電磁波初-單元達標檢測卷新人教版必修3

2020-2021學年高中物理第十三章電磁感應與電磁波初單元達標檢測卷新人教版必修32020-2021學年高中物理第十三章電磁感應與電磁波初單元達標檢測卷新人教版必修3PAGE2021學年高中物理第十三章電磁感應與電磁波初單元達標檢測卷新人教版必修32020-2021學年高中物理第十三章電磁感應與電磁波初單元達標檢測卷新人教版必修3年級：姓名：第十三章單元達標檢測卷一、選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24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．人眼對綠光較為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要每秒鐘有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺．普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3×108A．2.3×10－18W B．3.8×10－19WC．7.0×10－10W D．1.2×10－18W【答案】A【解析】因只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺，所以察覺到綠光所接收的最小功率P＝eq\f(E,t)，式中E＝6ε，又ε＝hν＝heq\f(c,λ)，可解得P＝eq\f(6×6.63×10－34×3×108,530×10－9×1)W≈2.3×10－18W．2．關于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是()A．磁感線可以形象地描述各點磁場的方向B．磁場是為了解釋磁極間的相互作用而人為規(guī)定的C．由B＝eq\f(F,Il)可知，某處磁感應強度大小與放入該處的通電導線Il乘積成反比D．一小段通電導體在磁場中某處不受磁場力作用，則該處的磁感應強度一定為零【答案】A【解析】磁感線的切線方向為磁場的方向，則磁感線可以形象地描述各點磁場的方向，故A正確；磁場是客觀存在的物質，磁感線是為了解釋磁極間的相互作用而人為假想的，故B錯誤；某處磁感應強度大小只由磁場本身決定，與放入該處的通電導線Il乘積無關，故C錯誤；一小段通電導體在磁場中某處不受磁場力作用，可能是直導線的放置方向與磁場平行，該處的磁感應強度不一定為零，故D錯誤．3．關于通電直導線周圍磁場的磁感線分布，下列示意圖中正確的是()【答案】A【解析】伸開右手，大拇指方向為電流方向，則四指環(huán)繞方向為逆時針，故A正確，B、C、D錯誤．4．如圖所示，套在條形磁鐵外的三個線圈，其面積S1>S2＝S3，且“3”線圈在磁鐵的正中間．設各線圈中的磁通量依次為Φ1、Φ2、Φ3則它們的大小關系是()A．Φ1>Φ2>Φ3 B．Φ1<Φ2<Φ3C．Φ1>Φ2＝Φ3 D．Φ1<Φ2＝Φ3【答案】B【解析】在條形磁鐵內外都有磁場，套在條形磁鐵外的三個線圈的磁通量為內部向左的磁通量減去外部向右的磁通量，而內部向左的磁通量相同，外部向右的磁通量越大，抵消越多，總磁通量越少，1,2在同一位置，1的外部面積大，則向右的磁通量大，故Φ2>Φ1,2,3面積一樣，3位置外部B非常小，則外部向右磁通量小，則Φ3>Φ2；可得Φ1<Φ2<Φ3，故B正確．5．如圖所示，在磁感應強度為B＝1T的勻強磁場中，固定一根與磁場方向垂直的通電直導線OO′，在導線外，以導線截面的中心為圓心的圓周上有a、b、c、d四個點．已知c點的磁感應強度為eq\r(2)T，方向斜向右上方，并與磁感應強度B方向的夾角為45°，則下列說法正確的是()A．直導線中的電流方向垂直紙面向里B．a(chǎn)點的磁感應強度與c點的相同C．d點的磁感應強度為零D．b點的磁感應強度為零【答案】D【解析】由題，c點的磁感應強度為eq\r(2)T，方向斜向右上方，并與B的夾角為45°，說明通電導線在c點產(chǎn)生的磁感應強度與勻強磁場的磁感應強度大小相等，也是1T，方向向上，根據(jù)安培定則可知，直導線中的電流方向垂直紙面向外，故A錯誤．通電導線在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為1T，由安培定則可知，通電導線在a處的磁感應強度方向豎直向下，根據(jù)平行四邊形與勻強磁場進行合成得知，a點感應強度為eq\r(2)T，方向與水平方向成45°斜向右下方，與c點的磁感應強度的方向不同，故B錯誤．電流的方向向外，則電流在d點產(chǎn)生的磁場方向向右，大小為1T，所以d點的磁感應強度大小為2T，方向向右，故C錯誤．通電導線在b處的磁感應強度方向水平向左，則b點磁感應強度為0，故D正確．6．如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導線AB與OO′平行，且AB、OO′所在平面與線圈平面垂直，如要在線圈中產(chǎn)生感應電流，可行的做法是()A．AB中電流I逐漸增大B．AB中電流I先增大后減小C．AB正對OO′，逐漸靠近線圈D．線圈繞OO′軸逆時針轉動90°(俯視)【答案】D【解析】由于通電直導線AB與OO′平行，且AB、OO′所在平面與線圈平面垂直．AB中無論電流如何變化，或AB正對OO′靠近線圈或遠離線圈，線圈中磁通量均為零，不能在線圈中產(chǎn)生感應電流，故A、B、C錯誤；線圈繞OO′軸逆時針轉動90°(俯視)，穿過閉合線圈的磁通量變化，線圈中產(chǎn)生感應電流，故D正確．7．在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗中，能觀察到感應電流的是()A．將線圈與電流表組成一閉合回路，并放在磁鐵旁邊，觀察電流表的變化B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C．將一房間內的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，向線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化【答案】D【解析】產(chǎn)生感應電流必須滿足的條件：①電路閉合；②穿過閉合電路的磁通量要發(fā)生變化．A、B電路閉合，但磁通量不變，不能產(chǎn)生感應電流，故A、B錯誤；C滿足產(chǎn)生感應電流的條件，也能產(chǎn)生感應電流，但是等從一個房間到另一個房間后，電流表中已沒有電流，故C也不能觀察到電流表的變化；D滿足產(chǎn)生感應電流的條件，能產(chǎn)生感應電流，可以觀察到電流表的變化，所以D正確．8．如圖所示，通電直導線右邊有一個矩形線框，線框平面與直導線共面，若使線框從圖中實線位置向左緩慢平移到虛線位置，此時直導線正好平分矩形線框．已知直線電流在周圍產(chǎn)生的磁場隨距離增大而減弱，則穿過線框的磁通量將()A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先減后增 D．先增后減【答案】D【解析】通電直導線產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，離導線越遠磁場越弱，磁感線越疏，則當線框靠近通電導線，線框的左側邊框沒有通過導線所在位置時，穿過線框的磁感線的條數(shù)越來越多，磁通量將逐漸增大．當線框平移到虛線位置，此時直導線正好平分矩形線框，故磁通量逐漸減小，直至為零．故D正確，A、B、C錯誤．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16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4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分．9．根據(jù)磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,Il)，下列說法中不正確的是()A．在磁場中某確定位置，B與F成正比，與I、l的乘積成反比B．一小段通電直導線在空間某處受磁場力F＝0，那么該處的B一定為零C．磁場中某處B的方向跟電流在該處受磁場力F的方向相同D．一小段通電直導線放在B為零的位置，那么它受到的磁場力F也一定為零【答案】ABC【解析】磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,Il)，是比值定義的，在磁場中某確定位置，B與F與I、l的乘積沒有直接關系，僅是它們的比值，A錯誤．一小段通電直導線在空間某處受磁場力F＝0，如果電流平行于磁場放置則B不一定為零，B錯誤．磁場中某處的B的方向跟電流在該處受磁場力F的方向垂直，C錯誤．一小段通電直導線放在B為零的位置，那么它受到磁場力F也一定為零，D正確．本題選不正確的，選ABC．10．一束粒子沿水平方向平行飛過小磁針上方，如圖所示，此時小磁針S極向紙內偏轉，這一束粒子可能是()A．向右飛行的正離子束 B．向左飛行的正離子束C．向右飛行的負離子束 D．向左飛行的負離子束【答案】BC【解析】向左飛行的正離子束形成的電流方向向左，根據(jù)安培定則可知，離子在下方產(chǎn)生的磁場方向向外，則N極轉向外，S極轉向里，B正確；同理，可知D錯誤；向右飛行的負離子束形成的電流方向向左，根據(jù)安培定則可知，離子在下方產(chǎn)生的磁場方向向外，則N極轉向外，S極轉向里，符合題意，故C正確，同理可知A錯誤．11．測溫是防控新冠肺炎的重要環(huán)節(jié)．額溫槍是通過傳感器接收人體輻射的紅外線，給人體測溫的．下列說法正確的是()A．紅外線是波長比紫外線長的電磁波B．紅外線可以用來殺菌消毒C．體溫越高，人體輻射的紅外線越強D．紅外線在真空中的傳播速度比紫外線的大【答案】AC【解析】紅外線和紫外線都屬于電磁波，且紅外線的波長比紫外線的長，故A正確；紫外線可用于殺菌消毒，紅外線具有熱效應，故B錯誤；額溫槍能測溫度是因為溫度不同的人體輻射的紅外線強弱不同，體溫越高，人體輻射的紅外線越強，故C正確；任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都相同，等于光速，故D錯誤．12．如圖所示是一種延時開關，當S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通．當S1斷開時，由于電磁感應作用，D將延遲一段時間才被釋放．試分析下列說法中正確的是()A．由于A線圈的電磁感應作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用B．由于B線圈的電磁感應作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用C．如果斷開B線圈的開關S2，延時將變長D．如果斷開B線圈的開關S2，無延時作用【答案】BC【解析】當S1、S2均閉臺時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C電路接通；當S1斷開時，由于線圈B中的磁通量變化，從而出現(xiàn)感應電流，致使F中仍有磁性，出現(xiàn)延遲一段時間才被釋放．若線圈S2斷開時，當S1斷開，線圈B中不會有感應電流，則不會出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，故選BC．三、非選擇題：本題共6小題，共60分．13．(4分)1831年，物理學家法拉第用如圖所示的實驗，成功發(fā)現(xiàn)了磁生電現(xiàn)象，開關始終處于閉合狀態(tài)時，a線圈中(填“有”或“無”)感應電流產(chǎn)生，開關閉合或斷開瞬間，a線圈中(填“有”或“無”)感應電流產(chǎn)生．【答案】無有【解析】開關始終閉合時，因穿過a線圈的磁通量不變，所以無感應電流產(chǎn)生．開關閉合瞬間穿過a線圈的磁通量突然增大，所以有感應電流產(chǎn)生．開關斷開瞬間，穿過a線圈的磁通量突然減小，所以有感應電流產(chǎn)生．14．(8分)下圖是某興趣小組研究磁生電現(xiàn)象所需的器材．請你協(xié)助該小組完成如下工作．用實線將帶有鐵芯的線圈A、電源、滑動變阻器和開關連接成原線圈回路，將小量程電流表和線圈B連接成副線圈回路，并列舉出在實驗中改變副線圈B的回路中磁通量，使副線圈B的回路產(chǎn)生感應電流的三種方式：①；②；③．【答案】見解析【解析】實物連接如圖所示．①原線圈A插入副線圈B后，合上(或斷開)開關瞬間；②合上開關后，將原線圈A插入副線圈B或從副線圈B中抽出；③合上開關，將原線圈A插入副線圈B后，移動滑動變阻器的滑片．15．(10分)一磁感應強度為B的勻強磁場，方向水平向右，一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置，平面abcd與豎直方向成θ角，將abcd繞ad軸轉180°角，則穿過線圈平面的磁通量的變化量是多少？【答案】2BScosθ【解析】開始時穿過線圈平面的磁通量為Φ1＝BScosθ后來穿過線圈平面的磁通量為Φ2＝－BScosθ則磁通量的變化量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScosθ．16．(12分)磁場中放一與磁場方向垂直的電流元，通入的電流是2.5A，導線長10cm，它受到的磁場力為5×10－2N．問：(1)這個位置的磁感應強度是多大？(2)如果把通電導線中的電流增大到5A時，這一點的磁感應強度是多大？(3)如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，是否可以肯定這里沒有磁場？【答案】(1)0.2T(2)0.2T(3)不可以【解析】(1)由磁感應強度的定義式得B＝eq\f(F,Il)＝eq\f(5×10－2N,2.5A×1×10－1m)＝0.2T．(2)磁感應強度B是由磁場和空間位置(點)決定的，和導線的長度l、電流I的大小無關，所以該點的磁感應強度還是0.2T．(3)不可以．如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，則有兩種可能：①該處沒有磁場；②該處有磁場，但通電導線與磁場方向平行．17．(13分)已知某地地面處的地磁場水平分量約為3×10－5T，某校物理興趣小組做估測磁體附近磁感應強度的實驗．他們將一小羅盤磁針放在一個水平放置的螺線管附近的軸線上，如圖所示．小磁針靜止時N極指向y軸正方向，當接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向．請在圖上標明螺線管導線的繞向和電流的方向，并求出該通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁感應強度大小．(保留1位有效數(shù)字)【答案】見解析圖5×10－5T【解析】接通電源后，小磁針N極指向是地磁場和螺線管磁場的合磁場的方向，由此可判定螺線管的磁場在小磁針處方向水平向右，由安培定則判斷螺線管導線繞向如圖甲所示．甲乙由題意知地磁場水平分量By＝3×10－5T，設通電螺線管產(chǎn)生的磁場為Bx．由圖乙知eq\f(Bx,By)＝tan60°得Bx＝3×10－