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通用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必须掌握的典型题

1

单选题
1、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。
2、如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是（  ）

A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动（小于90°）
C．以ad边为轴转动（小于60°）
D．以bc边为轴转动（小于60°）
答案：D
A．将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，故A不符合题意；
B．当线框以ab边为轴转动（小于90°）时，穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，故B不符合题意；
C．当线框以ad边为轴转动（小于60°）时，穿过线框的磁通量减少，所以在这个过程中，线框中会产生感应电流，故C不符合题意；
D．当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变，线框中不产生感应电流，故D符合题意。
故选D。
3、如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，则（  ）

A．当运动到关于OO′对称的位置时穿过回路的磁通量向外
B．当运动到关于OO′对称的位置时穿过回路的磁通量向里
C．在从左边磁场运动到右边磁场的过程中穿过回路的磁通量一直减少
D．在从左边磁场运动到右边磁场的过程中穿过回路的磁通量先减少后增加
答案：D
AB．正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时，穿过回路的两个方向相反的磁场在回路中的面积相等，且磁感应强度大小均为B，故穿过回路的磁通量为零，故AB错误；
CD．由图可知正方形闭合回路在从左边磁场运动到右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加，故C错误，D正确。
故选D。
4、为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现横梁绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（  ）

A．若其他条件相同，磁铁接近A环越快，A环中产生的感应电动势就越大
B．若其他条件相同，而将磁铁的N极接近B环，则横梁将绕支点沿逆时针（俯视）方向转动
C．无论磁铁靠近A环或B环，相应环中都有焦耳热产生
D．若磁铁N极靠近A环，沿磁铁运动方向观察，A环会有沿环顺时针方向的感应电流
答案：A
A．A环闭合，磁铁接近A环越快，A环中磁通量的变化率越大，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势越大，故A正确；
B．B环不闭合，磁铁接近B环时，环内不产生感应电流，因此B环不受磁场的作用力，横杆不转动，故B错误；
C．磁铁靠近A环时，在A环内会产生感应电流，从而产生焦耳热，当磁铁靠近B环时，会产生感应电动势，但不会形成感应电流，不会产生焦耳热，故C错误；
D．磁铁N极靠近A环时，A环垂直于纸面向里的磁通量增大，所以A环中感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，A环中会产生逆时针方向的感应电流，故D错误。
故选A。
5、如图所示，竖直长直导线通以恒定电流I，闭合线圈abcd与直导线在同一平面内，导致圈内磁通量发生变化的线圈运动是（  ）

A．水平向右平移B．竖直向下平移
C．竖直向上平移D．以竖直长直导线为轴转动
答案：A
A．竖直长直导线通以恒定电流I，会以导线为中心形成环形磁场，离导线越远，磁感应强度越小，若水平向右平移，磁通量变小，故A正确；
BC．由上述分析可知，若线圈竖直向上或向下平移，磁感应强度不变，磁通量大小也不变，故BC错误；
D．由上述分析可知，若以竖直长直导线为轴转动，磁感应强度不变，磁通量大小也不变，故D错误。
故选A。
6、下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度B增强，磁通量一定变大
B．线圈面积S增大，磁通量一定变大
C．只要穿过电路的磁通量不为零，电路中一定产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量增加，电路中产生感应电流
答案：D
AB．磁通量为磁感应强度B与垂直磁场方向的线圈面积S的乘积，磁通量发生变化可能是磁感应强度发生变化，也可能是线圈面积发生变化，还可能是磁场与线圈的夹角发生变化引起的，若磁感应强度和线圈面积同时变化，则磁通量不一定变化，故AB错误；
CD．电路中有无感应电流产生取决于穿过回路的磁通量是否发生变化，而不是回路中有无磁通量，故C错误，D正确。
故选D。
小提示：磁通量发生变化才会产生感应电流，磁通量的变化与哪些因素有关，也可以通过感应电流的定义式进行分析。
7、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。
8、图为通电螺线管，A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，B点在螺线管内，C点在螺线管外，B、D两点均在螺线管内部且位于螺线管的轴线上。下列说法正确的是（  ）

A．在A处放置的小磁针静止后，小磁针的N极指向右方
B．在D处放置的小磁针静止后，小磁针的N极指向右方
C．B、C两点的磁感应强度相同
D．B、D两点的磁感应强度相同
答案：D
A．根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，则在A处放置的小磁针静止后，小磁针的N极指向左方，选项A错误；
B．螺线管内部的磁感线从右向左，可知在D处放置的小磁针静止后，小磁针的N极指向左方，选项B错误；
CD．根据通电螺线管的磁场特点，内部为匀强磁场且最强，管外为非匀强磁场，B点比C点的磁感应强度大，且两点的磁场方向也不同；B、D两点的磁感应强度相同，故C错误，D正确； 
故选D。
9、如图所示，O处有一通电直导线，其中的电流方向垂直于纸面向里，图形abcd为以O点为同心圆的两段圆弧a和c与两个半径b和d构成的扇形，则以下说法中正确的是（  ）

A．该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示，且离O点越远，磁场越强
B．该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示，且离O点越远，磁场越弱
C．该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示，且离O点越远，磁场越强
D．该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示，且离O点越远，磁场越弱
答案：D
由安培定则可知，通电直导线周围磁场的磁感线是以通电导线为圆心的一系列同心圆，方向是图中a或c箭头所示，且离通电直导线越远，磁场越弱。
故选D。
10、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。
11、在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未爆炸的炸药若残留在爆破孔内，则很容易发生人员伤亡事故.为此科学家制造了一种磁性炸药，即在炸药中掺入了10%的磁性材料——钡铁氧体，然后放入磁化机磁化.磁性炸药一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不爆炸的情况可使用磁性探测器测出未爆炸的炸药，从而降低事故发生的概率.已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400 ℃，炸药的爆炸温度为2240~3100 ℃，一般炸药引爆温度最高为140 ℃左右.以上材料表明（  ）
A．磁性材料在低温下容易被磁化，在高温下容易被消磁
B．磁性材料在高温下容易被磁化，在低温下容易被消磁
C．磁性材料在低温下容易被磁化，也容易被消磁
D．磁性材料在高温下容易被磁化，也容易被消磁
答案：A
由安培分子电流假说可知，低温情况下，分子运动不剧烈，在外磁场的作用下，分子环形电流的磁极趋向基本一致，因而易被磁化，而高温时，分子剧烈运动，导致分子环形电流的磁极趋向重新变得杂乱无章，进而达到消磁目的。
故选A。
12、下列说法不符合事实的是（　　）
A．普朗克提出能量子的概念B．法拉第最早引入电场的概念
C．伽利略提出了加速度的概念D．库伦通过扭秤实验测出了静电力常量
答案：D
A．能量子的概念由普朗克提出的，故A正确；
B．法拉第最早引入电场的概念，故B正确；
C．伽利略提出了加速度的概念，故C正确；
D．静电力常量是一个无误差常数，既不是库仑通过扭秤测出来的，也不是后人通过库仑扭秤测出来的，而是通过麦克斯韦的相关理论算出来的，故D错误。
本题选错误项，故选D。
13、丹麦物理学家奥斯特在1820年4月发现了电流的磁效应，从而开启了人类对电与磁相互关联关系探索的序幕。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B=kIr，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图为垂直于纸面放置在x轴上0和x0处的两根平行长直导线，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知I1>I2。规定磁场方向垂直于x轴向上为正，在0~x0区间内磁感应强度B随x变化的图线可能是图中的（  ）

A．B．
C．D．
答案：A
由安培定则可知，左侧导线中的电流在该导线右侧产生的磁场的方向垂直于x轴向上，而右侧导线中的电流在该导线左侧产生的磁场的方向垂直于x轴向下，由于规定磁场方向垂直于x轴向上为正，故在0∼x0区间内磁场方向先为正后为负。根据通电长直导线周围某点磁感应强度
B=kIr
和
I1>I2
可知在x02的位置磁场方向为正方向，A正确；
故选A。
14、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。
15、国际非电离辐射防护委员会规定，高铁产生的磁场辐射的安全标准为100μT以下。则用国际单位制基本单位表示该磁感应强度正确的是（  ）
A．1T=1kg⋅m2/AB．1T=1kg/(A⋅s)
C．1T=1N/(A⋅m)D．1T=1kg/A⋅s2
答案：D
根据
B=FIL
可得磁感应强度的单位是N/(A⋅m)，但N不是国际单位制基本单位，又由
F=ma
可得
1N=1kg⋅m/s2
联立可得
1T=1kg/A⋅s2
故ABC错误，D正确。
多选题
16、如图所示，当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间（导轨间有磁场，方向垂直纸面向里），下列说法正确的是（  ）

A．导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流
B．导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流
C．圆形金属环B中有感应电流
D．圆形金属环B中没有感应电流
答案：AC
AB．当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间，切割磁感线产生感应电流，导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流，故A正确，B错误；
CD．通过螺线圈管A的电流突然增大，螺线圈管A产生的磁场突然变强，穿过金属环B的磁通量突然增大，由楞次定律可知，B中产生感应电流，故C正确，D错误。
故选AC。
17、把一个N匝边长为L的正方形线框放入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，则关于穿过线框的磁通量，下列说法正确的是（  ）
A．可能为NBL2B．一定为BL2
C．可能为零D．可能为13BL2
答案：CD
穿过线框的磁通量与线框的匝数无关。由于线框平面与磁场方向间关系不清楚，所以磁通量的范围为
0≤Φ≤BL2
故选CD。
18、将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一个匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是（　　）
A．B．
C．D．
答案：BC
BD．匀强磁场中各点的磁感应强度不随F或IL的变化而变化，选项B正确，选项D错误。
AC．由于导线垂直于磁场，故
B=FIL
即
F=ILB
可见F与IL成正比，选项A错误，选项C正确。
故选BC。
19、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。
20、某同学用如下实验鉴别银行展厅的金条是否为纯金的：用轻绳将金条悬挂起来，先将条形磁铁的N极缓慢靠近金条，金条静止不动；然后再将条形磁铁快速远离金条，发现金条发生明显摆动。下列说法中正确的是（  ）。
A．金条发生摆动是由电磁感应引起的
B．金条摆动一定是由于空气流动引起的
C．通过实验可以判断金条含有铁磁性物质
D．通过实验可判断金条一定不是纯金的
答案：AC
AB．将条形磁铁的N极缓慢靠近金条，金条静止不动，将条形磁铁快速远离金条，金条中的磁场产生快速变化，在金条中产生感应电流，金条受到了磁场力作用而摆动，所以金条摆动是由电磁感应引起的，A正确，B错误；
C．金条摆动，是金条中的感应电流产生铁磁性物质与条形磁铁相互作用产生的，C正确；
D．因为所有导电的物体在快速变化的磁场中都会产生感应电流，从而受到磁场力作用，金条是导电体，所以用此实验确定金条可能是纯金的，可能不一定是纯金的， D错误。
故选AC。
21、“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（  ）
A．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/s
B．红外线的波长比紫外线大
C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波
D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论
答案：BD
A．电磁波在不同介质中的传播速度不同，其在真空中传播的速度为3×108m/s，A错误；
B．红外线的波长比紫外线大，B正确；
C．麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，C错误；
D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，D正确。
故选BD。
22、关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　）
A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体
答案：CD
A．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，而不发生发射，这样的物体称为黑体，故A错误；
BC．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，C正确；
D．射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体，故选项D正确。
故选CD。
23、如图所示，线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法正确的是（  ）

A．进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流
B．在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流
C．在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流
D．离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流
答案：AB
A．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电流，当进入匀强磁场区域的过程中，穿过线圈的磁通量增大，所以有感应电流，A正确；
B．无论线圈在磁场中做匀加速还是匀速运动，线圈的磁通量都不发生变化，所以线圈中无感应电流，B正确；
C．在匀强磁场中加速运动时，线圈的磁通量都不发生变化，ABCD中没有感应电流，C错误；
D．在离开匀强磁场区域的过程中，穿过线圈的磁通量减小，所以线圈中会产生感应电流，D错误。
故选AB。
24、下列现象涉及电磁感应的是（　　）

A．图甲，利用直流高压静电除尘B．图乙，将铜片和锌片插入柚子发电
C．图丙，利用无线充电装置对手机充电D．图丁，用铝框做磁电式电表表头的骨架
答案：CD
A．直流高压静电除尘是通过高压将气体电离，尘粒与负离子结合带上负电，在电场力作用下向正极表面积累，不涉及电磁感应，A错误；
B．将铜片和锌片插入柚子发电，是利用柚子中的化学物质和金属片发生反应产生电能，不涉及电磁感应，B错误；
C．利用无线充电装置对手机充电，原理是通过交流电源对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使手机内的感应线圈产生感应电流，涉及到电磁感应，C正确；
D．用铝框做磁电式电表表头的骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，产生安培阻力，使其很快停止摆动，涉及到电磁感应，D正确。
故选CD。
25、1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（  ）
A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的
B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子”
C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量
D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的
答案：ABC
能量子假说认为，物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份能量单位，称为“能量子”，能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故ABC符合题意，D不符合题意。
故选ABC。
填空题
26、发现电流能产生磁场的科学家是_________；发现磁场能产生电流的科学家是________。
答案：     奥斯特     法拉第
[1]发现电流能产生磁场的科学家是奥斯特。
[2]发现磁场能产生电流的科学家是法拉第。
27、黑体∶
（1）定义∶某种物体能够____吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就叫作____。
（2）黑体辐射的特点∶黑体辐射电磁波的强度按____的分布只与黑体的____有关。
答案：     完全     黑体     波长     温度
（1）[1][2]某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就叫作黑体。
（2）[3][4] 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
28、长波的波长范围为3 000～30 000 m，短波的波长范围为10～50 m，则长波的频率范围是________，短波的频率范围是________。
答案：     10～100 kHz     6～30 MHz
[1]已知长波波长范围为3 000～30 000 m，而波速c＝3.0×108 m/s.由
c＝λf
可知
f1＝3.0×1083000 Hz＝1×105 Hz＝100 kHz
f2＝3.0×10830000 Hz＝1×104 Hz＝10 kHz
则长波频率在10～100 kHz之间．
[2]同理由短波的波长范围为10～50 m，则频率范围是6～30 MHz.
29、上海的交通线路上使用“非接触式IC卡”，应用了电磁感应原理。电磁感应现象的最早发现者是____________，产生感应电流的条件是_______________________________。
答案：     法拉第     穿过闭合线圈的磁通量发生变化
[1][2]电磁感应现象的最早发现者是法拉第，产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化。
30、麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设：
（1）变化的磁场能够在周围空间产生____（如图甲所示）。
（2）变化的电场能够在周围空间产生____（如图乙所示）。

答案：     电场     磁场
(1)[1]变化的磁场能够在周围空间产生电场。
(2)[2]变化的电场能够在周围空间产生磁场。

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