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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知识点汇总

1

单选题
1、下列关于磁场的说法，正确的是（　　）
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B．磁体与磁体之间是直接发生作用的
C．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场
答案：A
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质，选项A正确；
B．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的，选项B错误；
C．磁场是客观存在的物质，不是为了解释磁极间相互作用而人为规定的，选项C错误；
D．磁体和电流都能产生磁场，选项D错误。
故选A。
2、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。
3、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。
4、如果要用国际单位制中的基本单位表示磁通量的单位，下列表示正确的是（    ）
A．T⋅m2B．V⋅sC．kg⋅m2⋅A-1⋅s-2D．N⋅m⋅A-1⋅s-1
答案：C
根据
Φ=BS
B=FIl
及
F=ma
由这两个公式可得
1kg⋅m⋅s-2⋅m2A⋅m=1kg⋅m2A⋅s2=1kg⋅m2⋅A-1⋅s-2
知磁通量的单位为kg⋅m2⋅A-1⋅s-2。
故选C。
5、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。
6、某实验装置如图1所示，在铁芯P上绕着两个线圈A、B，现给线圈A分别接图2所示的电流，则在t1至t2时间内，与线圈B所接电流表没有示数的是（  ）

A．B．
C．D．
答案：A
A．在t1至t2时间内，线圈A中电流不变，形成的磁场恒定，穿过线圈B的磁通量不变，没有产生感应电流，所接电流表没有示数，A正确；
BCD．B、C、D选项中，在t1至t2时间内，线圈A中电流均发生变化，形成的磁场均发生变化，穿过线圈B的磁通量均发生变化，线圈B中均会产生感应电流，故所接电流表均有示数，BCD错误。
故选A。
7、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。
8、如图所示，三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I，其中P、Q、R为导线上三个点，三点连成的平面与导线垂直，O为PQ连线的中点，且QR=PR。则下列判断正确的是（  ）

A．R点的磁感应强度方向竖直向上
B．P点的磁感应强度方向竖直向下
C．在离Q、R、P三点所连成的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
D．R点与O点的磁感应强度相同
答案：C
A．根据右手螺旋定则和磁场的叠加原理可得

可以得到以下结论
因Q在R点产生的磁场垂直于QR斜向上；P在R点产生的磁场方向垂直PR斜向下，则R点的磁感应强度沿方向水平，A错误；
B．因Q在P点产生的磁场垂直于QP竖直向上；R在P点产生的磁场方向垂直PR斜向上，P点的磁感应强度方向斜向右上方，B错误；
C．根据同方向电流相互吸引，反方向电流相互排斥，在离Q、R两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在合力为零的位置，该位置应该在RO两点的连线上，所以磁感应强度为零的位置也不存在，C正确。
D．因PQ两处的电流在O点的合磁场为零，则O点的磁感应强度方向向右，则R点与O点的磁感应强度方向不相同，大小也不一定相同，D错误；
故选C。
9、下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（　　）
A．均匀变化的磁场在周围空间产生均匀变化的电场
B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
D．只有空间某个区域有振荡变化的电场或磁场，才能产生电磁波
答案：D
A．均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，故A错误；
B．均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不会产生电磁波，故B错误；
C．电磁波最早由麦克斯韦预测，由赫兹通过实验证实，故C错误；
D．电磁波的产生可以由振荡变化的电场或磁场发出，故D正确。
故选D。
10、奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的关系。下列各图中能正确反映直导线周围的磁感线分布的是（　　）
A．B．
C．D．
答案：D
根据安培定则可知，当电流方向向外时，所形成的磁场方向为逆时针方向闭合的曲线。
故选D。
11、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。
12、在人类科学发展的历史长河中，许多物理学家对物理学发展做出了重要贡献，关于物理学家和他们的贡献，下列叙述不符合史实的是（　　）
A．牛顿提出了万有引力定律
B．麦克斯韦建立了电磁理论
C．伽利略发现了电流周围存在磁场
D．爱因斯坦提出了著名的相对论
答案：C
A．牛顿提出了万有引力定律，故A正确，不符合题意；
B．麦克斯韦建立了电磁场理论，故B正确，不符合题意；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，即电流周围存在磁场，故C错误，符合题意；
D．爱因斯坦提出了著名的相对论，故D正确，不符合题意。
故选C。
13、对磁感应强度的定义式B=FIL的理解，下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积成反比
B．公式表明，磁感应强度B的方向与通电导体的受力F的方向相同
C．磁感应强度B是由磁场本身决定的，不随F、I及L的变化而变化
D．如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力F等于0，则该处的磁感应强度也等于0
答案：C
AC．磁感应强度的定义式B=FIL，只是比值定义，但磁感应强度B是由磁场本身决定的，不随F、I及L的变化而变化，A错误，C正确；
B．根据左手定则，磁感应强度B的方向与通电导体的受力F的方向垂直，B错误；
D．当导体与磁场平行时，受到的磁场力F=0，但该处的磁场磁感应强度并不等于0，D错误。
故选C。
14、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。
15、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。
多选题
16、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。
17、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。
18、如图所示，棱长为L的正方体的上、下底面的每条棱上均固定有长直导线，导线间彼此绝缘且通过导线的电流大小均为I0。已知通有电流为I的长直导线在距离d处产生的磁感应强度大小为B=kId。正方体中心磁感应强度的大小可能是（   ）

A．4kI0LB．0C．22kI0LD．26kI0L
答案：BCD
以垂直ABFE面的四根导线为例，导线电流方向改变时对应的ABFE面中心合磁感应强度大小总共有三种，分别是0、22kI0L和4kI0L，若只考虑垂直某面的四根导线在该面中心产生的磁场，当ABFE面中心磁场沿EB方向、BCHF面中心磁场沿BH方向，大小均为22kI0L时，二者夹角为120°，正方体中心处的磁感应强度大小为22kI0L；当ABFE面中心磁场沿BE方向、BCHF中心磁场沿BH方向，大小均为22kI0L时，二者夹角为60°，正方体中心处的磁感应强度大小26kI0L；当ABFE面中心磁场方向沿EF方向，BCHF面中心磁场方向沿BC方向，大小均为4kI0L时，二者夹角为90°，正方体中心处的磁感应强度大小42kI0L；当ABFE面中心磁场方向沿EF方向、大小为4kI0L,BCHF面中心磁场方向沿BH方向、大小为22kI0L时，二者夹角为90°，正方体中心处的磁感应强度大小为26kI0L。故正方体中心的磁感应强度大小可能为0、22kI0L、42kI0L和26kI0L。
故选BCD。
19、如图所示，能自由转动的小磁针水平放置在桌面上。当有一束带电粒子沿与小磁针指向平行的方向从小磁针正上方沿南北方向水平飞过时，所能观察到的现象是 （  ）

A．小磁针不动
B．若粒子带正电，小磁针会发生偏转
C．若粒子带负电，小磁针会发生偏转
D．若小磁针正上方是一根沿南北方向的通电直导线，小磁针会发生偏转
答案：BCD
ABC．无论粒子带正电还是带负电，从小磁针正上方沿南北方向水平飞过时，都会在小磁针处产生沿东西方向的磁场，所以小磁针一定会发生偏转，选项A错误，BC正确；
D．若在小磁针正上方放一根沿南北方向的通电直导线，则会在小磁针处产生沿东西方向的磁场，小磁针会发生偏转，选项D正确。
故选BCD。
20、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。
21、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。
22、关于波的性质，下列说法正确的是（     ）
A．波是振动的传播，所以波的传播都需要介质
B．只要两列波的频率相同，就能形成稳定干涉
C．哈勃望远镜观测到遥远恒星发光的红移现象（频率变小），证明了宇宙在膨胀
D．两列机械波叠加时，振动减弱点可能一直处于平衡位置
E．光的衍射现象证明了光是一种波，而偏振现象则说明它是横波
答案：CDE
A．机械波是介质之间相互作用，将振动的形式传播下去，所以机械波的传播需要介质，而电磁波是电磁场相互激发产生进行传播的，不需要介质，故A错误；
B．形成稳定干涉的条件是，两列波的频率相同且相位差保持恒定不变，故B错误；
C．根据多普勒效应，哈勃望远镜观测到遥远恒星发光的红移现象（频率变小），说明遥远恒星正在远离我们，证明了宇宙在膨胀，故C正确；
D．如果两列机械波的振幅相同，叠加时，振动减弱点一直处于平衡位置，故D正确；
E．光的衍射现象证明了光是一种波，而偏振现象则说明它是横波，故E正确。
故选CDE。
23、下列说法正确的是（　　）
A．普朗克提出能量子的概念
B．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
D．变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场
答案：ACD
A．普朗克为了解释黑体辐射，提出能量子的概念，故A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了该预言，故B错误；
C．电磁波是一种特殊的物质，可以在真空中传播，故C正确；
D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，故D正确。
故选ACD。
24、关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B．雷达是利用电磁波来进行定位和导航的
C．移动电话是通过电磁波来传递信息的
D．利用电磁波传递信息可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
答案：BC
A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，故A错误；
BC．雷达、移动电话都是利用电磁波来工作的，B、C正确；
D．利用电磁波传递信息可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传播，如光纤通信，故D错误。
故选BC。
25、关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（  ）
A．磁感线从磁体的N极出发，到磁体的S极终止
B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的北极
C．磁感线的切线方向就是磁场的方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
答案：BC
A．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极，而在磁体的内部由磁体的S极回到磁体的N极，从而使磁感线形成闭合的曲线，故A错误；
B．由通电螺线管的磁场特点可知，在通电螺线管内部磁感线从螺线管的S极指向N极，所以自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的北极，故B正确。
C．磁感线上该点的切线方向就是该点磁场的方向，故C正确；
D．磁感线的疏密表示磁场的强弱，两条磁感线的空隙处也存在磁场，故D错误。
故选BC。
填空题
26、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.
27、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。
28、磁通量
（1）定义：匀强磁场中___________和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ=BS。
（2）拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的___________与磁感应强度的乘积表示磁通量。

（3）单位：国际单位是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb=___________。
（4）引申：B=ΦS，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。
答案：     磁感应强度B     投影     1T⋅m2
略
29、手机是人们生活中普遍使用的通信工具，它是利用________（选填“电磁波”或“超声波”）进行通信的。
答案：电磁波
[1]手机是利用电磁波进行通信的。
30、电磁波通信：电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率_____，相同时间内传递的信息量_____。
答案：     越高     越大
[1][2]电磁波通信：电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率 越高，相同时间内传递的信息量越大。

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