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2023人教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汇总大全

1

单选题
1、如图，水平桌面上平放一矩形导线框abcd，O为线框中心。匀强磁场竖直向上，下列操作可使线框中产生感应电流的是（  ）

A．线框水平向右平动
B．线框竖直向上平动
C．线框绕过O点的竖直轴转动
D．线框以ab为轴转动
答案：D
ABC.线框向右平动、竖直向上平动、绕过O点的竖直轴转动时，穿过线框的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故ABC错误；
D.线框以ab为轴转动时，穿过线框的磁通量发生变化，线框中产生感应电流，故D正确。
故选D。
2、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。
3、关于电磁场和电磁波的说法正确是（　　）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电场
B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动
答案：B
A．变化的电场和变化的磁场相互联系，他们统称为电磁场，故A错误；
B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波，选项B正确；
C．在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，选项C错误；
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，但声波是机械波，它们是不同种性质的波动，选项D错误。
故选B。
4、磁感应强度的单位用国际单位制中基本单位表示的是：（　　）
A．特斯拉B．牛/安·米C．韦伯/米2D．千克/安·秒2
答案：D
磁感应强度为
B=FIL
磁感应强度单位为T，则
1T=1NA.m=1kg.m/s2A.m=1kgA.s2
ABC错误，D正确。
故选D。
5、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。
6、已知通电圆环中心处磁感应强度大小与电流成正比，与半径成反比。两个载流线圈（小半圆关于虚线ab对称）中的电流相同，关于O1、O2处的磁感应强度的说法正确的是（  ）

A．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且BO1<BO2
B．O1、O2处均垂直纸面向里，并且BO1<BO2
C．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且BO1=BO2
D．O1、O2处均垂直纸面向里，并且BO1=BO2
答案：A
设大圆在O点的磁感应强度大小为B大，小圆在O点的磁感应强度大小为B小，根据叠加原理和安培定则
BO1=B小-B大
O1磁感应强度方向向外
BO2=B小+B大
O2磁感应强度方向向里
所以
BO1<BO2
综上所述，A正确，BCD错误。
故选A。
7、关于磁通量的概念，以下说法正确的是（　　）
A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
B．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
C．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零
D．磁通量发生变化时，磁感应强度也一定发生变化
答案：C
ABC．当线圈与磁场平行时，磁通量始终为零，与磁感应强度和线圈面积的大小无关，故AB错误，C正确；
D．根据磁通量Φ=BScosα可知，磁通量的变化可能由B、S、α的变化引起，故D错误。
故选C。
8、下列关于磁场中某点磁感应强度方向的说法不正确的是（　　）
A．该点的磁场的方向
B．小磁针在该点静止时N极所指方向
C．小磁针在该点时N极的受力方向
D．小磁针在该点时S极的受力方向
答案：D
磁场中某点的磁场方向为小磁针N极受力方向，或小磁针S极受力方向的反方向，或者说小磁针静止时N极所指方向，同时磁感应强度方向就是磁场的方向，D错误，ABC正确。
本题选错误的，故选D。
9、下列说法正确的是（　　）
A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零
B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
答案：C
AC．在定义电场强度和磁感应强度时，都是在场中放一个小物体，使场对它有力的作用。在电场中放入的是试探电荷，电场强度E用E=Fq来定义，但E与F、q无关，由E=Fq可得F＝qE，故E＝0时，F＝0，故A错误，C正确；
BD．在磁场中放入一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线放置的方向有关，平行于磁场方向放置时，磁场力F＝0，垂直于磁场方向放置时，磁场力F最大。在定义式B=FIl中，通电导线必须垂直磁场方向放置，故BD错误。
故选C。
10、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。
11、我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，如图所示。在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线正下方5cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量为5.0×10-5T，直导线通电后罗盘指针停在北偏西30°的位置，由此测出该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度大小为（  ）

A．533×10-5TB．33×10-4TC．3×10-5TD．1.0×10-4T
答案：A
由题意可知，该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度与地磁场的水平分量合成后的合磁场方向沿北偏西30°，则直导线产生的磁场大小为
B=B地水平tan30∘=5.0×10-5×33T=533×10-5T
故选A。
12、如图所示，线圈与灵敏电流计构成闭合电路，当磁铁向下插入线圈的过程中，发现电流计指针偏转，则当磁铁（　　）

A．从线圈中向上拔出时，电流计指针偏转
B．放在线圈中不动时，电流计指针向左偏转
C．按图示位置在线圈外面上下移动时，电流计指针不会偏转
D．按图示位置在线圈外面左右移动时，电流计指针不会偏转
答案：A
A．磁铁从线圈中拔出时，线圈中磁通量减小，会产生感应电流，电流计偏转，故A正确；
B．磁铁放在线圈中不动时，线圈中磁通量不发生变化，电流计指针不偏转，故B错误；
C．当磁铁按图示位置在线圈外面上下移动时，穿过线圈的磁通量会发生变化，电流计会偏转，故C错误；
D．当磁铁按图示位置在线圈外面左右移动时，穿过线圈的磁通量会发生变化，电流计会偏转，故D错误。
故选A。
13、关于磁场，下列说法正确的是（　　）
A．磁场是一种为研究物理问题而假想的物质
B．所有磁场都是电流产生的
C．磁场只有强弱没有方向
D．地球是一个磁体
答案：D
A．磁场看不见，摸不着，但却真实存在，故A错误；
B．磁体也能产生磁场，故B错误；
C．磁场不仅有强弱，而且也有方向，故C错误；
D．地球周围存在地磁场，故地球是一个磁体，故D正确。
故选D。
14、下列关于在两种不同温度下某一定质量的气体的分子速率分布图像（纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率）和两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系的图像符合实验规律的是（  ）
A．B．
C．D．
答案：C
AB．两种不同温度下某一定质量的气体的分子速率分布图像与坐标轴围成的面积应相等，且温度较高的气体分子速率大的占比更多，AB错误；
CD．黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，C正确，D错误；
故选C。
15、如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅰ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（  ）

A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．不能判断
答案：C
通电导线MN周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN处的磁场强些，磁感线密一些，远离MN处的磁感线疏一些，当线框在Ⅰ位置时，穿过平面的磁通量为ΦI，当线框平移至Ⅱ位置时，穿过平面的磁通量为ΦII，则磁通量的变化量为
ΔΦI=|ΦII-ΦI|=ΦI-ΦII
当线框翻转到Ⅱ位置时，磁感线相当于从“反面”穿过平面，则磁通量为-ΦII，则磁通量的变化量是
ΔΦ2=|-ΔΦII-ΔΦI|=ΦI+ΦII
所以
ΔΦ1＜ΔΦ2
故C正确，ABD错误。
故选C。
多选题
16、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。
17、用如图所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）

A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转
B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转
C．保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转
D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转
答案：AC
A．由题图可知，磁铁N极插入线圈时，原磁场方向向下，原磁通量增大，感应电流磁场向上，感应电流由负接线柱流入电流表，指针发生偏转，A正确；
B．当把磁铁S极从线圈中拔出时，原磁场方向向上，原磁通量减小，则感应电流磁场向上，感应电流由负接线柱流入电流表，指针发生偏转，B错误；
C．同理，保持磁铁在线圈中相对静止时，那么穿过线圈的磁通量不变，则电流表指针不发生偏转，C正确；
D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动时，那么穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转，D错误。
故选AC。
18、公式：①E=Fq，②E=kQr2，③φ=Epq，④WAB=qUAB，⑤E=Ud， ⑥B=FIL。关于以上公式下列说法正确的是（  ）
A．①③④适用任何静电场，②适用点电荷电场，⑤只适用匀强电场定量计算
B．E由F和q决定，φ由Ep和q决定，UAB由WAB和q决定
C．B与F成正比，与IL成反比
D．Ep由φ和q决定，WAB和q有关
答案：AD
A．①③④适用任何静电场，②适用点电荷电场，⑤只适用匀强电场定量计算，选项A正确；
B．E由电场本身决定，与F和q无关；φ由电场本身决定，与Ep和q无关；UAB由电场本身决定，与WAB和q无关，选项B错误；
C．磁感应强度B由磁场本身决定，与F和IL无关，选项C错误；
D．电势能Ep由φ和q决定，电场力做功WAB和UAB和q有关，选项D正确。
故选AD。
19、关于磁场，下列说法正确的是（　　）
A．磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用
B．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态
C．磁场看不见、摸不着，实际不存在，是人们假想出来的一种物质
D．磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无
答案：AB
A．磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用，选项A正确；
BCD．磁场虽然看不见、摸不着，但磁场是客观存在的一种特殊的物质形态，不依赖人的思想而存在，选项B正确，CD错误。
故选AB。
20、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。
21、下列说法中正确的是（　　）
A．白光经三棱镜折射后可以在光屏上形成彩色条纹
B．检测工件表面的平整度利用了光的偏振现象
C．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波
D．利用红外摄影从高空拍摄地面的景物是因为红外线的波长比较长，绕过障碍物的能力较强
E．如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长，这说明该星系正在靠近我们
答案：ACD
A．太阳光为复合光，复合光中各单色光的折射率不同，所以经过三棱镜的两次折射后，会在光屏上形成彩色条纹，选项A正确；
B．用透明的标准样板和单色光检查工件表面的平整度是利用了光的干涉，选项B错误；
C．根据麦克斯韦电磁场理论，可知电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波，选项C正确；
D．利用红外摄影可以减少天气（阴雨、大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物发生衍射，选项D正确；
E．由多普勒效应可知，如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长，这说明该星系正在远离我们，选项E错误。
故选ACD。
22、下列说法正确的是（　　）
A．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的
B．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光
D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去
E．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化电场
答案：BCD
A．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，故A错误；
B．增透膜利用薄膜前后两表面反射来的两列光波其路程差恰好等于半波长的奇数倍，两列波便产生相消干涉，振动减弱，是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度。故B正确；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光，故C正确；
D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，根据
c=λf
光速不变，则频率变小，由多普勒效应可知，当频率变小时，则两者间距增大，可以判断该星球正在离我们远去，故D正确；
E．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生磁场，但不一定是变化的磁场，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场；同理变化的磁场周围产生的电场不一定是变化的，也可能是恒定的，故E错误。
故选BCD。
23、如图所示，线圈abcd水平向右穿过匀强磁场区域B时，下列说法正确的是（  ）

A．进入匀强磁场区域过程中，线圈abcd有感应电流产生
B．在匀强磁场中匀速运动时，线圈abcd没有感应电流产生
C．在匀强磁场中加速运动时，线圈abcd有感应电流产生
D．离开匀强磁场区域的过程中，线圈abcd没有感应电流产生
答案：AB
A．进入匀强磁场过程中，穿过线圈abcd的磁通量增加，所以线圈abcd有感应电流产生，故A正确；
BC．在匀强磁场中运动时，穿过线圈abcd的磁通量不变，所以线圈abcd没有感应电流产生，则线圈abcd不受安培力，做匀速运动，故B正确，C错误；
D．离开匀强磁场区域的过程中，穿过线圈abcd的磁通量减少，线圈abcd有感应电流产生，故D错误。
故选AB。
24、以下哪些概念不是量子化的是（　　）
A．物体的质量B．物体的动能
C．苹果的个数D．教室的高度
答案：ABD
量子化是指物理量只能是一份一份的变化，所以选项C表示量子化的。
故选ABD。
25、安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（    ）

测量序号
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
1
0
21
-45
2
0
-20
-46
3
21
0
-45
4
-21
0
-45
A．测量地点位于北半球B．当地的地磁场大小约为50μT
C．第2次测量时y轴正向指向西方D．第3次测量时y轴正向指向东方
答案：AB
A．由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则测量地点应位于北半球，故A正确；
B．磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为
B=Bx2+Bz2=By2+Bz2
计算得
B ≈ 50μT
故B正确；
CD．由选项A可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，则第2次测量，测量By<0，故y轴指向南方，第3次测量Bx>0，故x轴指向北方而y轴则指向西方，故CD错误。
故选AB。
填空题
26、如图，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ad边逆时针转过60o时，穿过线圈的磁通量为_______Wb，此过程中磁通量的改变量为________Wb，线圈再绕ad边转过30o时，穿过线圈的磁通量为________Wb。

答案：     0.2     0     0
[1]当线圈从图示位置绕ad边逆时针转过60o时，穿过线圈的磁通量为
Φ=BScos60o=0.2Wb
[2]当线圈处于图示位置时，线圈一半在磁场中，穿过线圈的磁通量为
Φ0=B⋅S2=0.2Wb
所以线圈转过60o时磁通量的改变量为
ΔΦ=Φ-Φ0=0
[3]线圈再绕ad边转过30o时，线圈平面与磁感线平行，则穿过线圈的磁通量为0。
27、磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，则穿过线圈平面的磁通量为__________；若按图示方向将abcd绕ad轴转至与磁场方向垂直的虚线位置，则穿过线圈平面的磁通量变化量为__________。 

答案：     BScosθ     BS1-cosθ##BS－BScosθ
[1]开始时穿过线圈平面的磁通量为
Φ1=BScosθ
[2]当线圈平面转至与磁场方向垂直的虚线位置时，穿过线圈平面的磁通量为
Φ2=BS
穿过线圈平面的磁通量变化量为
ΔΦ=Φ2-Φ1=BS1-cosθ
28、奥斯特梦圆“电生磁”∶1820年，丹麦物理学家______发现了_____________。
答案：     奥斯特     电流的磁效应
[1][2]奥斯特梦圆“电生磁”∶1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
29、英国物理学家______预言了电磁波的存在，德国物理学家______通过实验证实了电磁波的存在；医院利用______灭菌消毒（选填“紫外线”或“红外线”）。
答案：     麦克斯韦     赫兹     紫外线
[1][2]英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在；
[3]医院利用紫外线灭菌消毒。
30、真空中有一根半径为R的半圆形细导线，流过的电流为I，则圆心处的磁感强度为_______。
答案：μ0I4R
载有电流I的无限长 ，在距离导线为r处的P点的磁感应强度为
B=μ0I2πr
则半径为R的圆形细导线，当流过的电流为I时，在其圆心处的磁感应强度为
B=μ0I2R
圆形细导线在圆心处的磁感应强度可以看成是由两根半圆形细导线在圆心处产生的磁感应强度的矢量和，由于两根半圆形细导线在圆心处分别产生的磁感应强度相同，所以一根半圆形细导线在圆心处产生的磁感应强度为上式B的12，即为μ0I4R。

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