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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经典大题例题

1

单选题
1、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。
2、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。
3、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。
4、关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是（　　）
A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C．穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中一定会产生感应电流
D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流
答案：D
A．闭合电路在磁场中运动，磁通量可能不变，没有感应电流产生，A错误；
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，若有多个边切割磁感线，产生几个感应电动势，总的感应电动势可能为零，没有感应电流，B错误；
C．产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化，与磁通量是否是0无关，C错误；
D．只要穿过闭合电路的磁感应条数发生了变化，即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会有感应电流，D正确。
故选D。
5、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。
6、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。
7、如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（  ）

A．ab向左运动，同时增大磁感应强度B
B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C．ab向右运动，同时使θ减小
D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°）
答案：C
A．ab向左运动，会使闭合回路面积变小，同时增大磁感应强度B，根据
Φ=BScosθ
可能使闭合回路的磁通量保持不变，则可能不会产生感应电流，选项A错误；
B．因闭合回路的磁通量
Φ=BScosθ
若使磁感应强度B减小，θ角同时也减小，则磁通量可能不变，则可能不会产生感应电流，选项B错误；
C．ab向右运动，会使闭合回路面积变大，同时使θ减小，根据
Φ=BScosθ
一定能使闭合回路的磁通量变大，则一定能有感应电流，选项C正确；
D．ab向右运动会使闭合回路面积变大，根据
Φ=BScosθ
同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°），则磁通量可能不变，则可能不会产生感应电流，选项D错误；
故选C。
8、隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法正确的是（  ）
A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，你也不能看到它
B．使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现
C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流
D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击
答案：B
分析：根据题中物理情景可知，本题考查雷达，根据雷达工作原理的规律，运用障碍物反射电磁波的特性等，进行分析推断。
A．雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，飞机运用隐蔽色涂层后还要反射电磁波，故A错误；
B．使用吸收雷达电磁波的材料，可以减少电磁波的反射，故B正确；
C．使用吸收雷达电磁波涂层后，机翼为导体，根据电磁感应知识可知，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上仍会产生感应电流，故C错误；
D．发动机、喷气尾管等采取隔热、降温等措施后仍会反射电磁波，故D错误。
故选B。
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。
11、三根相互平行长直导线a、b、c分别从等腰直角三角形三个顶点处垂直穿过纸面且固定，导线中通有大小和方向均相同的恒定电流，如图所示．若b导线中的电流产生的磁场在a、c连线中点O处的磁感应强度大小为B0，则O点处的磁感应强度大小为（  ）

A．5B0B．2B0C．3B0D．B0
答案：D
由安培定则可知，导线a与导线c在O点产生磁场的磁感应强度的矢量和等于零，则O点的磁感应强度大小等于导线b在O点产生的磁感应强度的大小，则O点处的磁感应强度大小为B0，则D正确，ABC错误。
故选D。
12、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。
13、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。
14、下列说法正确的是（　　）
A．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量G
B．牛顿提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
C．库仑发现了库仑定律并测出了电子的电量
D．赫兹发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件
答案：A
A．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量G，故A正确；
B．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，故B错误；
C．库仑发现了库仑定律，密立根测出的电子质量，故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件，故D错误。
故选A。
15、以下物理量为矢量，且单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　）
A．磁通量T·m2
B．电场强度 kg·m/（C·s2）
C．磁感应强度kg/（A·s2）
D．电流A
答案：C
A．磁通量为标量，故A错误；
B．电场强度是矢量，根据
E=Fq=maIt
可知电场强度单位可表示为kg·m/（A·s3），故B错误；
C．磁感应强度是矢量，根据
B=FIL=maIL
可知磁感应强度单位可表示为kg/（A·s2），故C正确；
D．电流是标量，故D错误。
故选C。
多选题
16、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。
17、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。
18、如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向右，L2中的电流方向向上；L2的左侧有a、b两点，它们关于L1对称，且两点到L2的距离相等，则（  ）

A．L1中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度不同
B．L2中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度方向相反
C．a点的磁感应强度比b点的大
D．a、b点的磁感应强度大小相等
答案：AC
AB．根据安培定则可知，L1中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小相同、方向相反，L2中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小和方向均相同，故A正确，B错误；
CD．设L1中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小均为B1，L2中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小均为B2，规定垂直纸面向外为正方向，根据安培定则以及磁感应强度的叠加法则可知
Ba=B1+B2
Bb=B2-B1
所以
Ba>Bb
故C正确，D错误。
故选AC。
19、如图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是（  ）
A．B．C．D．
答案：AC
根据磁感线特点可知，磁感线越密集的地方磁感应强度越大，故AC正确，BD错误。
故选AC。
20、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（  ）

A．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球赤道上方的小磁针的N极在静止时指向地理南极
D．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
答案：BD
A．由于地磁场的磁场方向沿磁感线的切线方向，由题图可知，只有地球赤道处的地磁场方向与地面平行，故A错误；
B．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故B正确；
C．地磁北极在地理南极附近，地球赤道上方的小磁针的N极在静止时不指向地理南极，故C错误；
D．地理南、北极与地磁场的南、北极存在一个夹角，这个角为磁偏角，所以两者不重合，故D正确。
故选BD。
21、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轴正向指向北方D．第3次测量时y轴正向指向东方
答案：AB
A．地球磁场如图所示

地球可视为一个磁偶极，磁南极大致指向地理北极附近，磁北极大致指向地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。由表中z轴数据（Bz为负值）可看出z轴的磁场竖直向下，则测量地点应位于北半球，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
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，CD错误。
故选B。
22、“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。
23、如图所示，某空间有一竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，两条平行通电长直导线M和N，固定在某水平面上，电流方向如图。与M和N平行的电流元（不计重力）放在位置P，恰好平衡。图中为垂直导线的截面图，已知电流磁场的磁感应强度与到导线的距离成反比，PMN构成边长为L的正三角形。则下列判断正确的是（  ）

A．通电金属直导线M在P的磁感应强度大小为33B
B．P的正下方32L处的合磁感应强度为3B
C．电流元P的电流方向一定垂直纸面向外
D．P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零
答案：BD
A．因为与M和N相互平行的电流元放在位置P，恰好平衡，说明匀强磁场与通电金属直导线M和N的合磁感应强度为零，根据安培定则，判断P位置的磁场，可知通电金属直导线M在P的磁感应强度为B，故A错误；
B．P的正下方32L处，即MN中间，已知电流磁场的磁感应强度与到导线的距离成反比，所以P的正下方32L处的合磁感应强度大小为
B合=4B-B=3B
故B正确；
C．电流元的电流方向不一定垂直纸面向外，故C错误；
D．根据对称，P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零，故D正确。
故选BD。
24、对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是（　　）
A．微波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波
B．微波和声波一样都只能在介质中传播
C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
答案：ACD
A．微波是电磁波中按波长分类波长较小的一种，微波是指波长在10-3m到10m之间电磁波，故A正确；
B．微波是电磁波，电磁波既能在介质中传播也能在真空中传播，而声波是机械波，只能在介质中传播，故B错误；
C．黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的，而光是电磁波，所以黑体的热辐射实际上是电磁辐射故，C正确。
D．普朗克在研究黑体辐射的过程中提出了黑体辐射的能量是一份一份的，从而提出了能量子的假说，故D正确。
故选ACD。
25、在我国南海上有一浮桶式灯塔，其结构如图所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中阴影部分），其内部为产生磁场的磁体，磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，线圈与塔灯相连，下列说法正确的是（  ）

A．该装置的工作原理是电磁感应现象B．当海面无波浪时，该灯塔能够发光
C．当海面有波浪时，该灯塔无法发光D．圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等
答案：AD
A．圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，回路产生感应电流，该装置的工作原理是电磁感应现象，A正确；
B．当海面无波浪时，线圈没有相对磁体上下运动，则线圈没有切割磁感线，所以该灯塔无法发光，B错误；
C．当线圈上下运动时，线圈切割磁感线，所以回路中有感应电流，可以发光，C错误；
D．根据对称性可知，圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等，D正确。
故选AD。
填空题
26、定量描述磁场强弱和方向的物理量是______，其单位可用国际单位制中的基本单位表示为______。
答案：     磁感应强度     kg/A⋅s2
[1]定量描述磁场强弱和方向的物理量是磁感应强度，其单位是特斯拉（简称特），符号为T。
[2]根据B=FIL结合F=ma可得
B=maIL
可知单位可用国际单位制中的基本单位表示为kg/A⋅s2。
27、移动电话:
（1）每一部移动电话都是一个无线电台,同时又相当于一台_______。
（2）移动电话的体积很小,发射功率_____;它的天线也很简单,灵敏度不高。因此,它与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接,这种固定的电台叫作_____或____。
答案：     收音机     不大     基地台     基站
（1）[1]每一部移动电话都是一个无线电台，同时又相当于一台收音机。
（2）[2][3]移动电话的体积很小,发射功率不大；它的天线也很简单，灵敏度不高。因此，它与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接，这种固定的电台叫作基地台或基站。
28、一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，线圈平面与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量变化的大小为______。

答案：2BScosθ
线圈在图示位置的磁通量为BScosθ；线圈绕ad轴转180°角时的磁通量为-BScosθ；磁通量的变化量为2BScosθ。
29、赫兹的电火花∶

如图所示，和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的______，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出______________，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花。这个导线环实际上是电磁波的检测器。
结论∶赫兹实验证实了__________的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性。
答案：     电磁场     感应电动势     电磁波
略
30、如图所示，边长为40cm的正方形闭合导线框，一半处在磁感应强度为B=0.5T的有界匀强磁场中，则穿过导线框的磁通量为________Wb，如果以ab边为轴，将导线框从图示位置转过60°的过程中，导线框中__________（选填“有”或“没有”）感应电流产生。

答案：     0.04     没有
[1]由图，根据公式可得，穿过导线框的磁通量
Φ=BS=0.5×12×0.42Wb=0.04Wb
[2]由图可知，将导线框从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈得磁通量不发生变化，导线框中没有感应电流产生。

22