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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梳理

1

单选题
1、如图所示，两半径相同的通电圆环导线互相垂直地竖直放置，圆心都在O点，通过的电流方向如图，电流大小都为I，其中直径AB恰好沿东西方向，则关于圆心O点的磁感应强度B的方向说法正确的是（  ）

A．水平面内朝东偏北45°方向B．水平面内朝东偏南45°方向
C．与正东成45°斜向下方向D．与正南成45°斜向下方向
答案：B
根据安培定则可知，平面内通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，即水平向南，大小为B0，垂直平面内的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向水平向东，大小为B0，两者相互垂直，根据平行四边形定则进行合成得知，O处的磁感应强度大小为
B=2B0
方向即为，水平面内朝东偏南45°方向。
故选B。
2、下列情况能产生感应电流的是（　　）

A．如图（a）所示，导体AB顺着磁感线运动
B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动时
C．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时
D．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时
答案：D
A．导体顺着磁感线运动，通过闭合电路的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误。
B．条形磁铁插入线圈中不动时，线圈中没有磁通量的变化，从而不会产生感应电流，故B错误。
C．小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时，通过闭合回路的磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误。
D．小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流发生改变，A产生的磁场发生变化，B中的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。
故选D。
3、在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是（  ）

A．灯泡L1的电阻为10Ω
B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
C．灯泡L1消耗的电功率为0.75W
D．灯泡L2消耗的电功率为0.75W
答案：C
AC．当开关闭合后，灯泡L1两端的电压U1=3V，由题图乙读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻
R1=U1I1=12Ω
功率
P1=U1I1=0.75W
故A错误，C正确；
BD．灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由题图乙读出其电流I2=I3=0.20A，灯泡L2、L3的功率
P=1.5V×0.20A=0.30W
故BD错误。
故选C。
4、关于热辐射，下列说法不正确的是（　　）
A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较短的电磁波
B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多
C．给一块铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色
D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性
答案：A
A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较长的电磁波，以不可见的红外线为主，故A错误；
B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，故B正确；
C．给一块铁块加热，随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，故C正确；
D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性，故D正确。
本题选错误的，故选A。
5、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。
6、电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是（　　）
A．微波炉加热食物是利用了红外线的热作用
B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性
C．医院用X射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
D．利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量
答案：D
A．微波炉加热食物是利用微波进行加热的，A错误；
B．红外遥感技术是基于一切物体都在辐射红外线，用红外探测器接收物体发出的红外线，然后进行分析，从而得知被测物体的信息，B错误；
C．γ射线的穿透能力比X射线的强，C错误；
D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，从而进行灭菌消毒，D正确；
故选D。
7、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。
8、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，下列说法不正确的是（  ）

A．地理南、北极与地磁南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
答案：C
A．由题意可知，地理南、北极与地磁南、北极不重合，存在地磁偏角，故A正确，不符合题意；
B．磁感线是闭合的，由图可推知地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近，故B正确，不符合题意；
C．只有赤道上方附近的地磁场方向才与地面平行，故C错误，符合题意；
D．根据安培定则可知，通电导线的磁场方向与导线中电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确，不符合题意。
故选C。
9、对磁感应强度计算公式B=FIL理解正确的是（  ）
A．磁感应强度大小与导线受力F的大小成正比
B．磁感应强度大小与导线长度L成反比
C．磁感应强度大小与导线中的电流大小I成反比
D．磁感应强度与F、I和L均无关，它的大小由磁场自身决定
答案：D
磁感应强度反映磁场本身的性质，与放入磁场的电流元的F、I、L无关，不能说B与F成正比，与I、L成反比。
故选D。
10、管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化，将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（  ）

A．牛顿B．库仑C．洛伦兹D．法拉第
答案：D
由题意可知圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生出交变磁场时，就会在导体内部感应出电流，电流通过电阻要发热。该过程利用的原理是电磁感应现象，其发现者为法拉第，故D正确，ABC错误。
故选D。
11、我国是世界文明古国之一，在古代书籍中有许多关于物理现象的记载。明代的《三余赘笔》中记述了“吴绫为裳，暗室中力持曳，以手摩之良久，火星直出”。此处所描述的现象属于（    ）。
A．电磁屏蔽现象B．磁化现象C．静电现象D．摩擦生热现象
答案：C
“吴绫为裳，暗室中力持曳，以手摩之良久，火星直出”的意思是说用丝绸做成的衣服摩擦，在黑暗中会产生火星，此现象描述的是静电现象。
故选C。
12、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。
13、唱卡拉OK用的话筒有一种是动圈式的，它的工作原理是:在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（  ）
A．动圈式话筒是利用电流的磁效应工作的
B．动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的
C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流
答案：B
AB．动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的，故A错误，B正确；
CD．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量发生变化，在金属线圈中会产生感应电流，故CD错误。
故选B。
14、如图所示为一水平放置的条形磁铁，一闭合线框abcd位于磁铁的左端，线框平面始终与磁铁的上表面垂直，并与磁铁的端面平齐。当线框由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ时，穿过线框的磁通量变化情况为 （  ）

A．不发生变化B．先减少后增加
C．先增加后减少D．不能确定
答案：B
条形磁铁的磁感线分布如图所示

由于条形磁铁两端磁感线分布密集，中央磁感线分布稀疏，故线框在位置Ⅱ时磁通量最小，所以从位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，磁通量先减少后增加。
故选B。
15、关于电磁场理论，下列说法中正确的是（　　）
A．在电场的周围空间一定产生磁场
B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场
D．周期性变化的电场在周围空间产生周期性变化的磁场
答案：D
A．只有变化的电场才能产生磁场，同样，只有变化的磁场才能产生电场，故A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场周围只能产生稳定的磁场，故B错误；
C．变化的电场周围不一定产生变化的磁场，例如均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，故C错误；
D．根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围一定产生同频率的周期性变化的磁场，故D正确。
故选D。
多选题
16、两长直导线P、Q垂直于平面直角坐标系并固定在y轴和x轴上，并与坐标轴上M、N两点构成正方形，如图所示，坐标原点O位于正方形对角线交点。两长直导线通有图示方向的电流，且电流大小相等。已知通电长直导线在其周围形成的磁感应强度与电流成正比，与该点到导线的距离成反比，O点的磁感应强度大小为B0，下列说法正确的是（  ）

A．N点磁场方向沿y轴正方向
B．O点磁场方向与x轴负方向夹角为45°
C．导线P在M点的磁感应强度大小为22B0
D．导线P在N点的磁感应强度大小为B02
答案：BD
A．设磁感应强度与电流、距离的关系式为
B=kIr
式中k为比例系数，设正方形的边长为a，通过两根导线的电流大小为I，根据安培定则可得两根导线在N点产生的磁场方向，如图所示

则P在N点产生的磁感应强度大小为
B1=kIa
Q在N点产生的磁感应强度大小为
B2=kI2a=22kIa
设B1与x轴方向的夹角为θ，根据几何知识可得
sinθ=B2B1
联立解得
sinθ=22
解得
θ=45∘
故N点磁场方向沿x轴正方向，故A错误；
B．根据安培定则可得两根导线在O点产生的磁场方向，如图所示

则P在O点产生的磁感应强度大小为
B3=kI22a
Q在O点产生的磁感应强度大小为
B4=kI22a
则有
B3=B4
根据几何关系，可知O点磁场方向与x轴负方向夹角为45°，且有
2B3=B0
解得
kIa=B02
故B正确；
C．P在M点产生的磁感应强度大小为
B'1=kI2a
又根据
kIa=B02
解得
B'1=2B04
故C错误；
D．P在N点产生的磁感应强度大小为
B1=kIa
又根据
kIa=B02
解得
B1=B02
故D正确。
故选BD。
17、如图，线圈A通过滑动变阻器和开关S接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。下列情形中，线圈B中会产生感应电流的是（  ）

A．开关S闭合的瞬间
B．开关S断开的瞬间
C．开关S保持闭合，滑动变阻器的滑片不动
D．开关S保持闭合，移动滑动变阻器的滑片
答案：ABD
A．开关S闭合的瞬间，A中电流从无到有，B中磁通量增加，线圈B中会产生感应电流，故A正确；
B．开关S断开的瞬间，A中电流从有到无，B中磁通量减小，线圈B中会产生感应电流，故B正确；
C．开关S保持闭合，滑动变阻器的滑片不动，A中的电流不变，B中磁通量不变，线圈B中不会产生感应电流，故C错误；
D．开关S保持闭合，移动滑动变阻器的滑片，A中的电流变化，则A中磁场变化，B中磁通量变化，线圈B中会产生感应电流，故D正确。
故选ABD。
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、普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，不具有“量子化”特征的是（  ）
A．人的个数B．物体所受的重力C．物体的动能D．物体的长度
答案：BCD
“量子化”的特征是不连续：人的个数是不连续的，符合；
而物体所受的重力、物体的动能、物体的长度都是连续的，不具有“量子化”特征。
故选BCD。
20、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了：“方家（术士）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图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（  ）

A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近
B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的
C．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
答案：BD
A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近；故A错误；
B．地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故B正确；
C．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；
D．根据安培定则可知，导线的磁场方向与导线电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确。
故选BD。
21、如图所示，长直导线a、b、c分别固定在等边三角形三个顶点上，a、c通有垂直纸面向里的电流，b通有垂直纸面向外的电流，电流大小相等。A、B、C为三角形三边中点，下列关于A、B、C三点磁场的说法正确的是（  ）

A．B点磁感应强度不可能为零
B．若外加垂直纸面向里的匀强磁场，A点磁感应强度可能为零
C．A、B两点磁感应强度大小相等
D．C点磁感应强度最小
答案：ACD
A．如下图所示，根据安培定则画出磁感应强度的方向，然后进行叠加比较大小

由图中可知B点磁感应强度不为零，故A正确；
B．由图可知A点的合磁感应强度方向不是垂直于纸面向外，故外加垂直纸面向里的匀强磁场，A点磁感应强度不可能为零，故B错误；
C．图中A、B两点的磁感应强度按平行四边形法则合成，由于
Ba=Bc
Bb+Bc=Ba+Bb
所以A、B两点的磁感应强度大小相等，故C正确；
D．由图中可知C点磁感应强度最小，故D正确。
故选ACD。
22、两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四个点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，若改变电流大小，导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（  ）

A．a点B．b点C．c点D．d点
答案：AB
A．根据右手螺旋定则，判断知两电流在a点产生的磁感应强度B的方向相反，若
I1<I2
且由于a点离I1近，故I1在a点产生的磁感应强度大小可能等于I2在a点产生的磁感应强度大小，则a点合磁感应强度可能为0，故A正确；
B．根据右手螺旋定则，判断知两电流在b点产生的磁感应强度B的方向相反，若
I1>I2
且由于I2离b点近，则两电流在b点产生的磁感应强度B可以大小相等，故b点的合磁感应强度可能为0，故B正确；
CD．根据右手螺旋定则，判断知两电流在c点与d点产生的磁感应强度B的方向不相反，故b，c两点的合磁感应强度不可能为0，故CD错误。
故选AB。
23、如图所示，三角形线框ABC与长直导线MN彼此绝缘，AB∥MN，且线框被导线分成面积相等的两部分，则下列说法正确的是（  ）

A．穿过三角形线框的磁通量一定为零
B．穿过三角形线框的磁通量一定不为零
C．穿过三角形线框的磁通量可能为零
D．导线MN向左移动少许，穿过三角形线框的磁通量可能为零
答案：BD
根据安培定则可知，穿过右侧的磁场向里，穿过左侧的磁场向外，但通电导线MN周围越远处的磁感应强度越小，所以穿过左侧的磁通量大于穿过右侧的磁通量，则穿过线框的磁通量不为零；向左移动少许，可能使两侧的磁通量等大而反向，合磁通量为零。
故选BD。
24、以下关于机械波与电磁波的说法中，错误的是（　　）
A．机械波与电磁波本质上是一致的
B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关
C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
D．只有机械波中的声波才会发生多普勒效应
答案：AD
A．机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场或磁场产生，二者的本质不同，A错误；
B．机械波是能量波，传播需要介质，波速由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定，B正确；
C．机械波有横波也有纵波，而电磁波一定是横波，C正确；
D．只要是波就能发生多普勒效应，D错误；
故选AD。
25、有一小段通电导线，长0.2m，通过导线的电流为2.5A，把它放入磁场中某一位置，受到的磁场力是1N，则该处磁感应强度的大小可能为（  ）
A．0.8TB．1.2TC．2TD．2.2T
答案：CD
若导线与磁场垂直，则该处的磁感应强度
B=FIL=2T
若导线不与磁场垂直，则磁感应强度
B>2T
故选CD。
填空题
26、普朗克理论∶
（1）借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按________的公式，与实验符合得非常好。
（2）普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“________”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一。
答案：     波长分布     能量连续变化
（1）[1]根据普朗克理论可知，借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好。
（2）[2]普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一。
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、普朗克的假设∶振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的_____。即能的辐射或者吸收只能是______的。这个不可再分的最小能量值ε叫作_____。
答案：     整数倍     一份一份     能量子
[1] [2] [3] 由理论可知，普朗克的假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍, 即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
29、波速、波长、频率三者之间的关系：c=______，其中c=3×108 m/s。
答案：λf
[1]波速、波长、频率三者之间的关系：c=λf，其中c=3×108 m/s。
30、《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图，“柢”即握柄，是磁体的________极，司南之所以能指南北，是由于受到________的作用。

答案：     S##南     地磁场
[1][2]由题意知，司南放在地上时，握柄指向地理的南方，而地磁极的N极在地理南方附近，据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以握柄是磁体的S（南）极。司南静止时指南北是由于它受到地磁场的作用。

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