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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必练题总结

1

单选题
1、如图所示，用一束太阳光去照射横截面为三角形的玻璃砖，在光屏上能观察到一条彩色光带。下列说法正确的是（　　）

A．玻璃对b光的折射率大
B．c光子比b光子的能量大
C．此现象是因为光在玻璃砖中发生全反射形成的
D．减小a光的入射角度，各种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是b光
答案：B
AB．由光路可知，c光的偏折程度较大，可知玻璃对c光的折射率大，则c光的频率较大，根据ε=hν可知，c光子比b光子的能量大，选项A错误，B正确；
C．此现象是因为光在玻璃砖中发生折射形成的，选项C错误；
D．因
sinC=1n
可知，c光的临界角较小，若减小a光的入射角度，各种色光在右侧面的入射角变大，c光的入射角最先达到临界角发生全反射，则最先消失的是c光，选项D错误。
故选B。
2、图中能正确表示通电导线周围磁场或条形磁铁周围磁场的是（　　）
A．B．
C．D．
答案：A
AB．由安培定则可判断，A中电流的磁场正确，故A正确，B错误；
CD．条形磁铁外部磁感线从N→S，内部从S→N，故CD错误。
故选A。
3、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。
4、下列关于电场线和磁感线的说法中正确的是（  ）
A．任意两条磁感线不相交，两条电场线也不相交
B．电场线和磁感线都是闭合曲线
C．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越小
答案：A
A．任意两条磁感线一定不相交，电场线也不相交，否则交点处有两个方向，违反唯一性的特点，故A正确；
B．电场线是不闭合曲线，而磁感线是闭合的曲线，故B错误；
C．电场线和磁感线都是假想的曲线，并不存在，故C错误；
D．电场线越密的地方，电场强度越大，由公式F＝qE知同一试探电荷所受的电场力越大，故D错误。
故选A。
5、某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈A中电流i与时间t的关系有四种情况，如选项图所示，则在t1～t2这段时间内，不能在线圈B中产生感应电流的是（  ）

A．B．
C．D．
答案：A
根据产生感应电流的条件，即穿过闭合线圈的磁通量发生变化。A图中电流不变，线圈A中电流产生磁场的磁感应强度不变，线圈B中不会产生感应电流；B、C、D图中电流发生改变，线圈A中电流产生磁场的磁感应强度发生变化，线圈B中产生感应电流。
故选A。
6、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（　　）
A．磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B．永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
C．不管是磁体产生的磁场还是电流产生的磁场都起源于电荷的运动
D．根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性
答案：C
A．磁与电是紧密联系的，但“磁生电”“电生磁”都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷的周围就没有磁场，故A错误；
B．永久磁铁的磁场也是由运动的电荷（分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流）产生的，故B错误；
C．一切磁现象都来源于电流或运动电荷，不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动，故C正确；
D．根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的。磁体有磁性的原因是由于磁体内分子电流取向一致造成的，因此磁体内分子电流是存在，但当磁体受到外力击打、加热等条件下将会失去磁性，故D错误。
故选C。
7、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。
8、光子的发射和吸收过程是（　　）
A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差
B．原子不能从低能级向高能级跃迁
C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级
D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量可大于始、末两个能级的能量差值
答案：C
AB．原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差。故AB错误；
C．原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，从高能级自发地向低能级跃迁要放出光子。故C正确；
D．不管是吸收光子还是辐射光子，光子的能量总等于两能级之差。故D错误。
故选C。
9、如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP = 60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为（   ）

A．3：1B．3：2
C．1：1D．1：2
答案：B
设该电流在距其R处产生的磁场为B，当M处长直导线未移动时有
B1= 2B
将M处长直导线移至P处，根据磁场的叠加原理有

根据余弦定理有
cos30∘=B2+B22-B22BB2
解得
B2=3B
则
B2B1=32
故选B。
10、关于光子的能量，下列说法中正确的是（　　）
A．光子的能量跟它的频率成反比
B．光子的能量跟它的频率成正比
C．光子的能量跟它的速度成正比
D．光子的能量跟它的速度成反比
答案：B
根据能量子公式
ε=hν
可知，光子的能量与它的频率成正比，故ACD错误，B正确。
故选B。
11、如图，在圆心为O的圆周上固定着三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的电流大小相同，其中导线A中的电流垂直于圆平面向外，导线B、C中的电流垂直于圆平面向里，三导线在圆周上的点与圆心O的连线互成120°角，圆平面内还存在一个方向与该平面平行、大小为B0的匀强磁场（未画出），O点的磁感应强度为零。如果撤去匀强磁场和导线A，则O点的磁感应强度的大小和方向分别为（  ）

A．B02，垂直于AO方向向左B．B02，沿AO方向向下
C．3B02，垂直于AO方向向左D．3B02，沿AO方向向下
答案：A
三导线内的电流大小都相同，与O点间的距离也相同，则三导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，根据安培定则和平行四边形定则，B、C两导线在O点产生的合磁感应强度大小为B1，方向垂直于AO向左，A导线在O点产生的磁感应强度大小也为B1，方向与B、C两导线在O点产生的合磁感应强度同向，则三导线在O点产生的合磁感应强度大小为2B1，加上大小为B0的匀强磁场后O点的合磁感应强度为零，则
2B1=B0
解得
B1=B02
撤去匀强磁场和导线A，则B、C两导线在O点产生的合磁感应强度大小为B02，方向垂直于AO方向向左，A项正确，BCD错误。
故选A。
12、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。
13、如图是条形磁铁磁场的部分磁感线，一金属线圈从A位置开始沿纸面水平向右匀速移动过程中，穿过线圈的磁通量（  ）

A．逐渐增大B．先增大后减小
C．逐渐减小D．先减小后增大
答案：C
远离磁极，磁场减弱，穿过线圈平面的磁感线条数减少，磁通量减小。
故选C。
14、在电磁波谱中，下列说法正确的是（　　）
A．各种电磁波有明显的频率和波长区域界限
B．γ射线的频率一定大于X射线的频率
C．X射线的波长一定大于可见光的波长
D．可见光的波长一定比无线电波的波长短
答案：D
AB．X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，AB错误；
CD．可见光的波长一定比X射线的波长长，比无线电波的波长短，C错误，D正确。
故选D。
15、如图所示，在空间三维直角坐标系中过x轴上x1=a、x2=-a两点，沿平行于y轴方向放置两根长直导线，导线中均通有相等的沿y轴负方向的恒定电流I。已知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B与电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比，即B=k⋅Ir。则下列描述坐标轴上各点磁场磁感应强度的图像中一定错误的是（  ）

A．B．
C．D．
答案：C
根据安培定则以及磁场的叠加可知，O点的磁感应强度一定为零，图像C一定错误；
在x方向，在x<-a范围内磁场方向沿-z方向，在-a 0范围磁场方向沿+z方向，在0<x<a范围磁场方向沿-z方向，在x>a范围磁场方向沿+z方向，若选择+z方向为正方向，则图像可能为A；若选择-z方向为正方向，则图像可能为B；
沿z轴方向，由叠加原理可知，O点的磁场为零，无穷远处磁场也为零，则从O点沿z轴正向和负向，磁场应该先增强后减弱，则图D正确。
此题选择错误的选项，故选C。
多选题
16、如图所示，两通有等大同向电流的长直导线关于O点对称放置，已知导线中的电流垂直纸面向里AA′连线垂直两导线的连线，两点到O点距离相同。下列说法正确的是（  ）

A．两导线在A点产生的合磁场方向水平向左
B．两导线在A与A′两点产生的磁场磁感应强度方向相反
C．O点的磁感应强度为零
D．O点的磁感应强度比A点大
答案：BC
A．根据安培定则可知左端导线在A点产生的磁场垂直连线向右下，右端导线在A点产生的磁场垂直连线向右上，根据对称性和矢量合成可知，A点的合磁场水平向右，故A错误；
B．同理可判断，两导线在A′点产生的合磁场水平向左，故两导线在A与A′两点产生的磁场磁感应强度相反，故B正确；
CD．两导线在中点O产生的磁场等大反向，故O点的磁感应强度为零，O点的磁感应强度比A点小，故C正确，D错误。
故选BC。
小提示：根据安培定则确定两侧导线在该位置产生的磁场方向，直导线产生的磁场为环形磁场，任意一点的磁场方向均沿该点的切线方向，且与该点与圆心的连线垂直。
17、下列选项正确的是（     ）
A．开普勒在哥白尼观测数据的基础上发现了开普勒三大定律
B．法拉第对实验资料严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律
C．库仑通过扭秤实验验证了电荷之间的作用力与万有引力相似
D．丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使它周围的小磁针发生偏转
答案：CD
A．开普勒在第谷观测数据的基础上发现了开普勒三大定律，故A错误；
B．法拉第发现了电磁感应现象，但是韦伯和纽曼发现了电磁感应定律，故B错误；
C．库仑猜想到电荷之间的作用力与万有引力具有相似性，并通过扭秤实验验证了这一猜想，故C正确；
D．丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使它周围的小磁针发生偏转，即发现了电流的磁效应，故D正确。
故选CD。
18、图所示，有两根长直平行细导线a、b，分别通以2A和3A且方向相同的电流，两导线所在平面内有一点P，P点到两导线的距离相等。下列说法正确的是（  ）

A．P点磁场方向垂直于纸面向里
B．移走导线b后，P点的磁感应强度方向发生改变
C．两导线之间的平面内磁感应强度为零的位置在P点左侧
D．若两导线受到的磁场力分别为FaFb，则Fb=1.5Fa
答案：BC
A．根据右手螺旋定则可知，导线a在P点的磁感应强度方向垂直纸面向里，导线b在P点的磁感应强度方向垂直纸面向外，由于b导线电流大，相同距离磁感应强度较大，所以合磁感应强度方向垂直纸面向外，故A错误；
B．移走导线b后，只剩导线a，因此P点的磁感应强度方向发生改变，故B正确；
C．由于b导线电流大，相同距离磁感应强度较大，因此两导线之间的平面内磁感应强度为零的位置在P点左侧，故C正确；
D．两导线受到的磁场力为相互作用力，等大反向，故D错误。
故选BC。
19、同一平面内固定有三根相同的彼此绝缘直导线a、b、c，通有大小相等、方向如图所示的恒定电流，O为平面内的一点，到三根导线的距离均为r，测得O点的磁感应强度大小为B。则（  ）

A．O点的磁场方向垂直平面向里B．O点的磁场方向垂直平面向外
C．拆去导线a，O点的磁感应强度为2BD．拆去导线b，O点的磁感应强度为0
答案：BCD
AB．O点到三根导线的距离均为r，且三根导线中的电流大小相等，可知三根导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为B0，根据安培定则可知直导线a在O点产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，直导线b在O点产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，直导线c在O点产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，可知叠加后O点的磁场方向垂直平面向外，且有B0=B，故B正确，A错误；
C．拆去导线a，剩下直导线b、c在O点产生的磁感应强度方向相同，则O点的磁感应强度为
B'=2B0=2B
故C正确；
D．拆去导线b，剩下直导线a、c在O点产生的磁感应强度方向相反，大小相等，故O点的磁感应强度为0，故D正确。
故选BCD。
20、如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。A、O、B在M、N的连线上，O为MN的中点，C、D位于MN的中垂线上。A到O点的距离小于B到O点的距离，C到O点的距离小于D到O点的距离。已知距长直导线r处的磁感应强度大小B=klr，其中k为常量，I为长直导线的电流大小。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（  ）

A．A、B两点处的磁感应强度方向相反
B．A处的磁感应强度比B处大
C．C、D两点处的磁感应强度方向相同
D．C处的磁感应强度大小可能与D处相等
答案：AD
AB．根据
B=kIr
可知距离导线越近，磁感强度越大，由安培定则和平行四边形定则可知，在MN连线上O点两侧磁感应强度方向相反，越靠近O点磁场越弱，A正确，B错误；
C．根据安培定则和平行四边形定则可知，C点场强水平向右，而D点场强水平向左，因此两点场强方向相反，C错误；
D．设MN间距为2L，两导线中垂线上某点与M连线与MN夹角为α，则中垂线上任意位置的场强大小为
E=kILcosαsinα×2=kIL2sinαcosα=kILsin2α
当α=45°时有极大值，满足
α1+α2=90°
的两位置磁感应强度大小相等，D正确。
21、若在地球赤道表面做奥斯特实验。忽略磁偏角，将导线南北放置，正下方放置小磁针，未通电前磁针恒指南北，第一次通电电流大小为I1时磁针偏转角度为30°；第二次通电电流大小为I2时磁针偏转角度为60°。已知通电直导线在周围空间产生的磁场大小与导线中电流大小成正比，与距离远近成反比，下列选项正确的有（  ）

A．当导线中不通电时小磁针恒指南北是因为地磁场的影响
B．如果将导线东西方向放置，通电后小磁针恒指东西
C．I1:I2=1:2
D．I1:I2=1:3
答案：AD
A．因地磁场的方向从地理的南极指向地理的北极，则当导线中不通电时小磁针恒指南北是因为地磁场的影响，A正确；
B．如果将导线东西方向放置，通电后导线的下方的磁场指向南北方向，则小磁针恒指南北，B错误；
CD．将导线南北放置，正下方磁场指向东西方向，设地磁场为向北的B0，则
tan30∘=kI1rB0 
tan60∘=kI2rB0
解得
I1:I2=1:3
C错误，D正确。
故选AD。
22、关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B．电磁波在真空和介质中传播速度不相同
C．均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波
D．赫兹证明了电磁波的存在
答案：BD
AC．只有周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波，若是恒定的电场和磁场不会产生电磁波；若是电场、磁场均匀变化，也不会能产生电磁波，故AC错误；
B．电磁波在真空中以光速传播，而电磁波在介质中的传播速度小于其在真空中的传播速度，故B正确；
D．赫兹证明了电磁波的存在，故D正确。
故选BD。
23、在抗击新冠肺炎疫情的战役中，为了发现高危人群中的疑似病人，通常利用红外线测量人体的温度。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　）
A．红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短
B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C．微波主要用于广播及其他信号的传播
D．X射线片可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变的细胞
答案：CD
A．红外线、X射线、γ射线中红外线的频率最小，波长最长，选项A错误；
B．银行的验钞机发出的光是紫外线，家用电器的遥控器发出的是红外线，选项B错误；
C．微波不但能加热物体，而且能传播信息，故可以用于通信、广播及其他信号传输，故C正确；
D．X射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，γ射线，有极强的穿透能力和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故D正确。
故选CD。
24、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向右运动，同时使θ减小
B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C．ab向左运动，同时减小磁感应强度B
D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°）
答案：AC
A．根据磁通量公式
Φ=BScosθ
ab向右运动，S增大，同时使θ减小，磁通量增大，一定能产生感应电流，故A正确；
B．根据磁通量公式
Φ=BScosθ
磁感应强度B减小，同时使θ减小，不能确定磁通量的变化，不一定能产生感应电流，故B错误；
C．根据磁通量公式
Φ=BScosθ
ab向左运动，S减小，同时减小磁感应强度B，磁通量减小，一定能产生感应电流，故C正确；
D．根据磁通量公式
Φ=BScosθ
ab向右运动，S增大，同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°），不能确定磁通量的变化，不一定能产生感应电流，故D正确；
故选AC。
小提示：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流。
25、如图，两个相同的条形磁铁正对平行放置在水平面上，虚线与两个磁铁的轴线在同一个平面内互相平行，且虚线到两个磁铁的距离相等。虚线上有O、A、A′三点，O点在两个磁铁的中心连线上，OA=OA′。由此可知（   ）

A．O点的磁感应强度为零
B．O点的磁场方向沿OA方向
C．将一小磁针置于A点，静止时N极沿OA方向
D．将一小磁针置于A′点，静止时N极沿OA′方向
答案：BD
AB．在磁铁的外部，磁感线从N极指向S极，又由于对称性可知，O点的磁感强度方向沿OA方向水平向左，A错误，B正确；
CD．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，将一小磁针置于A点，静止时N极沿AO方向水平向右；将一小磁针置于A′点，静止时N极沿OA′方向水平向右。C错误，D正确。
故选BD。
填空题
26、磁通量的物理量符号是________，磁感应强度的单位用国际制基本单位表示为________。
答案：     Φ     kg/(A⋅s2)
[1] 磁通量的物理量符号是Φ
 [2] 导体棒垂直放在匀强磁场中，导体棒长度为L，流入电流为I，受到的磁场力为F,磁感应强度为
B=FIL
磁感应强度的单位用国际制基本单位表示为
NA⋅m=kg⋅m/s2A⋅m=kg/(A⋅s2)
27、英国物理学家___________发现了“磁生电”现象，他把这种现象命名为___________，产生的电流叫做感应电流。
答案：     法拉第     电磁感应
[1][2]英国物理学家法拉第发现了“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
28、特点：温度升高时，热辐射中波长较______的成分越来越强。
答案：短
略
29、电磁波谱的概念及分类：
（1）概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫作电磁波谱。
（2）分类：按照波长从长到短依次排列为无线电波、______、可见光、______、______、γ射线。
答案：     红外线     紫外线     X射线
(2)[1][2][3]分类：按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、γ射线。
30、如图所示的匀强磁场中，磁感应强度为B，线框面积为S。当线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框的磁通量为___________；当线框从图示位置绕OO'轴转过180°的过程，穿过线框磁通量的变化量为___________。

答案：     BS     -2BS
[1] 当线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框的磁通量为
Φ=BS
[2] 当线框从图示位置绕OO'轴转过180°的过程，穿过线框磁通量的变化量为
ΔΦ=-BS-BS=-2BS

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