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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题型总结及解题方法

1

单选题
1、如图所示，下列矩形线框在无限大的匀强磁场中运动，则能够产生感应电流的是（　　）
A．B．
C．D．
答案：D
矩形线框的磁通量发生变化，才能产生感应电流。
故选D。
2、如图，电池给螺线管供电，不计地磁场影响，则（　　）

A．通电前，螺线管就有磁性
B．断电后，螺线管周围依然有磁场
C．通电后，螺线管上端为N极
D．通电后，螺线管下端为N极
答案：C
A．通电前，螺线管导线中无电流，没有磁性，故A错误；
B．断电后，螺线管部分导线不构成闭合回路，无电流，没有磁性，故B错误；
CD．由安培定则可知，通电后，螺线管上端为N极，故C正确，D错误。
故选C。
3、下列现象中，能表明电和磁有联系的是（　　）
A．摩擦起电
B．两块磁铁相互吸引或排斥
C．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
D．小磁针靠近冰箱贴时偏转
答案：C
A．摩擦起电只是使物体带电的一种方式，不能表明电和磁有联系，A错误；
B．两块磁铁相互吸引或排斥，说明磁场有力的性质，不能表明电和磁有联系，B错误；
C．磁铁插入闭合线圈过程中，使得闭合线圈的磁通量发生变化，从而线圈中产生感应电流，表明了电和磁有联系，C正确；
D．小磁针靠近冰箱贴时偏转，说明磁场有力的性质，不能表明电和磁有联系，D错误。
故选C。
4、下列说法不符合事实的是（　　）
A．普朗克提出能量子的概念B．法拉第最早引入电场的概念
C．伽利略提出了加速度的概念D．库伦通过扭秤实验测出了静电力常量
答案：D
A．能量子的概念由普朗克提出的，故A正确；
B．法拉第最早引入电场的概念，故B正确；
C．伽利略提出了加速度的概念，故C正确；
D．静电力常量是一个无误差常数，既不是库仑通过扭秤测出来的，也不是后人通过库仑扭秤测出来的，而是通过麦克斯韦的相关理论算出来的，故D错误。
本题选错误项，故选D。
5、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。
6、下列各图所描述的物理情境中，错误的是（  ）
A．开关S闭合稳定后线圈N中有感应电流
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中有感应电流
C．金属框从A向B运动，金属框中有感应电流
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中有感应电流
答案：A
A．开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流，故B不符合题意；
C．金属框从A向B运动，穿过金属框的磁通量时刻变化，金属框中产生感应电流，故C不符合题意；
D．铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的无数辐条切割磁感线，与外电路构成闭合回路，产生感应电流，故D不符合题意。
故选A。
7、下列说法正确的是（　　）
A．只有温度高的物体才会有热辐射
B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量
C．黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以反射电磁波
D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关
答案：D
A．任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越高辐射的能力越强，故A错误；
BC．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，故BC错误；
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与构成黑体的材料、形状无关，而一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关，故D正确。
故选D。
8、国际非电离辐射防护委员会规定，高铁产生的磁场辐射的安全标准为100μT以下。则用国际单位制基本单位表示该磁感应强度正确的是（  ）
A．1T=1kg⋅m2/AB．1T=1kg/(A⋅s)
C．1T=1N/(A⋅m)D．1T=1kg/A⋅s2
答案：D
根据
B=FIL
可得磁感应强度的单位是N/(A⋅m)，但N不是国际单位制基本单位，又由
F=ma
可得
1N=1kg⋅m/s2
联立可得
1T=1kg/A⋅s2
故ABC错误，D正确。
9、关于对能量子的认识，下列说法正确的是（　　）
A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C．能量子与电磁波的频率成反比
D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
答案：B
AB．由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，故A错误，B正确；
C．最小能量值ε=hν，ε与ν成正比，故C错误；
D．能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界相矛盾，故D错误。
故选B。
10、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。
11、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。
12、如图所示，两个环形导线内通有大小恒定的电流I1、I2，I1方向如图所示。两环形导线的圆心分别为O1、O2，在两圆心连线上有a、b、c三点，O1a=O1b=O2b=O2c。已知b点的磁感应强度为0，则下列判断正确的是（  ）

A．I1和I2方向相同B．I1<I2
C．c点的磁感应强度方向一定向右D．a点的磁感应强度方向一定向右
答案：D
AB．由题意，根据安培定则以及对称性可知I1和I2大小相同、方向相反，故AB错误；
CD．根据对称性可知，电流I1在a、b两点产生的磁感应强度大小相等，均设为B1，且方向均向右，在c点产生的磁感应强度大小设为B1′，方向向右；电流I2在b、c两点产生的磁感应强度大小相等，均设为B2，且方向均向左，在a点产生的磁感应强度大小设为B2′，方向向左，如图所示

由于b点磁感应强度为零，所以
B1=B2
比较各点到相应导线的距离可知
B1>B'1
B2>B'2
若取向右为正方向，则
Ba=B1-B'2>0
Bb=B'1-B2<0
所以c点的的磁感应强度方向一定向左，a点的磁感应强度方向一定向右，故C错误，D正确。
故选D。
13、两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示。两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0，则C处磁场的总磁感应强度大小是（  ）

A．0B．B0
C．3B0D．2B0
答案：C
根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，大小为B0；导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向右，大小也为B0，如图

根据平行四边形定则得到，C处的总磁感应强度
B总＝2B0cos30°＝3B0
故C正确，ABD错误；
故选C。
14、如图所示，两根相互绝缘的通电长直导线平行且水平地放置于真空中，两导线间的距离为3a，两导线中电流为I1=I2=I0，电流方向垂直于纸面向里。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度B=kIr，其中k为常量，I为导线中的电流，r为磁场中某点到导线的垂直距离。空间中有一点C到两导线的距离都是a，则C点的磁感应强度为（  ）

A．kI0a，水平向左B．3kI0a，竖直向上
C．kI0a，水平向右D．3kI0a，竖直向下
答案：C
设导线1在C点产生的磁感应强度为B1，导线2在C点产生的磁感应强度为B2，合磁感应强度为B，如图所示，由几何关系可知
θ=60°
B1=B2=kI0a
由几何关系可得
B=2B1cosθ
解得
B=kI0a
方向水平向右，故C正确，ABD错误。
故选C。

15、电视机是常见的家用电器，电视机在换台时，电视机遥控板发射的是（　　）
A．电流B．电子C．声波D．电磁波
答案：D
电视机在换台时，电视机遥控板发射的是电磁波（具体而言是红外线）。故选D。
多选题
16、下列各图所描述的物理情境中，能产生感应电流的是（　　）
A．开关S闭合稳定后，线圈N中
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中
C．金属框从A向B运动，金属框中
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中
答案：BCD
A．由闭合电路中产生感应电流的条件可知，开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不产生感应电流，A错误；
B．磁铁向闭合的铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流，B正确；
C．金属框从A向B运动，穿过金属框的磁通量时刻在变化，金属框中产生感应电流，C正确；
D．铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，与电阻R构成的闭合回路中就产生感应电流，D正确。
故选BCD。
17、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。
18、如图所示，三根直导线A、B和C垂直纸面并固定于等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线均通有方向垂直纸面向里的电流I时，AC的中点O处磁感应强度的大小为B0，若使其中一根导线中的电流反向、其他条件不变，则O点处磁感应强度大小可能是（   ）

A．B0B．2B0C．2B0D．5B0
答案：AD
由题意及右手螺旋定则可知，导线A与导线C在O点所产生的磁感应强度之和为0，有题意可得，导线B在O点所产生的磁感应强度为B0，方向由A指向C。由题意可得，若A或者C中电流反向，则A和C在O点产生的磁感应强度为2B0，方向垂直于AC，导线B产生的磁感应强度不变，由几何知识可得，O点处磁感应强度大小为
B=B02+2B02=5B0
若当导线B中电流反向时，导线A与导线C在O点所产生的磁感应强度之和仍为0，O点处磁感应强度大小为B0。
故选AD。
19、对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是（　　）
A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收
B．辐射和吸收的能量是某一特定值的整数倍
C．吸收的能量可以是连续的
D．辐射和吸收的能量是量子化的
答案：ABD
根据普朗克能量量子化理论可知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，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的，故AB正确，C错误。
故选ABD。
20、下列说法正确的是（  ）
A．变化的磁场可以使闭合电路中产生感应电流
B．在没有导体的空间中，变化的磁场不会产生感生电场
C．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场
D．感生电场的方向可以用楞次定律来判定
答案：AD
A．变化的磁场可以使闭合电路的磁通量发生变化，即可以使闭合电路中产生感应电流，故A正确；
B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，在没有导体的空间中变化的磁场会产生感生电场，故B错误；
C．恒定的磁场在周围不产生电场，故C错误
D．感生电场的方向，可以用楞次定律来判定，故D正确。
故选AD。
21、下列说法正确的是（  ）
A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
B．单摆做简谐运动的周期（或频率）跟振幅及摆球质量无关
C．多普勒效应是指由于波源或观察者的运动而出现的观测频率与波源频率不同的现象
D．火车过桥要减速，是为使驱动力频率远离桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
答案：BCD
A．麦克斯韦预言了电磁波存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B．根据单摆周期公式T=2πLg，单摆做简谐运动的周期（或频率）跟振幅及摆球质量无关，故B正确；
C．多普勒效应是指由于波源或观察者的运动而出现的观测频率与波源频率不同的现象，故C正确；
D．火车过桥要减速，是为使驱动力频率远离桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁，故D正确。
故选BCD。
22、关于磁场的相关概念，以下说法正确的是（   ）
A．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止
B．磁感应强度为零，则穿过线圈的磁通量必为零
C．磁感应强度由磁场本身决定，不随放入磁场中的通电导线的受力变化而变化
D．电流在磁场中某点所受磁场力为零，则该点的磁感应强度一定为零
答案：BC
A．磁感线是闭合曲线，磁铁外部由N极到S极，内部由S极到N极，A错误；
B．磁通量定义为通过某一横截面积的磁感线条数，则磁感应强度为零，磁通量为零，B正确；
C．磁感应强度由磁场本身的性质决定，与是否放入通电导线无关，C正确；
D．当电流与磁场方向平行时，磁场力为零，但磁感应强度不为零，D错误。
故选BC。
23、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：ABC
产生该应电流的条件：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路产生感应电流。
A．将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc边做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中产生感应电流，A正确；
B．当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边右半段在做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，B正确；
C．当线框以ab边为轴转动（小于60°），穿过线框的磁通量减少，所以在转动过程中产生感应电流，C正确；
D．当线框以bc边为轴转动时，如果转动角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变（其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积），D错误。
故选ABC。
24、如图所示，通有恒定电流的正方形金属框固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线平放且固定在金属框上，长直导线上通有水平向右的恒定电流，此时正方形中心O处的磁感应强度大小为B，当直导线中的电流加倍，O处的磁感应强度方向不变，大小变为23B。若该直导线在导线外某点产生的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，则（  ）

A．金属框中的电流沿顺时针方向
B．金属框中的电流沿逆时针方向
C．撤去长直导线中电流，O点处的磁感应强度大小为43B
D．撤去长直导线中电流，O点处的磁感应强度大小为23B
答案：BC
AB．设原直线电流在O点产生的磁场磁感应强度大小为B1，金属框中电流在O点产生的磁场磁感应强度大小为B2，由题可知，B1、B2方向相反，且B1<B2，则
B2-B1=B
B2-2B1=23B
解得
B1=13B
B2=43B
由此可以判断，金属框中的电流沿逆时针方向，A项错误，B项正确；
CD．撤去长直导线中电流，O点处的磁感应强度大小为43B，C项正确，D项错误。
故选BC。
25、如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是（  ）

A．甲图能产生电场，不能产生电磁波
B．乙图能产生电场，不能产生电磁波
C．丙图能产生电场，不能产生电磁波
D．丁图能产生电场，也能产生电磁波
答案：BD
根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故乙、丙、丁都可以产生电场；均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而产生电磁波，故丙、丁可以产生电磁波。
故选BD。
填空题
26、如图所示在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的c端为___________极，d端为___________极，（填“正”或“负”）螺线管的a端为等效磁极的___________极，b端为等效磁极的___________极。（填“N”或“S”）

答案：     正     负     S     N
[1][2]螺线管内部的磁场方向水平向右，根据安培定则，可知螺线管中的电流从左侧流进，右侧流出，电源的c端为正极，d端为负极。
[3][4]内部的磁场由S指向N，故a端为S极，b端为N极。
27、热辐射的原因∶物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的____会产生变化的______，从而产生电磁____。
答案：     振动     电磁场     辐射
[1] [2] [3] 根据原理可知，热辐射的原因为物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的振动会产生变化的电磁场，从而产生电磁辐射。
28、面积为0.5m2的矩形线圈处于磁感应强度为0.6T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直时，如图甲，穿过平面的磁通量为___________Wb，若转动平面，使它与磁场的方向夹角为60°，如图乙，则穿过该平面的磁通量为___________Wb。

答案：     0.3     3320（或0.153）
[1]线圈平面与磁场方向垂直时，穿过平面的磁通量为
Φ=BS=0.6×0.5Wb=0.3Wb
[2]若转动平面，使它与磁场的方向夹角为60°，则穿过该平面的磁通量为
Φ=BSsin60∘=0.6×0.5×32Wb=3320Wb=0.153Wb
29、长为10cm的导线垂直于某匀强磁场方向放置，当导线中通有1A的电流时，导线受到的安培力大小为0.8N，则磁场的磁感应强度为___________ T；当导线中的电流增大为2A时，磁场的磁感应强度为___________ T。
答案：     8     8
[1] 由磁感应强度的定义式可得
B=FIL=8T
[2] 当导线中的电流增大为2A时，磁场的磁感应强度不变，任然为8T。
30、如图所示，是研究电磁感应现象的实验装置，已知电流表的电流从正极流入时指针向右偏转，装置已完整连接且能正常工作。

（1）磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出来的过程，可以看到，磁铁相对于螺线管运动的时候，电流表的指针_____（填“偏转”或“不偏转”），表明螺线管中_____（填“有电流”或“无电流”）产生；
（2）如图，N极向上抽出线圈的过程，电流表指针将_____（填“向右偏转”或“向左偏转”），感应电流在线圈中心产生的磁场方向为_____（填“向上”或“向下”），表明感应电流的磁场对原磁通的作用是_________。
答案：     偏转     有电流     向左偏转     向上     阻碍磁通量的减小
（1）[1][2]产生感应电流的条件是，闭合导体回路的磁通量发生变化。磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出来的过程，引起螺线管线圈的磁通量变化。故可以看到，磁铁相对于螺线管运动的时候，电流表的指针偏转，表明螺线管中有电流产生。
（2）[3][4][5]N极向上抽出线圈的过程，螺线管磁通量减小，根据楞次定律可知，此时感应电流产生的感应磁场应阻碍螺线管线圈磁通量的减小。所以感应电流在线圈中心产生的磁场方向向上。再根据右手螺旋定则可以判断出螺线管产生的感应电流由电流表的负极流入正极流出，故此时电流表指针将向左偏转。

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