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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点总结全面整理

1

单选题
1、下列各场景中闭合线圈里一定产生感应电流的是（　　）
A．彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，两导线中的电流均增大
B．线圈绕平行于匀强磁场的转轴OO'匀速转动
C．线圈平面保持与磁感线垂直，在匀强磁场中向右匀速移动
D．圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大导线中的电流
答案：A
A．由安培定则可知，线圈中的磁感应强度垂直纸面向外，两导线中的电流均增大，导致线圈中的磁通量增大，线圈里一定产生感应电流，A正确；
B．线圈绕平行于匀强磁场的转轴OO'匀速转动过程，穿过线圈中的磁通量始终为零，线圈中没有产生感应电流，B错误；
C．线圈平面保持与磁感线垂直，在匀强磁场中向右匀速移动，穿过线圈中的磁通量不变，没有产生感应电流，C错误；
D．圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，由对称性可知，穿过线圈中的磁通量始终为零，故增大导线中的电流，线圈中没有产生感应电流，D错误。
故选A。
2、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。
3、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。
4、如图所示，三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I，其中P、Q、R为导线上三个点，三点连成的平面与导线垂直，O为PQ连线的中点，且QR=PR。则下列判断正确的是（  ）

A．R点的磁感应强度方向竖直向上
B．P点的磁感应强度方向竖直向下
C．在离Q、R、P三点所连成的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
D．R点与O点的磁感应强度相同
答案：C
A．根据右手螺旋定则和磁场的叠加原理可得

可以得到以下结论
因Q在R点产生的磁场垂直于QR斜向上；P在R点产生的磁场方向垂直PR斜向下，则R点的磁感应强度沿方向水平，A错误；
B．因Q在P点产生的磁场垂直于QP竖直向上；R在P点产生的磁场方向垂直PR斜向上，P点的磁感应强度方向斜向右上方，B错误；
C．根据同方向电流相互吸引，反方向电流相互排斥，在离Q、R两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在合力为零的位置，该位置应该在RO两点的连线上，所以磁感应强度为零的位置也不存在，C正确。
D．因PQ两处的电流在O点的合磁场为零，则O点的磁感应强度方向向右，则R点与O点的磁感应强度方向不相同，大小也不一定相同，D错误；
故选C。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、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。
10、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。

11、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。
12、下列说法正确的是（　　）
A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C．原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子，且吸收光子的能量等于前后两个能级之差
D．由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的光谱只有一些分立的亮线
答案：D
原子的能量是量子化的，原子从高能级会自发地向低能级跃迁，向外放出光子，光子的能量
hν=E初-E末
由于能级的分立性，放出的光子的能量也是分立的。
故选D。
13、下列现象中，能表明电和磁有联系的是（　　）
A．摩擦起电
B．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
C．带电体静止不动
D．两块磁铁相互吸引或排斥
答案：B
A．摩擦起电是电荷的转移，与磁无关，A错误；
B．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁能生电，B正确；
C．带电体静止不动，条件不足无法说明电和磁存在联系，C错误；
D．两块磁铁相互吸引或排斥，是磁体通过磁场相互作用，与电无关，D错误。
故选B。
14、已知匝数为n的正方形线框，面积为S，垂直于磁场放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，则穿过该线框的磁通量为（  ）

A．Φ=nBSB．Φ=BSC．Φ=nBSD．Φ=BS
答案：B
穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，且当线圈平面与磁场垂直时，有
Φ=BS
故选B。
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。
18、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。
19、关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B．雷达是利用电磁波来进行定位和导航的
C．移动电话是通过电磁波来传递信息的
D．利用电磁波传递信息可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
答案：BC
A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，故A错误；
BC．雷达、移动电话都是利用电磁波来工作的，B、C正确；
D．利用电磁波传递信息可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传播，如光纤通信，故D错误。
故选BC。
20、关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（  ）
A．磁感线从磁体的N极出发，到磁体的S极终止
B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的北极
C．磁感线的切线方向就是磁场的方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
答案：BC
A．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极，而在磁体的内部由磁体的S极回到磁体的N极，从而使磁感线形成闭合的曲线，故A错误；
B．由通电螺线管的磁场特点可知，在通电螺线管内部磁感线从螺线管的S极指向N极，所以自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的北极，故B正确。
C．磁感线上该点的切线方向就是该点磁场的方向，故C正确；
D．磁感线的疏密表示磁场的强弱，两条磁感线的空隙处也存在磁场，故D错误。
故选BC。
21、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。
22、图甲中一半径为R的圆形面内沿竖直直径放置一通电直导线，图乙中平行放置三根通电直导线，间距均为a，图丙中在边长为a的正方形的四个顶点分别放置垂直纸面的通电直导线，导线间距离及导线中电流的大小和方向已在图中标出。已知电流为I的通电直导线在距离直导线r处产生的磁场的磁感应强度大小为B=kIr。下列说法正确的是（  ）

A．图甲中圆形区域的磁通量为零
B．图乙中通有电流I0的直导线所受安培力为零
C．图丙中O点的磁感应强度大小为2kIa
D．图乙中调节I0大小，三根直导线所受安培力可能都为零
答案：ABD
A．根据对称性可知，两个半圆内的磁通量大小相等方向相反，则图甲中圆形区域的磁通量为零，A正确；
B．根据同向电流相吸异向电流相斥及对称性可知，图乙中通有电流I0的直导线所受安培力等大反向，合力为0，所以B正确：
C．图丙中O点有四个磁场，其中对角的两个异向电流产生的磁感应强度方向相同，相互叠加后为
B=kIa2/2×2=22kIa
所以C错误；
D．根据
B=kIr
知当I0=I2时，三根通电导线受到的安培力的合力均为零，D正确。
故选ABD。
23、如图所示，当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间（导轨间有磁场，方向垂直纸面向里），下列说法正确的是（  ）

A．导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流
B．导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流
C．圆形金属环B中有感应电流
D．圆形金属环B中没有感应电流
答案：AC
AB．当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间，切割磁感线产生感应电流，导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流，故A正确，B错误；
CD．通过螺线圈管A的电流突然增大，螺线圈管A产生的磁场突然变强，穿过金属环B的磁通量突然增大，由楞次定律可知，B中产生感应电流，故C正确，D错误。
故选AC。
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、下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（　　）
A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
答案：CD
A．X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，红外线不能用于透视人体，选项A错误；
B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项B错误；
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞，选项C正确；
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光，选项D正确。
故选CD。
填空题
26、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。
27、边长l=10cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，如图所示。磁感应强度随时间变化的规律为B=2+3t（T），则第3s内穿过线框的磁通量的变化量Δφ为 ___________Wb。

答案：0.03
第2s末穿过线圈的磁通量
Φ1=B1S=(2+3×2)×0.12Wb=0.08Wb
第3s末穿过线圈的磁通量
Φ2=B2S=(2+3×3)×0.12Wb=0.11Wb
第3s内穿过线框的磁通量的变化量
ΔΦ=Φ2-Φ1=0.03Wb
28、黑体：能够完全吸收入射的各种波长的______而不发生反射。
答案：电磁波
略
29、_________是根据电磁感应原理制造的，它开辟了人类社会的电气化时代。
答案：发电机
发电机是根据电磁感应原理制造的，它开辟了人类社会的电气化时代。
30、一个球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量为______。

答案：Bπr2
根据题意，由图可知，穿过整个球冠的磁通量为磁感应强度与球冠在垂直磁场方向上的投影面积的乘积，即
Φ=Bπr2

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