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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总结例题

1

单选题
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。

6、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。
7、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。
8、在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线1、2、3、4，如图所示，四根导线中的电流大小关系为I1<I2<I3＝I4，要使O点（四根导线围成的正方形的中心）的磁场增强，则应切断（  ）

A．导线1的电源B．导线2的电源
C．导线3的电源D．导线4的电源
答案：D
根据安培定则可以确定通电导线周围磁场的分布，导线1在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里，导线2在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里，导线3在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里，导线4在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向外。由于I1<I2<I3＝I4，所以合磁场的方向垂直于纸面向里，根据磁场的叠加可知，要使O点的磁场增强，应切断导线4的电源。
故选D。
9、关于磁通量的概念，以下说法正确的是（　　）
A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
B．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
C．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零
D．磁通量发生变化时，磁感应强度也一定发生变化
答案：C
ABC．当线圈与磁场平行时，磁通量始终为零，与磁感应强度和线圈面积的大小无关，故AB错误，C正确；
D．根据磁通量Φ=BScosα可知，磁通量的变化可能由B、S、α的变化引起，故D错误。
故选C。
10、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。
11、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。
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、如图所示，线圈与灵敏电流计构成闭合电路，当磁铁向下插入线圈的过程中，发现电流计指针偏转，则当磁铁（　　）

A．从线圈中向上拔出时，电流计指针偏转
B．放在线圈中不动时，电流计指针向左偏转
C．按图示位置在线圈外面上下移动时，电流计指针不会偏转
D．按图示位置在线圈外面左右移动时，电流计指针不会偏转
答案：A
A．磁铁从线圈中拔出时，线圈中磁通量减小，会产生感应电流，电流计偏转，故A正确；
B．磁铁放在线圈中不动时，线圈中磁通量不发生变化，电流计指针不偏转，故B错误；
C．当磁铁按图示位置在线圈外面上下移动时，穿过线圈的磁通量会发生变化，电流计会偏转，故C错误；
D．当磁铁按图示位置在线圈外面左右移动时，穿过线圈的磁通量会发生变化，电流计会偏转，故D错误。
故选A。
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、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。
多选题
16、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。
17、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。
18、下列关于电磁波的叙述中正确的是（　　）
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处传播形成的
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C．电磁波由真空进入介质中传播时，波长将变短
D．电磁波只能在介质中传播
答案：AC
A．由电磁波的产生过程可知，电磁波是电磁场由发生区域向远处传播形成的，A正确；
BD．电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s，在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，BD错误；
C．由波速公式v=λf得
λ=vf
电磁波在传播过程中，频率保持不变，由真空进入介质中传播时，速度减小，波长变短，C正确。
故选AC。
19、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。
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、下列说法中正确的是（　　）
A．白光经三棱镜折射后可以在光屏上形成彩色条纹
B．检测工件表面的平整度利用了光的偏振现象
C．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波
D．利用红外摄影从高空拍摄地面的景物是因为红外线的波长比较长，绕过障碍物的能力较强
E．如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长，这说明该星系正在靠近我们
答案：ACD
A．太阳光为复合光，复合光中各单色光的折射率不同，所以经过三棱镜的两次折射后，会在光屏上形成彩色条纹，选项A正确；
B．用透明的标准样板和单色光检查工件表面的平整度是利用了光的干涉，选项B错误；
C．根据麦克斯韦电磁场理论，可知电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波，选项C正确；
D．利用红外摄影可以减少天气（阴雨、大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物发生衍射，选项D正确；
E．由多普勒效应可知，如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长，这说明该星系正在远离我们，选项E错误。
故选ACD。
22、如图所示，线圈abcd水平向右穿过匀强磁场区域B时，下列说法正确的是（  ）

A．进入匀强磁场区域过程中，线圈abcd有感应电流产生
B．在匀强磁场中匀速运动时，线圈abcd没有感应电流产生
C．在匀强磁场中加速运动时，线圈abcd有感应电流产生
D．离开匀强磁场区域的过程中，线圈abcd没有感应电流产生
答案：AB
A．进入匀强磁场过程中，穿过线圈abcd的磁通量增加，所以线圈abcd有感应电流产生，故A正确；
BC．在匀强磁场中运动时，穿过线圈abcd的磁通量不变，所以线圈abcd没有感应电流产生，则线圈abcd不受安培力，做匀速运动，故B正确，C错误；
D．离开匀强磁场区域的过程中，穿过线圈abcd的磁通量减少，线圈abcd有感应电流产生，故D错误。
故选AB。
23、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。
24、根据磁感应强度的定义有B=FIL，下列说法中正确的是（  ）
A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比
B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B一定为零
C．磁场中某处的B的方向跟通电直导线在该处受磁场力F的方向相互垂直
D．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到磁场力F也一定为零
答案：CD
A．磁感应强度的定义式B=FIL是比值定义的，在磁场中某确定位置，B与F与I、L的乘积没有直接关系，仅是它们的比值，故A错误；
B．一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，如果通电直导线平行于磁场放置则B不一定为零，故B错误；
C．根据左手定则，磁场中某处的B的方向跟通电直导线在该处受磁场力F的方向一定垂直，故C正确；
D．一小段通电直导线放在B为零的位置，根据B=FIL，那么它受到磁场力F也一定为零，故D正确。
故选CD。
25、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。
填空题
26、奥斯特梦圆“电生磁”∶1820年，丹麦物理学家______发现了_____________。
答案：     奥斯特     电流的磁效应
[1][2]奥斯特梦圆“电生磁”∶1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
27、英国物理学家______预言了电磁波的存在，德国物理学家______通过实验证实了电磁波的存在；医院利用______灭菌消毒（选填“紫外线”或“红外线”）。
答案：     麦克斯韦     赫兹     紫外线
[1][2]英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在；
[3]医院利用紫外线灭菌消毒。
28、定义∶原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作_____。
答案：能级
[1]根据定义可知，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做能级。
29、如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中___________（选填“有”或“无”）电流产生。

答案：有
如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，闭合回路中有磁通量的变化，故线路中有电流产生。
30、电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是无线电______、______、______。
答案：     红外线     紫外线     γ射线
[1][2][3]按波长由长到短的排列顺序是无线电、红外线、紫外线、γ射线。

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