第十三章 电磁感应与电磁波初步【B卷 专项卷】（重难练26题共4大考点）-2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019必修第三册）

第十三章 电磁感应与电磁波初步 （B卷•专项卷） 一．安培定则与磁感应强度叠加的综合应用（共6小题） 二．磁通量的变化（共7小题） 三．磁现象的创新应用（共4小题） 四．电磁振荡分析（共9小题） 一．安培定则与磁感应强度叠加的综合应用（共6小题） 1．实施“双减”后，同学们有了更多自主安排的时间。小田参加了学校的轮滑社团，如图所示是小田穿着的一款发光轮滑鞋，轮上有磁环、金属线圈和发光二极管等元件。穿轮滑鞋滑行时，金属线圈相对磁环转动使发光二极管发光。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同（　　） A．图甲是探究电流磁效应的奥斯特实验 B．图乙是通过改变电流的大小，可以改变电磁起重机磁性强弱 C．图丙是通电导体在磁场中运动 D．图丁是探究电磁感应现象实验 2．如图所示，圆环上带有大量的负电荷；当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　） A．a、b、c的S极都向纸里转 B．b的S极向纸外转，而a、c的S极向纸里转 C．b、c的S极都向纸里转，而a的S极向纸外转 D．b的S极向纸里转，而a、c的S极向纸外转 3．（多选）如图，两条通有同向电流的平行无限长导线L1、L2，其中P、Q点连线与两导线垂直，且P点到两导线的距离相等，O点为P、Q中点且位于L2上，忽略其他磁场的影响，检测发现P点的磁场方向垂直纸面向里，下列说法正确的是（　　） A．Q点的磁感应强度比P点的磁感应强度大 B．Q点的磁感应强度和P点的磁感应强度大小相等 C．导线L1中的电流小于导线L2中的电流 D．Q点的磁场方向垂直纸面向里 4．某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图（a）所示。小明为了测量当地的地磁场，如图（b），在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面。某次测量手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据、、。根据测量结果可以推断（　　） A．测量地点位于北半球 B．测量地点位于赤道 C．轴正方向指向南方 D．当地的地磁场大小约为 5．已知通电直导线在其延长线上产生的磁感应强度大小为零，通电环形导线在其圆心处产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与环形的半径成反比，即，k为比例系数。现有两段半圆弧导线和两段直导线组成的闭合回路，O为两段圆弧的共同圆心，大、小圆弧的半径分别为r1和r2，回路中通有电流I，则圆心O处磁感应强度的大小和方向分别为（    ） A．，垂直纸面向外 B．，垂直纸面向里 C．，垂直纸面向外 D．，垂直纸面向里 6．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是（　　） A．直导线中的电流方向垂直纸面向外 B．b点的实际磁感应强度为，方向斜向右上方 C．c点的实际磁感应强度为零 D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同 二．磁通量的变化（共7小题） 7．如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场中，有一面积为S的单匝圆形线圈，其圆心位于磁场边界。已知磁场的磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量是（　　） A．0 B．BS C． D． 8．一匝数为N匝、边长为2R的正方形线圈如图放置，在其内部半径为R的虚线圆范围内有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如果将线圈绕虚线圆的某一条直径旋转270°，这个过程中穿过线圈的磁通量变化量的大小为（　　） A．πBR2 B．NπBR2 C．4BR2 D．4NBR2 9．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，关于穿过两环的磁通量和，下列说法正确的是（　　） A．a、b环内磁通量由下向上， B．a、b环内磁通量由上向下， C．a、b环内磁通量由下向上， D．a、b环内磁通量由上向下， 10．（多选）如图所示，长方形框架的面积为S，框架平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直。下列说法正确的是（　　） A．框架在图示位置时，穿过框架平面的磁通量为BS B．框架绕OO′转过60°角时，穿过框架平面的磁通量为BS C．框架从图示位置转过90°角时，穿过框架平面的磁通量为零 D．框架从图示位置转过180°角时，穿过框架平面的磁通量为2BS 11．（多选）磁单极子是物理学家设想的仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。如图所示，以磁单极子（N极）为球心画出两个球面1和2，a点位于球面1上，b点位于球面2上，a点和b点与磁单极子在同一直线上。下列说法正确的是（　　） A．球面1比球面2的磁通量小 B．a点比b点的磁感应强度大 C．让磁单极子穿过一个圆形闭合线圈，当线圈圆心与磁单极子重合时，磁通量为零 D．让磁单极子从较远处穿过一个闭合线圈的过程中，磁通量先减小后增大 12．如图所示，矩形线圈abcd与水平面间的夹角为θ=60°，磁感线方向竖直向下，矩形线圈的面积为S=0.4m2，匀强磁场的磁感应强度为B=0.6T。 （1）求穿过线圈的磁通量大小； （2）从平面向平面方向看，把线圈以为轴顺时针转过120°角，求通过线圈磁通量的变化量的绝对值。 13．如图所示，abcd是边长的正方形金属框，匀强磁场区域左边界到bc的距离也为L，右边界MP与水平线MN间的夹角，且M点为cd边的中点。磁感应强度，方向垂直纸面向外。 （1）求图示位置金属框的磁通量的大小； （2）若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，求磁通量的变化量的大小。 三．磁现象的创新应用（共4小题） 14．2024年3月24日，中国气象局发布大地磁暴预警。当太阳风引发地磁风暴时，南北极的极光会变得异常强烈。与极光现象形成可能有关的是（　　） A．变压器 B．地磁场 C．自感现象 D．开放电路 15．研究小组用手机磁传感器测量三明市区的地磁场。将手机置于水平桌面，建立如图甲所示的三维直角坐标系，某次测量中，x、y、z三个方向上的磁感应强度数值如图乙所示，B表示此处的磁感应强度，表示穿过手机正面的磁通量，则（　　） A．；绕x轴旋转会发生变化 B．；绕x轴旋转不变 C．；绕z轴旋转会发生变化 D．；绕z轴旋转不变 16．智能手机安装软件后可以测量磁感应强度．如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面．某同学在某地对地磁场进行了两次测量，每次测量时轴指向不同而轴正向保持竖直向上，不考虑地磁偏角．根据表中测量结果可推知（    ） 测量序号 1 0 45 2 21 0 45 A．测量地点位于北半球，第一次测量时轴正向指向南方 B．测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向北方 C．测量地点位于北半球，第一次测量时轴正向指向西方 D．测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向东方 17．北宋《武经总要》记载，让铁鱼的头尾指向南北，先把铁鱼烧红，再将铁鱼放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，后让其在水中漂浮，制成指南鱼（鱼头指南），如图是指南鱼静止时的指向。下列判断正确的是（　　） A．指南鱼的鱼头应标注“S” B．指南鱼周围存在磁感线 C．指南鱼不能吸引小铁针 D．指南鱼的鱼头磁性最弱 四．电磁振荡分析（共9小题） 18．直流电阻不计的线圈L和电容器C如图连接，先闭合开关S，稳定后将开关S断开并记为时刻，当时LC回路中电容器上极板带正电，且电荷量第一次达到最大值。下列说法正确的是（    ） A．LC回路的振荡周期为0.04s B．时回路中电流沿逆时针方向 C．时线圈的自感电动势最大 D．拔出线圈中的铁芯，振荡电路向外界辐射能量的本领将减弱 19．如图是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带负电，下极板带正电。下列说法正确的是（　　） A．该时刻电容器处于放电状态 B．该时刻线圈中的磁场能正在增大 C．若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小 D．若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的频率变小 20．心脏除颤仪（AED）如图甲所示，可通过产生如图乙所示脉冲电流，终止致命性心律失常，使心脏恢复跳动。图丙为某除颤仪的简化电路。开关拨1时，直流低压经高压直流发生器后为储能电容器C充电，开关拨2时，可进行除颤治疗，电容器放电。已知储能电容器电容为。某次使用时，充电后电容器两端电压为2kV，放电后电容器两端电压为0，则关于这次除颤下列说法正确的是（　　） A．电感越大，脉冲电流的峰值越小 B．电容越大，放电持续时间越短 C．该除颤器作用于不同人体时，电流大小相同 D．本次除颤通过人体的电量为200C 21．在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（    ） A．电容器在放电 B．电场能转化为磁场能 C．A板所带的负电荷增加 D．L产生的自感电动势增大 22．LC振荡电路中，时刻线圈L中的磁场方向和电容器C极板的带电情况如图所示。规定回路中电流顺时针方向为正，电容器极板间场强方向向下为正，则LC回路中电流i、电容器中电场强度E随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 23．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端，时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（　　） A．LC回路的周期为0.02 s B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大 C．时线圈中电场能最大 D．时回路中电流沿顺时针方向 24．LC振荡电路如图所示，已知C=9µF、L=10mH，开关S断开时电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态，t=0时将开关S闭合，已知油滴始终没有碰到两板，则（　　） A．t=×10-4s时电路电流减小 B．t=3π×10-4s时磁场能最大 C．t=3π×10-4s时油滴加速度最大 D．油滴将以初始位置为平衡位置做简谐运动 25．LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t的变化周期为，电场能随时间变化的周期为，则 （选填“大于”“等于”或“小于”）；如图，电谐振实验中，当矩形线框面积相等时，它们的 相同（选填“电容”或“电感”）。 26．（多选）为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储物罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b后，由电感L和电容C构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知液面的升降情况。关于此装置下面说法正确的是（　　） A．检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在降低 B．检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在升高 C．开关从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先减小后增大 D．开关从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先增大后减小 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！27 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十三章 电磁感应与电磁波初步 （B卷•专项卷） 一．安培定则与磁感应强度叠加的综合应用（共6小题） 二．磁通量的变化（共7小题） 三．磁现象的创新应用（共4小题） 四．电磁振荡分析（共9小题） 一．安培定则与磁感应强度叠加的综合应用（共6小题） 1．实施“双减”后，同学们有了更多自主安排的时间。小田参加了学校的轮滑社团，如图所示是小田穿着的一款发光轮滑鞋，轮上有磁环、金属线圈和发光二极管等元件。穿轮滑鞋滑行时，金属线圈相对磁环转动使发光二极管发光。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同（　　） A．图甲是探究电流磁效应的奥斯特实验 B．图乙是通过改变电流的大小，可以改变电磁起重机磁性强弱 C．图丙是通电导体在磁场中运动 D．图丁是探究电磁感应现象实验 【答案】D 【详解】发光轮的工作原理是利用磁场产生电流的现象，即磁生电。 A．奥斯特实验是电生磁，A错误； B．通过改变电流大小改变电磁起重机磁性强弱，是电流周围的磁场，B错误； C．通电导体在磁场中运动，是电流在磁场中受到安培力的作用，C错误； D．探究电磁感应现象实验是利用磁场产生电流的现象，即磁生电，D正确。 故选D。 2．如图所示，圆环上带有大量的负电荷；当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　） A．a、b、c的S极都向纸里转 B．b的S极向纸外转，而a、c的S极向纸里转 C．b、c的S极都向纸里转，而a的S极向纸外转 D．b的S极向纸里转，而a、c的S极向纸外转 【答案】D 【详解】圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动，S极向纸外转， b处小磁针的N极向纸外转动，S极向纸里转。 故选D。 3．（多选）如图，两条通有同向电流的平行无限长导线L1、L2，其中P、Q点连线与两导线垂直，且P点到两导线的距离相等，O点为P、Q中点且位于L2上，忽略其他磁场的影响，检测发现P点的磁场方向垂直纸面向里，下列说法正确的是（　　） A．Q点的磁感应强度比P点的磁感应强度大 B．Q点的磁感应强度和P点的磁感应强度大小相等 C．导线L1中的电流小于导线L2中的电流 D．Q点的磁场方向垂直纸面向里 【答案】AC 【详解】C．根据安培定则可知L1产生的磁场向外，L2产生的磁场向里，而P点的合磁场方向垂直纸面向里，由叠加原理可知，导线L1中的电流小于导线L2中的电流，故C正确； D．根据安培定则及叠加原理，可得磁感应强度Q点的磁场方向垂直纸面向外，故D错误； AB．P点磁感应强度大小为，Q点磁感应强度大小为，故Q点的磁感应强度比P点的磁感应强度大，故A正确，B错误。 故选AC。 4．某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图（a）所示。小明为了测量当地的地磁场，如图（b），在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面。某次测量手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据、、。根据测量结果可以推断（　　） A．测量地点位于北半球 B．测量地点位于赤道 C．轴正方向指向南方 D．当地的地磁场大小约为 【答案】B 【详解】ABC．地磁场可以看成一巨大的“条形磁铁”，地磁场的N极在地球的南极附近，在磁场的S极在地球的北极附近。在赤道上地磁场的磁感线是平行于地面的，所以，测量地点在赤道，且y轴正方向指向东方或西方，故AC错误，B正确； D．测量点的磁场大小是三个方向的磁场的合成，所以测量地点的磁场大小为 故D项错误。 故选B。 5．已知通电直导线在其延长线上产生的磁感应强度大小为零，通电环形导线在其圆心处产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与环形的半径成反比，即，k为比例系数。现有两段半圆弧导线和两段直导线组成的闭合回路，O为两段圆弧的共同圆心，大、小圆弧的半径分别为r1和r2，回路中通有电流I，则圆心O处磁感应强度的大小和方向分别为（    ） A．，垂直纸面向外 B．，垂直纸面向里 C．，垂直纸面向外 D．，垂直纸面向里 【答案】A 【详解】由电流方向及安培定则可知，大、小圆弧在圆心O处产生的磁场方向相反，分别垂直纸面向里、垂直纸面向外，由题可知，小圆弧产生的磁场的磁感应强度大于大圆弧产生的，故圆心处磁感应强度的方向为垂直纸面向外；题中大、小圆弧均为半圆弧，故圆心处磁感应强度的大小为 故选A。 6．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是（　　） A．直导线中的电流方向垂直纸面向外 B．b点的实际磁感应强度为，方向斜向右上方 C．c点的实际磁感应强度为零 D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同 【答案】B 【详解】A．由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1T，由安培定则知直导线中的电流方向垂直纸面向里。故A错误； B．通电导线在b处产生的磁场竖直向上，根据平行四边形定则可知b点的实际磁感应强度为T，方向斜向右上方，与B的夹角为45°，故B正确； C．通电导线在c处产生的磁场水平向右，所以c点的实际磁感应强度2T，方向向右。故C错误； D．通电导线在d处产生的磁场竖直向下，根据平行四边形定则可知d点的实际磁感应强度为T，方向斜向右下方，与B的夹角为45°，故D错误。 故选B。 二．磁通量的变化（共7小题） 7．如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场中，有一面积为S的单匝圆形线圈，其圆心位于磁场边界。已知磁场的磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量是（　　） A．0 B．BS C． D． 【答案】C 【详解】磁通量的有效面积为线圈面积的一般，则穿过线圈的磁通量为 故选C。 8．一匝数为N匝、边长为2R的正方形线圈如图放置，在其内部半径为R的虚线圆范围内有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如果将线圈绕虚线圆的某一条直径旋转270°，这个过程中穿过线圈的磁通量变化量的大小为（　　） A．πBR2 B．NπBR2 C．4BR2 D．4NBR2 【答案】A 【详解】根据磁通量的定义可知，初状态的磁通量 旋转270°后的磁通量 因此磁通量的变化量的大小 故选A。 9．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，关于穿过两环的磁通量和，下列说法正确的是（　　） A．a、b环内磁通量由下向上， B．a、b环内磁通量由上向下， C．a、b环内磁通量由下向上， D．a、b环内磁通量由上向下， 【答案】A 【详解】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，由 则a环磁通量较大，且两环的磁通量方向均由下向上，且 故选A。 10．（多选）如图所示，长方形框架的面积为S，框架平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直。下列说法正确的是（　　） A．框架在图示位置时，穿过框架平面的磁通量为BS B．框架绕OO′转过60°角时，穿过框架平面的磁通量为BS C．框架从图示位置转过90°角时，穿过框架平面的磁通量为零 D．框架从图示位置转过180°角时，穿过框架平面的磁通量为2BS 【答案】AC 【详解】A．框架在图示位置时，穿过框架平面的磁通量为 故A正确； B．框架绕OO′转过60°角时，穿过框架平面的磁通量为 故B错误； C．框架从图示位置转过90°角时，穿过框架平面的磁通量为 故C正确； D．框架从图示位置转过180°角时，穿过框架平面的磁通量为 故D错误。 故选AC。 11．（多选）磁单极子是物理学家设想的仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。如图所示，以磁单极子（N极）为球心画出两个球面1和2，a点位于球面1上，b点位于球面2上，a点和b点与磁单极子在同一直线上。下列说法正确的是（　　） A．球面1比球面2的磁通量小 B．a点比b点的磁感应强度大 C．让磁单极子穿过一个圆形闭合线圈，当线圈圆心与磁单极子重合时，磁通量为零 D．让磁单极子从较远处穿过一个闭合线圈的过程中，磁通量先减小后增大 【答案】BC 【详解】AC．磁通量是穿过某一面的磁感线的条数，如果是磁单极子，它发出所有的磁感线均全部会穿过球面球面1和球面2，则两球面的磁通量一样大，若让磁单极子穿过一个圆形闭合线圈，当线圈圆心与磁单极子重合时，穿过线圈的磁感线的条数为0，即磁通量为零，故A错误，C正确； B．a点距磁单极子距离近些，可以推断点的磁感应强度比b点的大，故B正确； D．让磁单极子从较远处穿过一个闭合线圈的过程中，当线圈靠近磁单极子时，磁通量增加，当线圈远离磁单极子时，磁通量减小，故D错误。 故选BC。 12．如图所示，矩形线圈abcd与水平面间的夹角为θ=60°，磁感线方向竖直向下，矩形线圈的面积为S=0.4m2，匀强磁场的磁感应强度为B=0.6T。 （1）求穿过线圈的磁通量大小； （2）从平面向平面方向看，把线圈以为轴顺时针转过120°角，求通过线圈磁通量的变化量的绝对值。 【答案】（1）0.12Wb；（2）0.36Wb 【详解】（1）当θ=60°时，穿过线圈的磁通量大小为 Wb （2）从平面向平面方向看，把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，此时通过线圈的磁通量为 Wb 磁通量的变化量的绝对值为 Wb 13．如图所示，abcd是边长的正方形金属框，匀强磁场区域左边界到bc的距离也为L，右边界MP与水平线MN间的夹角，且M点为cd边的中点。磁感应强度，方向垂直纸面向外。 （1）求图示位置金属框的磁通量的大小； （2）若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，求磁通量的变化量的大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）图示位置金属框的磁通量大小为 （2）若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，金属框的磁通量为 磁通量的变化量大小为 三．磁现象的创新应用（共4小题） 14．2024年3月24日，中国气象局发布大地磁暴预警。当太阳风引发地磁风暴时，南北极的极光会变得异常强烈。与极光现象形成可能有关的是（　　） A．变压器 B．地磁场 C．自感现象 D．开放电路 【答案】B 【详解】极光的形成是由于射向地面的宇宙粒子在洛伦兹力的作用下向两极偏转形成的，与地磁场有关。 故选B。 15．研究小组用手机磁传感器测量三明市区的地磁场。将手机置于水平桌面，建立如图甲所示的三维直角坐标系，某次测量中，x、y、z三个方向上的磁感应强度数值如图乙所示，B表示此处的磁感应强度，表示穿过手机正面的磁通量，则（　　） A．；绕x轴旋转会发生变化 B．；绕x轴旋转不变 C．；绕z轴旋转会发生变化 D．；绕z轴旋转不变 【答案】A 【详解】地磁场磁感应强度大小为 假手机正面面积为S，绕x轴旋转手机时穿过手机正面磁感线条数发生变化，磁通量会变化。当绕z轴旋转时穿过手机正面磁感线条数不变，磁通量不变化。 故选A。 16．智能手机安装软件后可以测量磁感应强度．如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面．某同学在某地对地磁场进行了两次测量，每次测量时轴指向不同而轴正向保持竖直向上，不考虑地磁偏角．根据表中测量结果可推知（    ） 测量序号 1 0 45 2 21 0 45 A．测量地点位于北半球，第一次测量时轴正向指向南方 B．测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向北方 C．测量地点位于北半球，第一次测量时轴正向指向西方 D．测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向东方 【答案】B 【详解】两次测量时因为，即该地的磁场在竖直方向的分量向上，可知测量地点位于南半球；第二次测量时，，可知轴正向指向北方，轴正向指向东方或者西方，故选项B正确，ACD错误。 故选B。 17．北宋《武经总要》记载，让铁鱼的头尾指向南北，先把铁鱼烧红，再将铁鱼放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，后让其在水中漂浮，制成指南鱼（鱼头指南），如图是指南鱼静止时的指向。下列判断正确的是（　　） A．指南鱼的鱼头应标注“S” B．指南鱼周围存在磁感线 C．指南鱼不能吸引小铁针 D．指南鱼的鱼头磁性最弱 【答案】A 【详解】A．指南鱼的鱼头指向南极，鱼头的磁极应标注“S”，A正确； B．磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，不是客观存在，B错误； C．鱼形铁已经被磁化，是个磁体，磁体与磁体可以相互吸引，C错误； D．指南鱼是个磁体，类似条形磁铁，两极位置磁性最强，中间最弱，D错误。 故选A。 四．电磁振荡分析（共9小题） 18．直流电阻不计的线圈L和电容器C如图连接，先闭合开关S，稳定后将开关S断开并记为时刻，当时LC回路中电容器上极板带正电，且电荷量第一次达到最大值。下列说法正确的是（    ） A．LC回路的振荡周期为0.04s B．时回路中电流沿逆时针方向 C．时线圈的自感电动势最大 D．拔出线圈中的铁芯，振荡电路向外界辐射能量的本领将减弱 【答案】C 【详解】A．t=0时，线圈中电流向下，断开开关S后，电容器下极板充电。在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t=0.06s时LC回路中电容器上极板带正电，且电荷量第一次达到最大值，此时是第二次充电完毕，则周期为0.08s， 故A错误； B．当t=0.05s时线圈中电流向上为电容器充电，回路中电流沿顺时针方向，故B错误； C．当t=0.14s时电容器顺时针充电结束，该时刻电流为零，变化最快，线圈的感应电动势最大，故C正确； D．拔出线圈中的铁芯，线圈L减小，根据 可知LC振荡电路的频率增加，振荡电路辐射能量跟频率的四次方成正比，故辐射能量的本领也在增加，故D错误。 故选C。 19．如图是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带负电，下极板带正电。下列说法正确的是（　　） A．该时刻电容器处于放电状态 B．该时刻线圈中的磁场能正在增大 C．若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小 D．若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的频率变小 【答案】C 【详解】AB．此时电容器正在充电，电场能增大，磁场能减小。故AB错误； C．根据 若在线圈中插入铁芯，则L变大，发射电磁波的频率变小。故C 正确； D．根据 若增大电容器极板间的距离，则电容C 减小，f变大。故D错误。 故选C。 20．心脏除颤仪（AED）如图甲所示，可通过产生如图乙所示脉冲电流，终止致命性心律失常，使心脏恢复跳动。图丙为某除颤仪的简化电路。开关拨1时，直流低压经高压直流发生器后为储能电容器C充电，开关拨2时，可进行除颤治疗，电容器放电。已知储能电容器电容为。某次使用时，充电后电容器两端电压为2kV，放电后电容器两端电压为0，则关于这次除颤下列说法正确的是（　　） A．电感越大，脉冲电流的峰值越小 B．电容越大，放电持续时间越短 C．该除颤器作用于不同人体时，电流大小相同 D．本次除颤通过人体的电量为200C 【答案】A 【详解】A．电感越大，对变化电流的阻碍作用越大，则脉冲电流的峰值越小，故A正确； B．电容越大，由放电脉冲电流的振荡周期变长，则放电持续时间越长，故B错误； C．该除颤器作用于不同人体时，不同人体的电阻不同，电流大小不同，故C错误； D．本次除颤通过人体的电量为 故D错误。 故选A。 21．在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（    ） A．电容器在放电 B．电场能转化为磁场能 C．A板所带的负电荷增加 D．L产生的自感电动势增大 【答案】D 【详解】闭合开关S，电路稳定后，由于电感线圈直流电阻可以忽略，则此时通过线圈的电流最大；突然断开开关S并开始计时，则在时间内，线圈电流逐渐减小，但电流的变化率增大，所以L产生的自感电动势增大；磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，电容器处于充电过程；电流方向由B板流向A板，则A板所带的正电荷增加。 故选D。 22．LC振荡电路中，时刻线圈L中的磁场方向和电容器C极板的带电情况如图所示。规定回路中电流顺时针方向为正，电容器极板间场强方向向下为正，则LC回路中电流i、电容器中电场强度E随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．时刻线圈L中的磁场方向向上，根据安培定则，电流方向为逆时针方向（电流方向为负方向），由于电容器下极板带正电，则此时电容器在充电，磁场能向电场能转化，电流越来越小，当电容器充电完成时，电流为0，然后放电，电流方向为顺时针方向（电流方向为正方向），电场能向磁场能转化，电流越来越大，当电容电量为0时，电流最大，其后磁场能向电场能转化，电流越来越小，当电容器充电完成时，电流为0，然后电路进行电磁振荡，故A错误，B正确； C．时电容器C下极板带正电，极板间场强方向向上，场强为负，故C错误； D．时电容器C下极板带正电，极板间场强方向向上，此时电容器在充电，极板间场强会增大而不是减小，故D错误。 故选B。 23．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端，时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（　　） A．LC回路的周期为0.02 s B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大 C．时线圈中电场能最大 D．时回路中电流沿顺时针方向 【答案】D 【详解】A．在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，由题意可知初始时上极板带正电，且电荷量最大，时LC回路中电容器下极板带正电且电荷量第一次达到最大值，此时经历了充放电各一次，即经历的半个周期，有 解得 故A项错误； B．根据LC振动电路的充放电规律可知，电容放电完毕时，回路中的电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B项错误； CD．由于 此时电容器顺时针放电结束，回路中顺时针电流最大，磁场能最大，电场能最小，故C错误，D正确。 故选D。 24．LC振荡电路如图所示，已知C=9µF、L=10mH，开关S断开时电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态，t=0时将开关S闭合，已知油滴始终没有碰到两板，则（　　） A．t=×10-4s时电路电流减小 B．t=3π×10-4s时磁场能最大 C．t=3π×10-4s时油滴加速度最大 D．油滴将以初始位置为平衡位置做简谐运动 【答案】C 【详解】A．回路的振荡周期 t=0至t=×10-4s时刻，电容器处于放电过程，电路中的电流逐渐增大，所以A错误； B． t=3π×10-4s时，刚好半个周期，电容器反向充电完毕，两极板电荷量最大，磁场能最小，所以B错误； C ．t=3π×10-4s时，刚好半个周期，电容器反向充电完毕，两极板电荷量最大，电场强度最大，则油滴的电场力最大并且电场力方向向下，有 开始时有 解得 所以其加速度最大，则C正确； D．根据题意可知，油滴带负电，一个周期内，油滴的合外力方向始终竖直向下，所以油滴始终朝下极板方向做变加速直线运动，则D错误； 故选C。 25．LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t的变化周期为，电场能随时间变化的周期为，则 （选填“大于”“等于”或“小于”）；如图，电谐振实验中，当矩形线框面积相等时，它们的 相同（选填“电容”或“电感”）。 【答案】 大于 电感 【详解】[1]一个周期电容器充电放电两次，所以电路中电场能随时间变化的周期等于，故大于； [2]根据电谐振实验原理知，电谐振实验中，当矩形线框面积相等时，它们的电感相同。 26．（多选）为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储物罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b后，由电感L和电容C构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知液面的升降情况。关于此装置下面说法正确的是（　　） A．检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在降低 B．检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在升高 C．开关从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先减小后增大 D．开关从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先增大后减小 【答案】AD 【详解】AB．振荡电流的频率 检测到振荡电流的频率增加，说明电容器的电容减小，根据 则减小，即液面高度在降低，故A正确，B错误； CD．开关从a拨到b之前，电容C左侧为正极，从a拨到b之后电容C作为电源放电，放电完成后，电感产生的反向感应电流为电容C充电，充电结束后，电容C左侧变为负极，此过程恰好为半个周期，此后电容C再次放电充电，电容左侧又变为正极，此时恰好经历一个周期。当开关从a拨到b之后的半个周期内，电容C先作为电源放电，电容C中的电场能转化为电感L中的磁场能，磁场能增大，当电容C放电完成后，电感L为电容充电，电感L的磁场能转化为电容C中的电场能，故开关从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先增大后减小，故C错误，D正确； 故选AD。 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