第十三章《电磁感应与电磁波初步》单元基础巩固与培优达标检测卷-2024-2025学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019必修第三册）

第十三章《电磁感应与电磁波初步》单元基础巩固与培优达标检测卷 一：单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是通电螺线管，闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．条形磁铁的机械能不变 B．电路中消耗的总功率变小 C．电压表与电流表示数的比值变大 D．通电螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小 2．下列说法正确的是（　　） A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．只有温度高的物体才会有热辐射 C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播 D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值 3．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B．紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C．麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 D．红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的 4．如图所示，abc是以O点为圆心的三分之一圆弧，b为圆弧中点，a、b、c处各有一垂直纸面的通电长直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O点处的磁感应强度恰好为零。若将a处电流反向，其它条件不变，则O点处的磁感应强度大小为（　　） A．2B B．B C．3B D．0 5．下列说法正确的是（　　） A．如图甲所示，ABC构成等边三角形，若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为B0，则C处磁场的合磁感应强度大小是 B．图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下 C．图丙中通过两金属圆环的磁通量 D．图丁中与通电导线（无限长）在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动，线框中会产生感应电流 6．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献。下列有关物理学家的贡献，正确的是（　　） A．安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象 B．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系 C．奥斯特发现电磁感应现象，使人们对电磁内在联系的认识更加完善 D．洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 7．某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中没有感应电流产生的是（　　） A．开关闭合或开关断开的瞬间 B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片 C．开关闭合稳定后，将线圈A从线圈B中拔出 D．开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出 8．六根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正六边形，O为六边形的中心，通过长直导线的电流分别为，中通过的电流大小相等，中通过的电流大小相等，电流方向如图所示。已知通电长直导线在距导线r处产生的磁感应强度大小为，此时O点处的磁感应强度大小为，导线a在O处产生的磁感应强度为B，则移除e处导线后，e处的磁感应强度大小为（　　） A．0 B．B C． D． 二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．下列说法正确的是（　　） A．微观粒子的能量是不连续的，只能取一些特定的值 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并捕捉到了电磁波，证实了自己的预言 C．当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会先高变低 D．带电粒子经过回旋加速器加速后最终获得的能量随着加速电压的升高而增大 10．2021年7月4日，我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约的中国空间站，标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功．航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的，下列关于电磁波的说法正确的是（    ） A．电磁波波长越长，其能量子越小 B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约 D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论 11．“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是（　　） A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变 B．该实验需要知道线圈的绕向 C．该实验需要记录磁铁的运动方向 D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系 12．我国特高压直流输电是国家重点工程，已跃居全球第一。特高压电网的强电流会在周围空间产生很强的磁场。两根等高、相互平行的水平特高压直流输电线分别通有大小相等、方向相反的电流，从上往下观察的示意图如图所示。直线abc与两根输电线等高并垂直，b点位于两根输电线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑其他磁场的影响，则（　　） A．a点的磁感应强度方向竖直向上 B．b点的磁感应强度方向竖直向下 C．c点的磁感应强度方向竖直向下 D．d点的磁感应强度方向竖直向上 三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。 13．请根据题目提示完成下列填空。如下图所示是探究电磁感应现象的实验装置。 （1）如图所示，用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流表的指针是否偏转填写在下面的空格处． ①磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动．电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”） ②导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。                          （2）如图所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流表的指针向右偏一下后又迅速回到中间位置，则：保持开关闭合，在把滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流表的指针 （选填“不动”或“向左偏”、“向右偏”）。 14．如图所示是“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验装置。 （1）图中螺线管应接 （选填“低压直流电源”或“低压交流电源”），通电后螺线管产生的磁场可视作多个 的组合； （2）已知当磁传感器的探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值。图中磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的 极； （3）我们也可以利用地磁场来估测磁极远端的磁感应强度。上海某中学实验室里，小明同学将罗盘放置在水平桌面上，待罗盘中的小磁针静止时，记录其N极的指向并绘制一条虚线a。再将条形磁铁放在同一水平桌面上，条形磁铁的轴线垂直于虚线a且通过小磁针的转轴，观测到小磁针的N极偏离原来的方位转过角，如图所示，已知上海地区地磁场的磁感应强度水平分量为，则条形磁铁的 极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为 。 四：解答题:本题共4小题,第一小题小题6分，第二小题8分，第三小题10分，第四小题12分，共36分。 15．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处，根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm = 2.90×10 - 1mK，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h = 6.63×10 - 34J·s) 16．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。 17．如图所示，正方形金属框abcd的边长为l，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，磁场区域范围足够大，P点位于cd的中点，cd与PN在同一条直线上，规定此时穿过金属框的磁通量为正。 (1)此时穿过金属框的磁通量为多少？ (2)若将金属框以bc边为轴，分别向纸面外转动和，磁通量变化量分别为多少？ (3)以图示位置为计时起点，线框向右以速度v做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使线框中不产生感应电流，求磁感应强度B与时间t之间的关系式。 18．在分析和解决物理问题时，有时可以通过合理、恰当的假设，进行分割或填补，使研究对象或研究过程对称，从而使复杂问题简单化。 （1）如图1所示，一小球从A点水平抛出，它在B点与竖直墙壁发生一次弹性碰撞后，以同样大小的速率反弹，最终落在C点。假设小球没有被墙壁阻挡，经过B点后会继续沿着抛物线运动，直至落在点，小球由B到C的运动轨迹与BC′曲线关于竖直墙壁对称。已知抛出点A离水平地面的高度为h，与墙壁的水平距离为s，落地点距墙壁的水平距离为2s，重力加速度为g。不计空气阻力。求小球抛出时的初速度。 （2）点电荷与无限大金属平板M之间的电场线分布如图2所示，金属板M接地，它表面处的电场线均与其表面垂直。A点在点电荷到金属板的垂线上，且靠近M板。已知点电荷与金属板间的距离为d。求A点电场强度的大小E。 （3）对磁现象的成功解释最早是由安培提出的。如图3所示，V形长直导线中通过稳恒电流I，图中角平分线上的P点距V形顶点的距离为d。按照安培的计算，P点的磁感应强度大小（式中k为比例系数，且k和已知）。 按照现在的电磁理论，无限长直导线通过电流为I时，距直导线为r处的磁感应强度大小（其中为已知常数）。图中点与P相对于V形导线顶点对称，位于角平分线上。求点的磁感应强度大小。 2 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》单元基础巩固与培优达标检测卷 一：单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是通电螺线管，闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．条形磁铁的机械能不变 B．电路中消耗的总功率变小 C．电压表与电流表示数的比值变大 D．通电螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小 【答案】D 【详解】AD．由图可知电流由螺线管的下方流入，则由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极，下端为S极；则螺线管与磁铁为同名磁极，相互排斥，条形磁铁受到向上的斥力，将向上运动，机械能增大，弹簧测力计示数变小，故A错误，D正确； B．当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流增大，即电流表的示数变大，电路消耗的总功率增大，故B错误； C．由于电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的电阻，所以比值变小，故C错误。 故选D。 2．下列说法正确的是（　　） A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．只有温度高的物体才会有热辐射 C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播 D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值 【答案】A 【详解】A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，A正确； B．任何物体都会有热辐射，B错误； C．电磁波是一种物质，能在真空中传播，C错误； D．一个物体所具有的能量是量子化的，是一个非连续值，D错误； 故选A。 3．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B．紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C．麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 D．红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的 【答案】A 【详解】A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视，故A正确； B．紫外线有很强的荧光效应，可用于防伪，但不带电，不能在磁场中偏转，故B错误； C．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C错误； D．红外体温计是依据人体发射红外线来测量体温的，不是体温计发射红外线，故D错误。 故选A。 4．如图所示，abc是以O点为圆心的三分之一圆弧，b为圆弧中点，a、b、c处各有一垂直纸面的通电长直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O点处的磁感应强度恰好为零。若将a处电流反向，其它条件不变，则O点处的磁感应强度大小为（　　） A．2B B．B C．3B D．0 【答案】B 【详解】三条导线的磁场如图所示 由矢量的叠加可知，三条导线产生的磁场合磁感应强度为 结合题意可得 可得 若将a处电流反向，三条导线产生的磁场如图所示 根据磁感强强度的叠加可知，点处的磁感应强度大小为 故选B。 5．下列说法正确的是（　　） A．如图甲所示，ABC构成等边三角形，若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为B0，则C处磁场的合磁感应强度大小是 B．图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下 C．图丙中通过两金属圆环的磁通量 D．图丁中与通电导线（无限长）在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动，线框中会产生感应电流 【答案】B 【详解】A．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指向右下方，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC指向右上方，二者夹角为60°，所以 故A错误； B．图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下，故B正确； C．图丙中通过两金属圆环有磁铁外部向下的磁感线，也有磁铁内部向上的磁感线，且磁铁内部通过圆环的磁感线较多，所以通过两金属圆环的磁通量 故C错误； D．图丁中与通电导线（无限长）在同一平面内的金属线框沿直导线方向运动，线框中磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。 故选B。 6．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献。下列有关物理学家的贡献，正确的是（　　） A．安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象 B．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系 C．奥斯特发现电磁感应现象，使人们对电磁内在联系的认识更加完善 D．洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】A 【详解】A．安培提出了分子电流假说，能够解释永久磁铁产生磁场的原因，以及磁铁受猛烈撞击后突然失去磁性等一些磁现象，故A正确； B．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围能产生磁场，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系，故B错误； C．法拉第发现电磁感应现象，从而使人们知道了电不仅能生磁，同样磁也能生电，对电与磁内在联系的认识更加完善，故C错误； D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D错误。 故选A。 7．某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中没有感应电流产生的是（　　） A．开关闭合或开关断开的瞬间 B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片 C．开关闭合稳定后，将线圈A从线圈B中拔出 D．开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出 【答案】D 【详解】A．开关闭合或断开的瞬间，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故A错误； B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故B错误； C．开关闭合稳定后，拔出线圈A的瞬间，B线圈中的磁通量减小，线圈B中产生感应电流，故C错误； D．开关断开状态下，穿过线圈B的磁通量为零，将线圈A从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈中没有感应电流，故D正确。 故选D。 8．六根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正六边形，O为六边形的中心，通过长直导线的电流分别为，中通过的电流大小相等，中通过的电流大小相等，电流方向如图所示。已知通电长直导线在距导线r处产生的磁感应强度大小为，此时O点处的磁感应强度大小为，导线a在O处产生的磁感应强度为B，则移除e处导线后，e处的磁感应强度大小为（　　） A．0 B．B C． D． 【答案】A 【详解】结合题图可知各导线在O点产生的磁场方向如图1所示，中通过的电流大小相等，且到O点的距离相等，三条导线在O点产生的磁感应强度大小均为B，合磁感应强度大小为，则三条导线在O点的合磁感应强度大小为，结合上述分析可知，三条导线中的电流大小是三条导线中电流大小的2倍；去掉e导线后剩余导线在e点产生的磁场方向如图2所示 由 可知 夹角为120° 夹角为60° 由平行四边形定则求得e点的合磁感应强度为0。 故选A。 二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．下列说法正确的是（　　） A．微观粒子的能量是不连续的，只能取一些特定的值 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并捕捉到了电磁波，证实了自己的预言 C．当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会先高变低 D．带电粒子经过回旋加速器加速后最终获得的能量随着加速电压的升高而增大 【答案】AC 【详解】A．微观粒子的能量是不连续的，只能取一些特定的值，选项A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的预言，选项B错误； C．根据多普勒效应，当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会先高变低，选项C正确； D．根据 可得带电粒子经过回旋加速器加速后最终获得的能量 则与加速电压无关，选项D错误。 故选AC。 10．2021年7月4日，我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约的中国空间站，标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功．航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的，下列关于电磁波的说法正确的是（    ） A．电磁波波长越长，其能量子越小 B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约 D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】AD 【详解】A．电磁波的能量子为 则电磁波波长越长，其能量子越小，A正确； B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的磁场或电场，其周围不能产生电磁波，B错误； C．电磁波在真空中或空气中传播的速度，空间站到地球表面的距离，电磁波从空间站传播到地面的时间为 C错误； D．麦克斯韦预言了电磁场理论，1886年，赫兹通过实验捕捉到电磁波，从而证实了麦克斯韦的电磁场理论，D正确； 故选AD。 11．“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是（　　） A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变 B．该实验需要知道线圈的绕向 C．该实验需要记录磁铁的运动方向 D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系 【答案】BCD 【详解】A．该实验无需保持磁铁运动的速率不变，故A错误； B．该实验需要知道产生的感应磁场的方向，即需要知道线圈的绕向，故B正确； C．该实验需要记录磁铁在线圈中的磁场的变化，即需要记录磁铁的运动方向，故C正确； D．该实验要想知道产生感应电流的具体方向，需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系，故D正确。 故选BCD。 12．我国特高压直流输电是国家重点工程，已跃居全球第一。特高压电网的强电流会在周围空间产生很强的磁场。两根等高、相互平行的水平特高压直流输电线分别通有大小相等、方向相反的电流，从上往下观察的示意图如图所示。直线abc与两根输电线等高并垂直，b点位于两根输电线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑其他磁场的影响，则（　　） A．a点的磁感应强度方向竖直向上 B．b点的磁感应强度方向竖直向下 C．c点的磁感应强度方向竖直向下 D．d点的磁感应强度方向竖直向上 【答案】AB 【详解】AC．根据安培定则知和磁场的叠加可知，a、c点处的磁感应强度方向与近端导线中电流产生的磁场相同，方向均为竖直向上，故A正确，C错误； B．根据安培定则和磁场的叠加可知，两根电线中的电流，在b点的磁感应强度方向竖直向下，故B正确； D．根据安培定则和磁场的叠加可知，d点的磁感应强度方向竖直向下，故D错误。 故选AB。 三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。 13．请根据题目提示完成下列填空。如下图所示是探究电磁感应现象的实验装置。 （1）如图所示，用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流表的指针是否偏转填写在下面的空格处． ①磁体不动，使导体AB左右大幅度摆动．电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”） ②导体AB不动，使磁体平行于导体AB上下平移，电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。                          （2）如图所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流表的指针向右偏一下后又迅速回到中间位置，则：保持开关闭合，在把滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流表的指针 （选填“不动”或“向左偏”、“向右偏”）。 【答案】 偏转 不偏转 向左偏 【详解】（1）[1]磁体不动，使导体左右运动，导体棒会切割磁感线产生感应电流，则电流表的指针会偏转； [2]导体不动，使磁体向上或向下运动，并且不切割磁感线，不会产生感应电流； （2）[3]在开关闭合的瞬间，电流表的指针向右偏一下后，又迅速回到中间位置，保持开关闭合，再把滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻变大，电流减小，则会观测到电流表的指针向左偏。 14．如图所示是“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验装置。 （1）图中螺线管应接 （选填“低压直流电源”或“低压交流电源”），通电后螺线管产生的磁场可视作多个 的组合； （2）已知当磁传感器的探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值。图中磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的 极； （3）我们也可以利用地磁场来估测磁极远端的磁感应强度。上海某中学实验室里，小明同学将罗盘放置在水平桌面上，待罗盘中的小磁针静止时，记录其N极的指向并绘制一条虚线a。再将条形磁铁放在同一水平桌面上，条形磁铁的轴线垂直于虚线a且通过小磁针的转轴，观测到小磁针的N极偏离原来的方位转过角，如图所示，已知上海地区地磁场的磁感应强度水平分量为，则条形磁铁的 极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为 。 【答案】 电压直流电源 环形电流产生的磁场 N S 【详解】（1）[1] 螺线管应接低压直流电源,产生的磁场是稳定的，若接低压交流电源，则产生的磁场是变化的； [2]螺线管产生的磁场可视作多个环形电流产生的磁场的组合； （2）[3]由题可知，当磁传感器的探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值，电螺线管的左端相当于磁铁的N极，当磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的N极。 （3）[4][5]由题可知 条形磁铁在小磁针处的磁场方向如图所示，故条形磁铁的S极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为 四：解答题:本题共4小题,第一小题小题6分，第二小题8分，第三小题10分，第四小题12分，共36分。 15．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处，根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm = 2.90×10 - 1mK，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h = 6.63×10 - 34J·s) 【答案】36℃，2.12×10 - 22J 【详解】人体表面的温度为 T ==K ≈ 309K≈36℃ 人体辐射的能量子的值为 ε = h= 6.63×10 - 34×J = 2.12×10 - 22J 16．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 17．如图所示，正方形金属框abcd的边长为l，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，磁场区域范围足够大，P点位于cd的中点，cd与PN在同一条直线上，规定此时穿过金属框的磁通量为正。 (1)此时穿过金属框的磁通量为多少？ (2)若将金属框以bc边为轴，分别向纸面外转动和，磁通量变化量分别为多少？ (3)以图示位置为计时起点，线框向右以速度v做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使线框中不产生感应电流，求磁感应强度B与时间t之间的关系式。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）根据磁通量的定义式，其中 代入解得此时穿过金属框的磁通量为 （2）若向纸面外转动，则 所以磁通量的变化量为 若向纸面外转动，则 所以磁通量的变化量为 （3）要使线框中不产生感应电流，即线框中的磁通量不发生变化，则经任意时刻t，线框运动的位移为 此时穿过金属框的磁通量 且 联立可得磁感应强度B与时间t之间的关系式 18．在分析和解决物理问题时，有时可以通过合理、恰当的假设，进行分割或填补，使研究对象或研究过程对称，从而使复杂问题简单化。 （1）如图1所示，一小球从A点水平抛出，它在B点与竖直墙壁发生一次弹性碰撞后，以同样大小的速率反弹，最终落在C点。假设小球没有被墙壁阻挡，经过B点后会继续沿着抛物线运动，直至落在点，小球由B到C的运动轨迹与BC′曲线关于竖直墙壁对称。已知抛出点A离水平地面的高度为h，与墙壁的水平距离为s，落地点距墙壁的水平距离为2s，重力加速度为g。不计空气阻力。求小球抛出时的初速度。 （2）点电荷与无限大金属平板M之间的电场线分布如图2所示，金属板M接地，它表面处的电场线均与其表面垂直。A点在点电荷到金属板的垂线上，且靠近M板。已知点电荷与金属板间的距离为d。求A点电场强度的大小E。 （3）对磁现象的成功解释最早是由安培提出的。如图3所示，V形长直导线中通过稳恒电流I，图中角平分线上的P点距V形顶点的距离为d。按照安培的计算，P点的磁感应强度大小（式中k为比例系数，且k和已知）。 按照现在的电磁理论，无限长直导线通过电流为I时，距直导线为r处的磁感应强度大小（其中为已知常数）。图中点与P相对于V形导线顶点对称，位于角平分线上。求点的磁感应强度大小。 【答案】（1）；（2）（3） 【详解】（1）由对称性可知，小球的运动可看做是沿轨迹ABC′的平抛运动，则 解得 （2）因金属板放在了正点电荷的电场中，则金属板处于静电平衡状态，金属板是等势面，则电场线与金属板表面垂直，则该电场相当于等量异种点电荷电场，则A点的场强为 （3）假设则V形导线变成直导线，则 即 假设两个电流为无限长的直导线，如图， 则点的磁感应强度大小满足 其中 解得 2 学科网（北京）股份有限公司 $$