内容正文:
专题03 电磁感应与电磁波初步
考点一 磁感线、地磁场
1.(23-24高二上·辽宁大连·期末)在赤道表面某位置小磁针静止时N极指向北偏东30°,经研究是因为小磁针正下方有一条通电直导线沿南北方向放置,已知该位置地磁场的磁感应强度大小为B(不考虑地磁偏角的影响)则该通电直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】一条通电直导线沿南北方向放置,产生的磁场沿东西方向,小磁针静止时N极指向北偏东30°,则合磁场方向为北偏东30°,该位置地磁场的磁感应强度大小为B,根据矢量合成可知通电直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为
故选C。
2.(22-23高二上·辽宁葫芦岛·期末)宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”,危险程度不亚于黑洞,其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍,下列有关磁星的磁场说法正确的是( )
A.磁场只存在于“磁星”外部,而“磁星”内部不存在磁场
B.“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
C.若在“磁星”表面选一闭合区域,则闭合区域中的磁通量不可能为零
D.“磁星”表面的磁场如此强大,故而磁感线非常密集,导致磁感线可能相交
【答案】B
【解析】A.磁感线为闭合曲线,在“磁星”外部和内部都存在磁场,故A错误;
B.磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向,故“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示,故B正确;
C.若所选择的区域平行于磁感线,或磁感线从某侧进入又从同一侧穿出时,磁通量为零,故在“磁星”表面选一闭合区域,则闭合区域中的磁通量可能为零,故C错误;
D.磁场中某点不能有两个磁场方向,故磁感线不可能相交,故D错误。
故选B。
3.(23-24高二上·吉林松原·期末)下列关于磁场的说法正确的是( )
A.磁感线都是直线
B.磁场是人为构想出来的
C.磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的
D.安培首先发现了电流的磁效应
【答案】C
【解析】AB.磁场是客观存在的一种物质,为了形象描述磁场,认为在磁场中画磁感线,磁感线切线方向表示磁场方向,不一定都是直线。故AB错误;
C.磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的,故C正确;
D.奥斯特首先发现了电流的磁效应,故D错误。
故选C。
4.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)哈三中小明同学通过调查资料,计划利用智能手机中的磁传感器测量哈尔滨的磁感应强度。在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为面。小明对地磁场进行了四次测量,每次测量时轴指向不同方向,而轴正向保持竖直向下。根据表中测量结果可推知( )
测量序号
1
0
27
47
2
0
48
3
26
0
48
4
0
48
A.哈尔滨本地的地磁场强度约为
B.第2次测量时,轴指向东
C.第3次测量时,轴指向东
D.第4次测量时,轴指向东
【答案】D
【解析】A.哈尔滨位于北半球,磁感应强度的竖直分量方向为竖直向下,水平分量方向指向北方,根据表格可知,哈尔滨本地的地磁场强度约为
故A错误;
B.根据表格可知,第2次测量时,轴磁感应强度为负值,表明轴指向南,故B错误;
C.根据表格可知,第3次测量时,轴磁感应强度为正值,表明轴指向北,而轴磁感应强度为0,表明轴指向西,故C错误;
D.根据表格可知,第4次测量时,轴磁感应强度为负值,表明轴指向南,而轴磁感应强度为0,表明轴指向东,故D正确。
故选D。
考点二 直线、环形电流磁场分布
5.(23-24高二上·辽宁朝阳·期末)如图所示,带正电荷的橡胶环绕轴OO'以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
A.N极竖直向上 B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右
【答案】D
【解析】转动带电环可以等效为环形电流,根据右手螺旋定则,圆环左侧磁场方向向右,故最后小磁针N极沿轴线向右。
故选D。
6.(23-24高二上·辽宁·期末)如图所示,两个圆圈表示两个带等量正电荷的点电荷或两个通以垂直于纸面向里的电流强度相等的直导线,O点为两者连线中点,M、P两点均在连线上且关于O点对称,N点位于连线的中垂线上,下列说法正确的是( )
A.若为电流,M点与P点的磁感应强度相同 B.若为电流,M点与N点的磁场方向相同
C.若为电荷,M点的电势比O点的电势低 D.若为电荷,N点的电势比O点的电势低
【答案】D
【解析】A.若为电流,根据右手螺旋定则和对称性可知,M点与P点的磁感应强度的大小相等,方向相反,故A错误;
B.若为电流,根据右手螺旋定则可知,两电流在M点的合磁场方向平行于连线的中垂线向下;两电流在N点的合磁场方向垂直于中垂线向右;则M点与N点的磁场方向不相同,故B错误;
CD.若为电荷,根据等量同种正电荷连线和中垂线电场分布特点可知,MO之间的电场方向由M指向O,ON之间的电场方向由O指向N,沿电场方向电势降低,可知M点的电势比O点的电势高,N点的电势比O点的电势低,故C错误,D正确。
故选D。
7.(22-23高二上·黑龙江伊春·期末)如图所示,当闭合开关S后,螺线管通以恒定电流,不计其他磁场的影响,螺线管正上方A点处,小磁针N极静止时所指的方向为( )
A.向右 B.向左 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外
【答案】A
【解析】根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向,利用安培定则用右手握住导线,让四指指向电流方向,则大拇指指向右端,即螺旋管的左端为N极,右端为S极。磁体外磁场的方向从N极指向S极,所以A点的磁场方向向右,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.(多选)(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,两根长直导线按照甲乙两种方式放置A、B,分别通有电流,且固定,可动,不计其他作用力,下列说法正确的是( )
A.甲图中两根直导线相互靠近
B.甲图中对的力大于对的力
C.乙图中导线在纸面内沿顺时针转动
D.乙图中导线在纸面内不动
【答案】AC
【解析】A. 甲图电流I1在B处产生的磁场方向垂直平面向里,所以导线B受到的磁场力方向向左,同理,导线A受到的磁场力方向向右,所以两根直导线相互吸引并靠近,故A正确;
B.甲图中对的力与对的力是一对作用力与反作用力,大小相等,故B错误;
CD.乙图中电流I1在左侧产生的磁场方向垂直平面向外,在右侧产生的磁场方向垂直平面向里,所以导线B在左侧受到的磁场力方向向上,在右侧受到的磁场力方向向下,所以导线在纸面内沿顺时针转动,故C正确,D错误;
故选AC。
考点三 奥斯特实验与安培定则
9.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示,把一条导线平行地放在小磁针的正上方,当导线中有电流通过时,小磁针会发生转动。首先观察到这个实验现象的物理学家是( )
A.奥斯特 B.法拉第 C.安培 D.麦克斯韦
【答案】A
【解析】当导线中有电流通过时,小磁针会发生转动,即电流的磁效应。首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。
故选A。
10.(22-23高二上·吉林·期末)电流的磁效应揭示了电与磁的关系。下面四幅图中描述磁场方向与电流方向之间的关系,其中磁感线分布正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.根据安培定则可知,电流方向向上,导线右侧磁场方向垂直纸面向里,左侧则是垂直纸面向外,故A正确;
B.根据安培定则可知,螺线管内部磁场方向由左向右,故左端是S极,右端是N极,故B错误;
C.根据安培定则可知,环形导线内部磁场方向从右向左,故C错误;
D.根据安培定则可知,电流方向向下,磁场方向应该是顺时针方向,故D错误。
故选A。
11.(23-24高二上·黑龙江伊春·期末)1820年,丹麦物理学家通过实验发现了电流周围存在磁场,这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义。此物理学家是( )
A.伽利略 B.霍金 C.奥斯特 D.爱因斯坦
【答案】C
【解析】丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场。
故选C。
12.(多选)(22-23高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末)两根长直导线a、b平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图,图中O点为两根导线连线的中点,M、N为a、b连线的中垂线上的两点,且与a、b等距,两导线中通有等大、反向的恒定电流。已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比,则下列说法正确的是( )
A.在线段MN上的O点磁感应强度为0
B.在线段MN上的O点磁感应强度方向沿ON由O点指向N点
C.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反
D.若在M点放一小磁针,静止时其N极沿MO由M点指向O点
【答案】BD
【解析】AB.根据右手螺旋定则可知,两根通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向沿ON由O点指向N点,合磁感应强度不为零,故A错误,B正确;
C.根据右手螺旋定则可知,两根通电导线M、N两点产生的磁场方向如图
由于磁场方向的夹角相等且两导线在两点产生的磁感应强度大小相等,可知M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同,故C错误;
D.若在M点放一小磁针,静止时其N极沿MO由M点指向O点,故D正确。
故选BD。
考点四 磁感应强度、磁通量的定义理解
13.(23-24高二上·辽宁辽阳·期末)关于磁场,下列说法正确的是( )
A.磁场不是真实存在的
B.小磁针静止时S极所指的方向规定为该点的磁场方向
C.奥斯特首次揭示了电和磁的联系
D.磁感应强度越大,磁通量就越大
【答案】C
【解析】A.磁场是真实存在的,故A错误;
B.小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁场方向,故B错误;
C.奥斯特发现电流的磁效应,首次揭示了电与磁的联系,故C正确;
D.由磁通量公式
可知,穿过线圈平面的磁通量与该处的磁感应强度、线圈的面积和线圈与磁场的夹角都有关,磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量不一定大,故D错误。
故选C。
14.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
B.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.由可知,某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的成反比
D.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零
【答案】B
【解析】A.沿磁感线方向,磁场不一定减弱,如匀强磁场,故A错误;
B.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向,故B正确;
C.,是磁感应强度的定义式,某处磁感应强度的大小由磁场本身决定,与放入该处的通电导线所受磁场力F、无关,故C错误;
D.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,可能是电流方向与磁场平行,故D错误;
故选B。
15.(22-23高二上·吉林长春·期末)如图所示,ab是水平面上一个圆形线圈的直径,在过ab的竖直面内有一根通电导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.始终为零 D.不为零,但始终不变
【答案】C
【解析】根据右手螺旋定则可知,通电导线产生的磁场穿过圆形线圈的磁通量,以ab直径分成的两个半圆的磁通量刚好大小相等,方向相反,则圆形线圈的磁通量为零,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将始终为零。
故选C。
考点五 磁感应强度的矢量性与叠加(重点)
16.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,a、b、c是三根平行长直导线的截面,它们的电流大小都相同,a、c中电流方向垂直纸面向里,b中电流方向垂直纸面向外,aO=bO=cO,若直导线a在O 点产生的磁感应强度大小为B0,则此时O点的磁感应强度大小应为( )
A.3B0 B. C. D.B0
【答案】B
【解析】由安培定则可知,导线ab在O点的磁场方向竖直向下,则合磁场为2B0;导线c在O点的磁场方向向右,大小为B0,则O点的磁感应强度大小
故选B。
17.(23-24高二上·吉林通化·期末)通有恒定电流的导线,垂直于纸面放置,M、N在导线的正上方和正下方,且与导线等间距。导体所在空间有水平向右的匀强磁场,已知M处磁感应强度大小为,N处磁感应强度大小为。则匀强磁场的磁感应强度B大小为( )
A. B. C.或 D.
【答案】C
【解析】设导线在M、N处产生的磁感应强度的大小,由安培定则可知的方向如图所示。若 N处合磁感应强度方向水平向右,如图所示
则M处
则N处
联立两式解得
若 N处合磁感应强度方向水平向左,如图所示
则M处
则N处
联立两式解得
匀强磁场的磁感应强度B大小为或。
故选C。
18.(23-24高二上·吉林辽源·期末)在地球赤道上,一长直导线沿南北方向水平放置,在导线正下方有一灵敏小磁针,现在导线中通以图甲所示方向的恒定电流,上下移动小磁针,测得小磁针静止时偏离南北方向的角度的正切值与小磁针距导线的距离的关系如图乙所示。已知该处地磁场磁感应强度大小为,则距导线处电流的磁场和合磁场的大小分别为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】小磁针距导线时,设电流在该处产生的磁场的磁感应强度大小为,则
可得
由矢量的合成可知,小磁针距导线时,该处合磁场的磁感应强度大小为
故选D。
19.(22-23高二上·吉林白城·期末)图中a、b为两根与纸面垂直的长直导线,导线中通有大小相等的电流,方向如图所示,O为两导线连线的中点。a在O处产生的磁感应强度大小为B,则O处的合磁感应强度为( )
A.2B,向下 B.B,向上
C.0.5B,向右 D.0
【答案】A
【解析】结合右手螺旋定则可知,a在O处产生的磁感应强度大小为B,方向竖直向下,则b在O处产生的磁感应强度大小为B,方向竖直向下,故O处的合磁感应强度为2B,方向竖直向下。
故选A。
考点六 磁通量和磁通量变化量的计算(重点)
20.(23-24高二上·黑龙江肇东·期末)如图所示,两根通电直导线,平行放置于水平桌面上,一矩形线圈abcd从A位置运动到对称的B位置过程中,下列说法正确的是( )
A.从A到B穿过线圈的磁通量先增大后减小
B.从A到B穿过线圈的磁通量先减小后增大
C.在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上
D.在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下
【答案】B
【解析】AB.根据磁通量的表达式有
结合通电导线周围空间磁场分布的特征可知,从A到穿过线圈的磁通量先减小后增大,故A错误,B正确;
CD.根据安培定则,在A位置,左边电流在线圈处产生的磁感线方向向下,右边电流产生的磁感线方向向上,但A位置合磁场方向向下,则穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下,类似地,在位置,合磁场方向向上,则穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上,故CD错误。
故选B。
21.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)等腰直角三棱柱如图所示,其中侧面为正方形,边长为L,侧面与水平面平行,该三棱柱位于水平向左的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。下列说法正确的是( )
A.穿过正方形的磁通量大小为 B.穿过矩形的磁通量大小为
C.穿过矩形的磁通量大小为0 D.磁通量有正负,所以是矢量
【答案】A
【解析】A.通过abcd平面的磁通量大小等于通过dcfe平面的磁通量,为
A正确;
B.dcfe平面与磁场方向平行,所以通过dcfe平面的磁通量为零。
B错误;
C.穿过矩形的磁通量和通过abcd平面的磁通量大小相等
C错误;
D.磁通量有正负,是标量。D错误。
故选A。
22.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示,匝数为N、面积为S的闭合线圈abcd水平放置,与磁感应强度为B的匀强磁场夹角为45°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°,则( )
A.线圈水平放置时的磁通量为
B.整个过程中线圈中的磁通量始终不为0
C.整个过程中线圈的磁通量变化量为
D.整个过程中线圈的磁通量变化量为
【答案】D
【解析】A.线圈水平放置时的磁通量为
故A错误;
B.整个过程中线圈中,当线圈所在平面与磁场方向平行时,磁通量为0。故B错误;
CD.设初位置时穿过线圈的磁通量为正,则初位置时
末位置时
则初、末位置磁通量的改变量的大小为
故C错误,D正确。
故选D。
23.(多选)(22-23高二上·辽宁辽阳·期末)如图所示,闭合矩形导体框在水平方向的匀强磁场中绕其竖直方向的对称轴匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B,导体框的边长分别为a和b,转动的周期为T,导体框从图示位置开始转动并开始计时,则下列说法正确的是( )
A.因为磁通量是矢量,所以比较磁通量时需要考虑磁感线从面的哪一侧穿过
B.0时刻穿过导体框的磁通量为0
C.时刻穿过导体框的磁通量为
D.时刻穿过导体框的磁通量为
【答案】BD
【解析】A.磁通量没有方向是标量,正负表示磁感线穿过平面的方向,A错误;
B.0时刻矩形导体框与磁场方向平行,穿过导体框的磁通量为0,B正确;
C.经过,线圈转过角度
穿过导体框的磁通量为
C错误;
D.经过,线圈转过角度
穿过导体框的磁通量为
D正确;
故选BD。
24.(多选)(22-23高二上·辽宁·期末)如图所示,一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成角,下述方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍的是( )
A.把线圈匝数增加一倍 B.把线圈面积增加一倍
C.转动线圈使得轴线与磁场方向平行 D.把磁感应强度增加一倍
【答案】BD
【解析】A.穿过线圈的磁通量可表示为
与线圈的匝数无关,A错误;
B.把线圈面积S增加一倍或把磁感应强度B增加一倍,均能使穿过线圈的磁通量增加一倍,BD正确;
C.转动线圈使得轴线与磁场方向平行,则穿过线圈的磁通量变为
对比原来的磁通量可知,并未增加一倍,C错误。
故选BD。
考点七 电磁感应发现过程、感应电流产生条件
25.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)下列四幅图中,A图中条形磁铁以恒定的速度沿水平方向穿过导体环;B图中存在垂直导轨平面的匀强磁场,与导轨接触良好的两导体棒以相同的速度沿固定的水平导轨向左运动;C图中导体框在竖直向下的匀强磁场中绕竖直轴线以恒定的角速度转动;D图中存在垂直导轨平面的匀强磁场,与导轨接触良好的导体棒以一定的速度沿固定的水平导轨向左运动。在电路中有感应电流产生的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】A.A图中,由于线圈不闭合,则不会产生感应电流。故A错误;
B.B图中,由于两棒的速度相同,则闭合电路的磁通量不发生改变,则不会产生感应电流。故B错误;
C.C图中,由于导体框与磁场方向平行,则穿过导体框的磁通量始终为零,则导体框中没有感应电流。故C错误;
D.D图中,导体棒相当于电源,由导轨构成的闭合回路的磁通量发生改变,因此电路中会产生感应电流。故D正确。
故选D。
26.(22-23高二上·吉林辽源·期末)下列各图的线圈中能产生感应电流的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】A.该图线圈不闭合,不能产生感应电流,故A错误;
B.该图中穿过线圈的磁通量不发生变化,闭合回路不会产生感应电流,故B错误;
C.该图中直线电流产生的磁场在下面的圆形线圈中的磁通量为零,增大直线电流时,穿过线圈的磁通量总为零不变,则线圈中不会产生感应电流,故C错误;
D.该图中两金属棒以方向不同的速度向相反方向运动,则穿过回路的磁通量会发生变化,闭合回路会产生感应电流,故D正确。
故选D。
27.(23-24高二上·吉林通化·期末)在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类社会的进步,人类社会的进步又促进了物理学的发展,下列叙述中正确的是( )
A.赫兹发现了电流的磁效应
B.元电荷e的数值,最早是由库仑测得的
C.麦克斯韦提出了分子电流假说
D.法拉第发现了电磁感应现象
【答案】D
【解析】A.奥斯特发现了电流的磁效应,故A错误;
B.元电荷e的数值最早是由密立根的油滴实验测得的,故B错误;
C.安培提出了分子电流假说,故C错误;
D.法拉第发现了电磁感应现象,故D正确。
故选D。
28.(22-23高二上·辽宁锦州·期末)如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于四幅图的说法正确的是( )
A.甲图为条形磁铁的磁感线分布图
B.乙图为直线电流的磁感线分布图
C.丙图中通电螺线管周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的
D.丁图为法拉第圆盘发电机利用了“电生磁”的现象为原理制作而成
【答案】B
【解析】A.条形磁铁磁感线外部是由N极出发终止于S极,甲图反了,A错误;
B.乙图为直线电流的磁感线分布图,符合右手螺旋定则,B正确;
C.磁场是真实存在的,磁感线不是真实存在的,C错误;
D.丁图为法拉第圆盘发电机利用了“磁生电”的现象为原理制作而成,D错误。
故选B。
考点八 产生感应电流的实验探究(重点)
29.(多选)(22-23高二上·吉林辽源·期末)如图,某同学把磁铁插入线圈时,发现电流计的指针发生偏转,当磁铁( )
A.静止在线圈中时,电流计指针不会偏转
B.从线圈中抽出时,电流计指针不会偏转
C.静止在线圈中时,电流计指针会偏转
D.从线圈中抽出时,电流计指针会偏转
【答案】AD
【解析】AC.当磁铁静止在线圈中时,线圈中的磁通量不变,不会产生感应电流,所以电流计指针不会偏转,故A正确,C错误;
BD.将磁铁从线圈中抽出时,线圈中的磁通量减小,产生的感应电流方向与插入磁铁过程中的感应电流方向相反,所以电流计指针会偏转,故D正确,B错误。
故选AD。
30.(23-24高二上·吉林长春·期末)某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后,他进行了下列操作:
(1)闭合电键的瞬间,观察到电流表G指针 (填“偏转”或“不偏转”)。
(2)闭合电键一段时间后,观察到电流表G指针 (填“偏转”或“不偏转”)。
(3)若闭合电键的瞬间,观察到电流表的指针左偏,电键闭合后,他将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱C移动,电流计指针将 (填“左偏”、“右偏”或“不偏”)。
【答案】偏转 不偏转 左偏
【解析】(1)[1]闭合电键的瞬间,通过闭合回路的磁通量改变,回路中产生感应电流,所以电流表G指针偏转;
(2)[2]闭合电键一段时间后,通过闭合回路的磁通量没有发生变化,回路中没有感应电流产生,电流表G指针不偏转;
(3)[3]若闭合电键的瞬间,通过闭合回路的磁通量变大,此时电流表的指针左偏,电键闭合后,在滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱C移动过程中,变阻器的阻值变小,电流变大,穿过线圈的磁通量变大,电流表的指针左偏。
31.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)某学生研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示,该同学正确连接电路,闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
(1)闭合开关电路稳定后,该同学将滑动变阻器的滑片 (填“向左”或“向右”)移动时,灵敏电流计的指针向左偏转。
(2)该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素,当S极远离线圈时,灵敏电流计的指针向右偏转,当N极 (填“靠近”或“远离”),灵敏电流计的指针向左偏转。
(3)进一步实验发现,当穿过螺线管的原磁场磁通量增大时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 (填“相同”或“相反”)。
【答案】向左 远离 相反
【解析】(1)[1] 闭合开关时通过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏,则要使灵敏电流计的指针向左偏转,应使通过线圈B的磁场变强(即通过线圈B 的磁通量增大),通过线圈A的电流应增大,则滑动变阻器的滑片应该向左滑动;
(2)[2] S极远离线圈时,灵敏电流计的指针向右偏转,说明此时感应电流产生的磁场方向向上,当灵敏电流计的指针向左偏转,说明此时感应电流产生的磁场方向向下,说明N极产生的磁场在减弱,所以N极在远离;
(3)[3]根据楞次定律,产生的感应电流总是阻碍磁通量的变化。当穿过螺线管的原磁场磁通量增大时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反才会阻碍磁通量的变化。
32.(22-23高二上·辽宁沈阳·期末)(1)如图甲所示是探究“影响感应电流方向的因素”的实验装置。
①如果在闭合开关S时,发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,那么闭合开关S后,将A线圈迅速插入B线圈中,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
②按照图甲连接好电路,并将A线圈插入B线圈中后,要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是 (填字母)。
A.插入铁芯 B.拔出A线圈
C.滑动变阻器的滑片向右滑动 D.断开开关S瞬间
(2)某同学在做实验时突发奇想,将开关S接在B线圈所在回路,如图乙所示,则在闭合和断开开关时, (选填“会”或“不会”)产生感应电流, (选填“能”或“不能”)观察到与图甲电路相同的现象。
【答案】向右 BCD 不会 不能
【解析】(1)[1]在闭合开关S时,B线圈的磁通量增大,灵敏电流计的指针向右偏转了一下,那么闭合开关S后,将A线圈迅速插入B线圈中时,B线圈的磁通量将增大,灵敏电流计的指针将向右偏转。
[2]A.插入铁芯,B线圈的磁通量增大,灵敏电流计的指针将向右偏转,故A不符合题意;
B.拔出A线圈,B线圈的磁通量减小,灵敏电流计的指针将向左偏转,故B符合题意;
C.滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,A线圈中的电流减小,B线圈的磁通量减小,灵敏电流计的指针将向左偏转,故C符合题意;
D.断开开关S瞬间,B线圈的磁通量减小,灵敏电流计的指针将向左偏转,故D符合题意。
故选BCD。
(2)[3][4]将开关S接在B线圈所在回路,则在闭合和断开开关时,B线圈的磁通量不变,电路中不会产生感应电流,灵敏电流计的指针不偏转,不能观察到与图甲电路相同的现象。
33.(22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)为了探究电磁感应现象,如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。
(1)如图1所示,下列操作中,电流表的指针不发生偏转的是( )
A.将条形磁铁放在线圈中不动
B.将条形磁铁插入线圈
C.将条形磁铁从线圈中拔出
D.将条形磁铁从图示位置向左移动
(2)某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知:
(a)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,灵敏电流计的指针 (填“左偏”、“不动”、“右偏”);
(b)将线圈A拔出时,灵敏电流计的指针 (填“左偏”、“不动”、“右偏")。
(3)某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验,当他接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其可能的原因 。
A.开关接线柱断路
B.电流表的正负极接错
C.线圈B的接头接反
D.蓄电池的正负极接反
【答案】(1)A (1)右偏 右偏 (3)A
【解析】(1)[1]A.将条形磁铁放在线圈中不动,线圈内磁通量不变,没有感应电流产生,电流表的指针不会发生偏转,故A符合题意;
B.将条形磁铁插入线圈,线圈内磁通量增加,有感应电流产生,电流表的指针会发生偏转,故B不符合题意;
C.将条形磁铁从线圈中拔出,线圈内磁通量减少,有感应电流产生,电流表的指针会发生偏转,故C不符合题意;
D.将条形磁铁从图示位置向左移动,线圈内磁感应强度变小,磁通量减小,有感应电流产生,电流表的指针会发生偏转,故D不符合题意。
故选A。
(2)[2][3]闭合开关时灵敏电流计的指针左偏,即线圈内磁通量增加时,灵敏电流计的指针左偏。滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入的有效电阻变大,回路中电流变小,线圈内的磁场变弱,磁通量减少,所以灵敏电流计的指针右偏;将线圈A拔出时,线圈内磁通量减小,灵敏电流计的指针右偏。
(3)[4]A.若开关和灵敏电流计不能构成回路,则开关闭合、断开时,不会引起线圈B的磁通量变化,电流计指针不会偏转,故A正确;
B.电流表的正负极接错,只是偏转方向变化,故B错误;
C.线圈B的接头接反,开关闭合、断开时,线圈B的磁通量会发生变化,指针会偏转,故C错误;
D.蓄电池的正负极接反,电流计指针偏转方向变化,故D错误。
故选A。
考点九 电磁波的发现及应用
34.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)有关科学家的贡献,下列说法正确的是( )
A.卡文迪什最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量
B.安培发现了电流的磁效应,并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验证实了电磁波
D.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论
【答案】D
【解析】A.密立根最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量,选项A错误;
B.奥斯特发现了电流的磁效应,安培总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则,选项B错误;
CD.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论,选项C错误,D正确。
故选D。
35.(23-24高二上·辽宁大连·期末)下列说法中正确的是( )
A.安培发现了电流的磁效应 B.奥斯特发现了电磁感应现象
C.法拉第发现了产生感应电流的条件 D.麦克斯韦用实验证实电磁波的存在
【答案】C
【解析】AB.安培发现了分子电流假说,奥斯特发现了电流的磁效应,故AB错误;
C.法拉第发现了电磁感应现象,发现了产生感应电流的条件,故C正确;
D.麦克斯韦提出了电磁波的存在,赫兹用实验验证了电磁波的存在,故D错误。
故选C。
36.(21-22高二·全国·课后作业)电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是( )
A.微波炉加热食物是利用了红外线的热作用
B.红外线应用在遥感技术中,是利用了它穿透本领强的特性
C.医院用X射线进行透视,是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
D.利用紫外线灭菌消毒,是因为紫外线具有较高的能量
【答案】D
【解析】A.微波炉加热食物是利用微波进行加热的,A错误;
B.红外遥感技术是基于一切物体都在辐射红外线,用红外探测器接收物体发出的红外线,然后进行分析,从而得知被测物体的信息,B错误;
C.γ射线的穿透能力比X射线的强,C错误;
D.紫外线具有较高的能量,足以破坏细胞核中的物质,从而进行灭菌消毒,D正确;
故选D。
考点十 能量量子化
37.(22-23高二上·黑龙江·期末)以下有关物理学史说法正确的是( )
A.安培首先发现了电流的磁效应
B.爱因斯坦提出了能量子假设
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在
D.奥斯特在实验室捕捉到了电磁波
【答案】C
【解析】A.奥斯特首先发现了电流的磁效应,故A错误;
B.普朗克提出了能量子假设,故B错误;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,故C正确;
D.赫兹在实验室捕捉到了电磁波,故D错误。
故选C。
38.(23-24高二上·吉林辽源·期末)在能量量子化研究的历程中,以下说法中正确的是( )
A.黑体即不反射电磁波,也不向外辐射电磁波
B.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度无关
C.类似于能量的量子化,任何物体的带电量也是“量子化”的
D.麦克斯韦建立了电磁场理论,并用实验捕捉到了电磁波
【答案】C
【解析】A.黑体不反射电磁波,但会向外辐射电磁波,即黑体辐射,故A错误;
B.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,故B错误;
C.类似于能量的量子化,任何物体的带电量也是“量子化”的,即只能是元电荷的整数倍,故C正确;
D.麦克斯韦建立了电磁场理论,赫兹用实验捕捉到了电磁波,故D错误。
故选C。
39.(23-24高二上·辽宁·期末)我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段(X波段和S波段)”雷达系统,雷达发射的X波段的频率为8GHz~12GHz,S波段的频率为2GHz~4GHz,下列说法正确的是( )
A.在空气中X波段的传播速度大于S波段的
B.在空气中S波段的波长比X波段的更短
C.S波段和X波段的频率都比紫外线的小
D.X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小
【答案】C
【解析】A.X波段和S波段均为电磁波,它们在空气中的传播速度相同,故A错误;
B.根据
X波段的频率较大,可知在空气中S波段的波长比X波段的更长,故B错误;
C.S波段和X波段的频率都比紫外线的小,故C正确;
D.能量子的能量与其频率成正比,X波段能量子的能量大于S波段能量子的能量,故D错误。
故选C。
40.(22-23高二上·辽宁锦州·期末)下列说法正确的是( )
A.磁感线总是从磁体的北极出发,终止于磁体的南极
B.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论
C.微观世界的某些极少数带电微粒的能量的变化可以是连续的
D.一小段通电导线在某处不受磁场力,该处磁感应强度一定为零
【答案】B
【解析】A.磁感线在磁体的外部从北极出发到南极,内部从南极到北极,形成闭合的曲线,选项A错误;
B.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论,选项B正确;
C.微观世界的带电微粒辐射和吸收能量时是以最小能量值,即能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的,是不连续的,故C错误;
D.一小段通电导线在某处不受磁场力,可能是电流方向与磁场方向平行,而该处磁感应强度不一定为零,选项D错误。
故选B。
41.(23-24高二上·吉林·期末)在物理发展史的长河中,一些科学家做出了杰出的贡献,创造了历史,推动了社会的发展,生活在信息时代的我们,应该永远缅怀他们。下面关于物理史实正确的是( )
A.安培发现了电流的磁效应
B.法拉第发现了电磁感应现象
C.奥斯特发现了产生感应电流的条件
D.库仑认为磁感线是客观存在的
【答案】B
【解析】A.奥斯特发现了电流的磁效应,故A错误;
B.奥斯特发现了电流的磁效应之后,法拉第通过不断的实验过程发现了电磁感应现象,故B正确;
C.法拉第发现了电磁感应现象,并总结了产生感应电流的条件,故C错误;
D.磁场是真实存在的,而磁感线是为了形象描述看不见、摸不着的磁场而认为假想的,客观上不存在,库仑并没有认为磁感线是客观存在的,故D错误。
故选B。
42.(多选)(23-24高二上·辽宁抚顺·期末)下列关于磁感应强度方向的说法中,正确的是( )
A.磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时S极所指的方向
B.磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针N极在此处的受力方向一致
C.磁感应强度的方向由磁场本身决定
D.磁场中某点的磁感应强度的方向由一小段通电导线在此处的受力方向决定
【答案】BC
【解析】AB.小磁针在磁场中静止时,N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,故A错误,B正确;
CD.磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定,与此处是否有通电导线无关,故C正确,D错误。
故选BC。
43.(23-24高二上·吉林·期末)如图所示,线圈Ⅰ和线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,下列情况中不能引起电流计指针偏转的是( )
A.闭合开关瞬间 B.开关闭合稳定后
C.开关闭合稳定后移动滑动变阻器的滑片 D.断开开关瞬间
【答案】B
【解析】A.开关闭合瞬间,线圈Ⅰ中电流从无到有,穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有,线圈Ⅱ中产生感应电流,电流计指针偏转,故A错误;
B.开关闭合稳定后,线圈Ⅰ中电流稳定不变,穿过线圈Ⅱ的磁通量稳定不变,线圈Ⅱ中无感应电流产生,电流计指针不发生偏转,故B正确;
C.开关闭合稳定后,移动滑动变阻器的滑片,线圈Ⅰ中的电流变化,穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化,线圈Ⅱ中有感应电流产生,电流计指针偏转,故C错误;
D.开关断开瞬间,线圈Ⅰ中电流从有到无,穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无,线圈Ⅱ中有感应电流产生,电流计指针偏转,故D错误。
故选B。
44.(22-23高二上·吉林长春·期末)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。竖直面内的金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生感应电流的是( )
A.同时增大、
B.向上平移金属圆环
C.让金属圆环沿直径向左平移
D.让金属圆环以直径为轴转动90°
【答案】B
【解析】A.开始时穿过线圈的磁通量为零,若同时增大、,则穿过线圈的磁通量仍为零,则不会产生感应电流,选项A错误;
B.向上平移金属圆环,则穿过线圈的磁通量向里增加,则线圈中会产生感应电流,选项B正确;
C.让金属圆环沿直径向左平移,则穿过线圈的磁通量仍为零,则不会产生感应电流,选项C错误;
D.让金属圆环以直径为轴转动90°,则穿过线圈的磁通量总是为零,则不会产生感应电流,选项D错误。
故选B。
45.(22-23高二上·黑龙江大庆·期末)如图所示,A、B、C、D、E、F是正六边形的顶点,O为正六边形的中心。两根分别固定在C、F两点且均垂直于正六边形所在平面的长直导线(图中未画出),通有大小相等、方向相反的恒定电流。则与B点磁感应强度相同的点是( )
A.A点 B.O点 C.D点 D.E点
【答案】D
【解析】根据安培定则,固定在C点的长直导线在B处产生的磁感应强度与固定在F点的长直导线在E处产生的磁感应强度大小相等,方向相同。固定在C点的长直导线在E处产生的磁感应强度与固定在F点的长直导线在B处产生的磁感应强度大小相等,方向相同。根据磁场的叠加原理,可知与B点磁感应强度相同的点是E点。
故选D。
46.(22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知通电长直导线周围某点的磁感应强度与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。如图所示,两根平行长直导线相距为,分别通以大小相等、方向相同的电流。规定磁场方向垂直纸面向里为正,在区间内磁感应强度随变化的图线可能是图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由安培定则可知,左侧的电流在其右侧的磁场方向垂直纸面向里,而右侧的电流在其左侧产生的磁场方向垂直纸面向外,根据通电长直导线周围某点的磁感应强度
可知距离电流越远,电流产生的磁场越小,根据对称性可知两电流在处的合磁场大小为0,区域的合磁场方向垂直纸面向里,为正值;区域的合磁场方向垂直纸面向外,为负值。
故选D。
47.(23-24高二上·吉林·期末)如图是三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,B、D中电流垂直纸面向里,C中电流垂直纸面向外.如果,则A点的磁感应强度的方向( )
A.垂直纸面向外 B.垂直纸面向里
C.由A指向B D.由A指向D
【答案】C
【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在A点上所产生的磁场方向,如图所示:
直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场方向相反,大小相等。则合磁场为零;而直导线C在A点产生磁场,方向从D指向B,即为沿纸面由A指向B,即A点磁感应强度的方向由A指向B。
故选C。
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专题03 电磁感应与电磁波初步
考点一 磁感线、地磁场
1.(23-24高二上·辽宁大连·期末)在赤道表面某位置小磁针静止时N极指向北偏东30°,经研究是因为小磁针正下方有一条通电直导线沿南北方向放置,已知该位置地磁场的磁感应强度大小为B(不考虑地磁偏角的影响)则该通电直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
2.(22-23高二上·辽宁葫芦岛·期末)宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”,危险程度不亚于黑洞,其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍,下列有关磁星的磁场说法正确的是( )
A.磁场只存在于“磁星”外部,而“磁星”内部不存在磁场
B.“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
C.若在“磁星”表面选一闭合区域,则闭合区域中的磁通量不可能为零
D.“磁星”表面的磁场如此强大,故而磁感线非常密集,导致磁感线可能相交
3.(23-24高二上·吉林松原·期末)下列关于磁场的说法正确的是( )
A.磁感线都是直线
B.磁场是人为构想出来的
C.磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的
D.安培首先发现了电流的磁效应
4.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)哈三中小明同学通过调查资料,计划利用智能手机中的磁传感器测量哈尔滨的磁感应强度。在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为面。小明对地磁场进行了四次测量,每次测量时轴指向不同方向,而轴正向保持竖直向下。根据表中测量结果可推知( )
测量序号
1
0
27
47
2
0
48
3
26
0
48
4
0
48
A.哈尔滨本地的地磁场强度约为
B.第2次测量时,轴指向东
C.第3次测量时,轴指向东
D.第4次测量时,轴指向东
考点二 直线、环形电流磁场分布
5.(23-24高二上·辽宁朝阳·期末)如图所示,带正电荷的橡胶环绕轴OO'以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
A.N极竖直向上 B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右
6.(23-24高二上·辽宁·期末)如图所示,两个圆圈表示两个带等量正电荷的点电荷或两个通以垂直于纸面向里的电流强度相等的直导线,O点为两者连线中点,M、P两点均在连线上且关于O点对称,N点位于连线的中垂线上,下列说法正确的是( )
A.若为电流,M点与P点的磁感应强度相同 B.若为电流,M点与N点的磁场方向相同
C.若为电荷,M点的电势比O点的电势低 D.若为电荷,N点的电势比O点的电势低
7.(22-23高二上·黑龙江伊春·期末)如图所示,当闭合开关S后,螺线管通以恒定电流,不计其他磁场的影响,螺线管正上方A点处,小磁针N极静止时所指的方向为( )
A.向右 B.向左 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外
8.(多选)(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,两根长直导线按照甲乙两种方式放置A、B,分别通有电流,且固定,可动,不计其他作用力,下列说法正确的是( )
A.甲图中两根直导线相互靠近
B.甲图中对的力大于对的力
C.乙图中导线在纸面内沿顺时针转动
D.乙图中导线在纸面内不动
考点三 奥斯特实验与安培定则
9.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示,把一条导线平行地放在小磁针的正上方,当导线中有电流通过时,小磁针会发生转动。首先观察到这个实验现象的物理学家是( )
A.奥斯特 B.法拉第 C.安培 D.麦克斯韦
10.(22-23高二上·吉林·期末)电流的磁效应揭示了电与磁的关系。下面四幅图中描述磁场方向与电流方向之间的关系,其中磁感线分布正确的是( )
A. B. C. D.
11.(23-24高二上·黑龙江伊春·期末)1820年,丹麦物理学家通过实验发现了电流周围存在磁场,这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义。此物理学家是( )
A.伽利略 B.霍金 C.奥斯特 D.爱因斯坦
12.(多选)(22-23高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末)两根长直导线a、b平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图,图中O点为两根导线连线的中点,M、N为a、b连线的中垂线上的两点,且与a、b等距,两导线中通有等大、反向的恒定电流。已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比,则下列说法正确的是( )
A.在线段MN上的O点磁感应强度为0
B.在线段MN上的O点磁感应强度方向沿ON由O点指向N点
C.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反
D.若在M点放一小磁针,静止时其N极沿MO由M点指向O点
考点四 磁感应强度、磁通量的定义理解
13.(23-24高二上·辽宁辽阳·期末)关于磁场,下列说法正确的是( )
A.磁场不是真实存在的
B.小磁针静止时S极所指的方向规定为该点的磁场方向
C.奥斯特首次揭示了电和磁的联系
D.磁感应强度越大,磁通量就越大
14.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
B.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.由可知,某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的成反比
D.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零
15.(22-23高二上·吉林长春·期末)如图所示,ab是水平面上一个圆形线圈的直径,在过ab的竖直面内有一根通电导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.始终为零 D.不为零,但始终不变
考点五 磁感应强度的矢量性与叠加(重点)
16.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,a、b、c是三根平行长直导线的截面,它们的电流大小都相同,a、c中电流方向垂直纸面向里,b中电流方向垂直纸面向外,aO=bO=cO,若直导线a在O 点产生的磁感应强度大小为B0,则此时O点的磁感应强度大小应为( )
A.3B0 B. C. D.B0
17.(23-24高二上·吉林通化·期末)通有恒定电流的导线,垂直于纸面放置,M、N在导线的正上方和正下方,且与导线等间距。导体所在空间有水平向右的匀强磁场,已知M处磁感应强度大小为,N处磁感应强度大小为。则匀强磁场的磁感应强度B大小为( )
A. B. C.或 D.
18.(23-24高二上·吉林辽源·期末)在地球赤道上,一长直导线沿南北方向水平放置,在导线正下方有一灵敏小磁针,现在导线中通以图甲所示方向的恒定电流,上下移动小磁针,测得小磁针静止时偏离南北方向的角度的正切值与小磁针距导线的距离的关系如图乙所示。已知该处地磁场磁感应强度大小为,则距导线处电流的磁场和合磁场的大小分别为( )
A. B. C. D.
19.(22-23高二上·吉林白城·期末)图中a、b为两根与纸面垂直的长直导线,导线中通有大小相等的电流,方向如图所示,O为两导线连线的中点。a在O处产生的磁感应强度大小为B,则O处的合磁感应强度为( )
A.2B,向下 B.B,向上
C.0.5B,向右 D.0
考点六 磁通量和磁通量变化量的计算(重点)
20.(23-24高二上·黑龙江肇东·期末)如图所示,两根通电直导线,平行放置于水平桌面上,一矩形线圈abcd从A位置运动到对称的B位置过程中,下列说法正确的是( )
A.从A到B穿过线圈的磁通量先增大后减小
B.从A到B穿过线圈的磁通量先减小后增大
C.在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上
D.在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下
21.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)等腰直角三棱柱如图所示,其中侧面为正方形,边长为L,侧面与水平面平行,该三棱柱位于水平向左的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。下列说法正确的是( )
A.穿过正方形的磁通量大小为 B.穿过矩形的磁通量大小为
C.穿过矩形的磁通量大小为0 D.磁通量有正负,所以是矢量
22.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示,匝数为N、面积为S的闭合线圈abcd水平放置,与磁感应强度为B的匀强磁场夹角为45°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°,则( )
A.线圈水平放置时的磁通量为
B.整个过程中线圈中的磁通量始终不为0
C.整个过程中线圈的磁通量变化量为
D.整个过程中线圈的磁通量变化量为
23.(多选)(22-23高二上·辽宁辽阳·期末)如图所示,闭合矩形导体框在水平方向的匀强磁场中绕其竖直方向的对称轴匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B,导体框的边长分别为a和b,转动的周期为T,导体框从图示位置开始转动并开始计时,则下列说法正确的是( )
A.因为磁通量是矢量,所以比较磁通量时需要考虑磁感线从面的哪一侧穿过
B.0时刻穿过导体框的磁通量为0
C.时刻穿过导体框的磁通量为
D.时刻穿过导体框的磁通量为
24.(多选)(22-23高二上·辽宁·期末)如图所示,一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成角,下述方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍的是( )
A.把线圈匝数增加一倍 B.把线圈面积增加一倍
C.转动线圈使得轴线与磁场方向平行 D.把磁感应强度增加一倍
考点七 电磁感应发现过程、感应电流产生条件
25.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)下列四幅图中,A图中条形磁铁以恒定的速度沿水平方向穿过导体环;B图中存在垂直导轨平面的匀强磁场,与导轨接触良好的两导体棒以相同的速度沿固定的水平导轨向左运动;C图中导体框在竖直向下的匀强磁场中绕竖直轴线以恒定的角速度转动;D图中存在垂直导轨平面的匀强磁场,与导轨接触良好的导体棒以一定的速度沿固定的水平导轨向左运动。在电路中有感应电流产生的是( )
A.B.C.D.
26.(22-23高二上·吉林辽源·期末)下列各图的线圈中能产生感应电流的是( )
A.B.C.D.
27.(23-24高二上·吉林通化·期末)在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类社会的进步,人类社会的进步又促进了物理学的发展,下列叙述中正确的是( )
A.赫兹发现了电流的磁效应
B.元电荷e的数值,最早是由库仑测得的
C.麦克斯韦提出了分子电流假说
D.法拉第发现了电磁感应现象
28.(22-23高二上·辽宁锦州·期末)如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于四幅图的说法正确的是( )
A.甲图为条形磁铁的磁感线分布图
B.乙图为直线电流的磁感线分布图
C.丙图中通电螺线管周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的
D.丁图为法拉第圆盘发电机利用了“电生磁”的现象为原理制作而成
考点八 产生感应电流的实验探究(重点)
29.(多选)(22-23高二上·吉林辽源·期末)如图,某同学把磁铁插入线圈时,发现电流计的指针发生偏转,当磁铁( )
A.静止在线圈中时,电流计指针不会偏转
B.从线圈中抽出时,电流计指针不会偏转
C.静止在线圈中时,电流计指针会偏转
D.从线圈中抽出时,电流计指针会偏转
30.(23-24高二上·吉林长春·期末)某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后,他进行了下列操作:
(1)闭合电键的瞬间,观察到电流表G指针 (填“偏转”或“不偏转”)。
(2)闭合电键一段时间后,观察到电流表G指针 (填“偏转”或“不偏转”)。
(3)若闭合电键的瞬间,观察到电流表的指针左偏,电键闭合后,他将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱C移动,电流计指针将 (填“左偏”、“右偏”或“不偏”)。
31.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)某学生研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示,该同学正确连接电路,闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
(1)闭合开关电路稳定后,该同学将滑动变阻器的滑片 (填“向左”或“向右”)移动时,灵敏电流计的指针向左偏转。
(2)该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素,当S极远离线圈时,灵敏电流计的指针向右偏转,当N极 (填“靠近”或“远离”),灵敏电流计的指针向左偏转。
(3)进一步实验发现,当穿过螺线管的原磁场磁通量增大时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 (填“相同”或“相反”)。
32.(22-23高二上·辽宁沈阳·期末)(1)如图甲所示是探究“影响感应电流方向的因素”的实验装置。
①如果在闭合开关S时,发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,那么闭合开关S后,将A线圈迅速插入B线圈中,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
②按照图甲连接好电路,并将A线圈插入B线圈中后,要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是 (填字母)。
A.插入铁芯 B.拔出A线圈
C.滑动变阻器的滑片向右滑动 D.断开开关S瞬间
(2)某同学在做实验时突发奇想,将开关S接在B线圈所在回路,如图乙所示,则在闭合和断开开关时, (选填“会”或“不会”)产生感应电流, (选填“能”或“不能”)观察到与图甲电路相同的现象。
33.(22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)为了探究电磁感应现象,如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。
(1)如图1所示,下列操作中,电流表的指针不发生偏转的是( )
A.将条形磁铁放在线圈中不动
B.将条形磁铁插入线圈
C.将条形磁铁从线圈中拔出
D.将条形磁铁从图示位置向左移动
(2)某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知:
(a)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,灵敏电流计的指针 (填“左偏”、“不动”、“右偏”);
(b)将线圈A拔出时,灵敏电流计的指针 (填“左偏”、“不动”、“右偏")。
(3)某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验,当他接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其可能的原因 。
A.开关接线柱断路
B.电流表的正负极接错
C.线圈B的接头接反
D.蓄电池的正负极接反
考点九 电磁波的发现及应用
34.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)有关科学家的贡献,下列说法正确的是( )
A.卡文迪什最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量
B.安培发现了电流的磁效应,并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验证实了电磁波
D.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论
35.(23-24高二上·辽宁大连·期末)下列说法中正确的是( )
A.安培发现了电流的磁效应 B.奥斯特发现了电磁感应现象
C.法拉第发现了产生感应电流的条件 D.麦克斯韦用实验证实电磁波的存在
36.(21-22高二·全国·课后作业)电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是( )
A.微波炉加热食物是利用了红外线的热作用
B.红外线应用在遥感技术中,是利用了它穿透本领强的特性
C.医院用X射线进行透视,是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
D.利用紫外线灭菌消毒,是因为紫外线具有较高的能量
考点十 能量量子化
37.(22-23高二上·黑龙江·期末)以下有关物理学史说法正确的是( )
A.安培首先发现了电流的磁效应
B.爱因斯坦提出了能量子假设
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在
D.奥斯特在实验室捕捉到了电磁波
38.(23-24高二上·吉林辽源·期末)在能量量子化研究的历程中,以下说法中正确的是( )
A.黑体即不反射电磁波,也不向外辐射电磁波
B.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度无关
C.类似于能量的量子化,任何物体的带电量也是“量子化”的
D.麦克斯韦建立了电磁场理论,并用实验捕捉到了电磁波
39.(23-24高二上·辽宁·期末)我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段(X波段和S波段)”雷达系统,雷达发射的X波段的频率为8GHz~12GHz,S波段的频率为2GHz~4GHz,下列说法正确的是( )
A.在空气中X波段的传播速度大于S波段的
B.在空气中S波段的波长比X波段的更短
C.S波段和X波段的频率都比紫外线的小
D.X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小
40.(22-23高二上·辽宁锦州·期末)下列说法正确的是( )
A.磁感线总是从磁体的北极出发,终止于磁体的南极
B.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论
C.微观世界的某些极少数带电微粒的能量的变化可以是连续的
D.一小段通电导线在某处不受磁场力,该处磁感应强度一定为零
41.(23-24高二上·吉林·期末)在物理发展史的长河中,一些科学家做出了杰出的贡献,创造了历史,推动了社会的发展,生活在信息时代的我们,应该永远缅怀他们。下面关于物理史实正确的是( )
A.安培发现了电流的磁效应
B.法拉第发现了电磁感应现象
C.奥斯特发现了产生感应电流的条件
D.库仑认为磁感线是客观存在的
42.(多选)(23-24高二上·辽宁抚顺·期末)下列关于磁感应强度方向的说法中,正确的是( )
A.磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时S极所指的方向
B.磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针N极在此处的受力方向一致
C.磁感应强度的方向由磁场本身决定
D.磁场中某点的磁感应强度的方向由一小段通电导线在此处的受力方向决定
43.(23-24高二上·吉林·期末)如图所示,线圈Ⅰ和线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,下列情况中不能引起电流计指针偏转的是( )
A.闭合开关瞬间 B.开关闭合稳定后
C.开关闭合稳定后移动滑动变阻器的滑片 D.断开开关瞬间
44.(22-23高二上·吉林长春·期末)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。竖直面内的金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生感应电流的是( )
A.同时增大、
B.向上平移金属圆环
C.让金属圆环沿直径向左平移
D.让金属圆环以直径为轴转动90°
45.(22-23高二上·黑龙江大庆·期末)如图所示,A、B、C、D、E、F是正六边形的顶点,O为正六边形的中心。两根分别固定在C、F两点且均垂直于正六边形所在平面的长直导线(图中未画出),通有大小相等、方向相反的恒定电流。则与B点磁感应强度相同的点是( )
A.A点 B.O点 C.D点 D.E点
46.(22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知通电长直导线周围某点的磁感应强度与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。如图所示,两根平行长直导线相距为,分别通以大小相等、方向相同的电流。规定磁场方向垂直纸面向里为正,在区间内磁感应强度随变化的图线可能是图中的( )
A. B.
C. D.
47.(23-24高二上·吉林·期末)如图是三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,B、D中电流垂直纸面向里,C中电流垂直纸面向外.如果,则A点的磁感应强度的方向( )
A.垂直纸面向外 B.垂直纸面向里
C.由A指向B D.由A指向D
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