单元检测卷(五) 电磁感应与电磁波初步-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

单元检测卷(五)　电磁感应与电磁波初步 (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28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．下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是(　　 ) 答案：D 解析：A图中，由于电流的方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场方向应该是左边垂直纸面向外，右边垂直纸面向里，A错误；B图中，直线电流的方向竖直向上，根据安培定则可知，直线电流形成的磁场方向(从上向下看)为逆时针方向，B错误；C图中，根据安培定则可知，螺线管内部的磁场方向向右，C错误；D图中，从上往下看，线框的电流方向为逆时针方向，根据安培定则可知，磁场的方向向上，D正确。 2．(2024·安徽合肥一中高二上学期期末)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，在手机上建立直角坐标系，如图(b)所示，手机显示屏所在平面为xOy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Bx＝50 μT、By＝0、Bz＝0。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．y轴正方向指向南方 D．当地的地磁场大小约为50 μT 答案：B 解析：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，地磁场的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轴正方向指向西方，故A、C错误，B正确；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B＝＝50 μT，故D错误。 3．电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械有(　　) A．杀菌用的紫外线灯 B．拍胸片的X光机 C．测量体温的红外线测温枪 D．治疗咽喉炎的超声波雾化器 答案：D 解析：紫外线、X射线、红外线都属于电磁波，都是电磁波在医学上的应用，治疗咽喉炎的超声波雾化器原理是利用高频声波将液态水分子打散产生水雾，便于用药吸收，故选D。 4．(2024·安徽泗县第一中学开学考试)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 解析：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，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。 5．线圈从磁体上方由位置1经位置2平移到位置3的过程中(位置2在磁铁中点的正上方)，穿过线圈的磁通量(　　 ) A．不变，没有感应电流 B．先减小后增大，一直有感应电流 C．先增大后减小，一直有感应电流 D．在位置2为零，此时没有感应电流 答案：B 解析：由条形磁体磁感线分布可知，线圈在位置1有磁感线穿过，在位置2线圈平面同一侧穿入与穿出的磁感线条数相同，即磁通量为0，在位置3有磁感线穿过，线圈从磁体上方由位置1经位置2平移到位置3的过程中，穿过线圈的磁通量先减小后增大，一直有感应电流，且在经位置2时线圈的磁通量仍在变化，此时仍有感应电流，故A、C、D错误，B正确。 6．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，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且磁场与竖直方向的夹角为θ(0°<θ<90°)。在下列各过程中，一定能在轨道回路中产生感应电流且磁通量增大的是(　　) A．只减小θ角 B．同时减小磁感应强度B和θ角 C．ab向左运动，同时减小磁感应强度B D．同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°) 答案：A 解析：回路磁通量Φ＝BS cos θ，只减小θ角，磁通量变大，产生感应电流，故A正确；同时减小磁感应强度B和θ角，磁通量可能不变，不产生感应电流，故B错误；ab向左运动，面积减小，同时减小磁感应强度B，则磁通量减小，产生感应电流，故C错误；同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)，磁通量可能不变，不产生感应电流，故D错误。 7．(2024·山东济南市高二上学期期末)如图所示，△ABC是等腰三角形，∠A＝∠C＝30°。在A点和B点分别垂直纸面放置一条通电长直导线，在C处产生的磁场的方向由C指向B。已知通电长直导线在其周围激发的磁场的磁感应强度B＝k，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离。则A、B两处导线中的电流之比为(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．2∶1 B．2∶ C．∶1 D．3∶2 答案：A 解析：由题意可知，C点的合磁场方向沿CB方向，可知A处电流方向垂直纸面向里，B处电流方向垂直纸面向外；在C点的磁场方向如图所示，A处导线在C点产生的磁场B1与B处导线在C点产生的磁场B2的关系为B2＝B1sin 60°，设BC＝L，则AC＝L，则B1＝k，B2＝k，解得IA∶IB＝2∶1，故选A。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．下列关于电磁波的说法，正确的是(　　) A．电磁波在真空中的速度c＝3×108 m/s B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波 C．手机既可以接收电磁波，又可以发射电磁波 D．电磁波不能传播能量 答案：ABC 解析：电磁波在真空中的速度c＝3×108 m/s，选项A正确；根据电磁波谱的知识可知，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，选项B正确；手机既可以接收电磁波，又可以发射电磁波，选项C正确；电磁波不但能传播信息，还能传播能量，选项D错误。 9．某载人飞船在离地面大约200 km的太空运行。假设载人舱中有一边长为50 cm的正方形导线框，在宇航员操作下由水平方向转至竖直方向，此时的磁场磁感应强度B＝4×10-5 T，方向如图所示(sin 37°＝0.6)。下列说法正确的是(　　) A．线框在水平位置时穿过线框的磁通量大小为6.0×10-6 Wb B．线框在竖直位置时穿过线框的磁通量大小为6.0×10-6 Wb C．该过程中磁通量的改变量大小为2.0×10-6 Wb D．该过程中磁通量的改变量大小为1.4×10-5 Wb 答案：AD 解析：线框在水平位置时，穿过线框的磁通量为Φ1＝BS sin 37°＝4×10-5×502×10-4×0.6 Wb＝6.0×10-6 Wb，当线框转至竖直位置时，穿过线框的磁通量为Φ2＝－BS cos 37°＝－4×10-5×502×10-4×0.8 Wb＝－8.0×10-6Wb，该过程磁通量的改变量大小为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝1.4×10-5Wb，选项A、D正确，B、C错误。 10．如图所示，在“口”字形闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池、开关构成闭合电路，a、b、c、d四个闭合金属圆环套在铁芯上。假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是(　　 ) A．a环 B．b环 C．c环 D．d环 答案：ACD 解析：滑动变阻器的滑片滑动时，线圈产生的磁场的磁感应强度发生变化，a、c、d环内的磁通量发生变化，产生感应电流，而穿过b环的磁通量相互抵消，磁通量始终为零，故没有感应电流产生，A、C、D正确，B错误。 三、非选择题(本题共6小题，共54分。按题目要求作答。计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 11．(6分)在“探究感应电流的产生”的实验中，小明的四次实验情况分别如图甲、乙、丙、丁所示。 (1)有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗？________，图________可支持你的结论。 (2)探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。 A．根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论：_______________________________ ________________________________________________________________________； B．根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论：_______________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)不对　丙　(2)A．当磁场方向不变时，感应电流的方向与导体的运动方向有关　B．当导体的运动方向不变时，感应电流的方向与磁场的方向有关 解析：(1)闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，磁通量不一定发生变化，因此不一定发生电磁感应现象，也就不一定产生感应电流，题图丙中指针不偏转就说明这一结论。 (2)A．题图甲和题图乙是采用控制变量法的对比实验，即保持磁场方向不变的情况下，研究指针的偏转方向(感应电流的方向)与导体的运动方向间的关系。B．题图乙和题图丁也是采用控制变量法的对比实验，即保持导体运动方向不变的情况下，研究指针的偏转方向(感应电流的方向)与磁场方向间的关系。 12．(8分)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)①将图中所缺的导线补接完整。 ②如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下，那么合上开关后可能出现的情况有：(均选填“向左偏转一下”“向右偏转一下”或“不偏转”) A．将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将______________。 B．将线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针______________。 (2)某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时实然被电击了一下，则被电击是在拆除________(选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的。要避免电击发生，在拆除电路前应____________________(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。 答案：(1)①图见解析　②向右偏转一下　向左偏转一下　(2)A　断开开关 解析：(1)①将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与线圈B串联成另一个回路，实物图如图所示。 ②闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转一下；将线圈A迅速插入线圈B时，穿过线圈B的磁通量增大，则灵敏电流计的指针向右偏一下。线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，线圈A中电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下。 (2)在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除线圈A所在电路时，线圈A中的电流突然减少，从而使线圈A中产生感应电动势，进而会被电击。为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。 13．(8分)在磁感应强度处处相等的磁场中放一与磁场方向垂直的通电直导线，通入的电流是2.5 A，导线长20 cm，它受到的磁场力为5×10-2 N。求： (1)这个磁场的磁感应强度是多大？ (2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，该磁场的磁感应强度是多大？ 答案：(1)0.1 T　(2)0.1 T 解析：(1)由磁感应强度的定义式得 B＝＝ T＝0.1 T。 (2)磁感应强度B是由磁场和空间位置决定的，和导线的长度l、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度仍为0.1 T。 14．(10分)如图所示，用特制的弹簧测力计将单匝线框悬挂在匀强磁场中，线框长为10 cm，宽为2 cm(引出线a、b可与电源相接)，线框平面与磁场垂直，线框通电前弹簧测力计的示数为0.1 N。通以1.6 A电流后，弹簧测力计的示数为0.11 N，试求： (1)磁场的磁感应强度的大小； (2)如果通电后线框在磁场中的长度为5 cm，穿过线框的磁通量的大小。 答案：(1)0.312 5 T　(2)3.125×10-4 Wb 解析：(1)由题意可知，通电后，弹簧测力计的示数变大，其差值为0.11 N－0.1 N＝0.01 N，则可知，线框所受磁场力的方向竖直向下，大小为0.01 N。由B＝可知磁场的磁感应强度B＝＝ T＝0.312 5 T。 (2)通电线框在磁场中的长度为5 cm，则由Φ＝BS可知，穿过线框的磁通量为Φ＝BS＝0.312 5×2×10-2×5×10-2 Wb＝3.125×10-4 Wb。 15．(10分)如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则： (1)穿过平面的磁通量为多少？ (2)若使框架绕OO′转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？穿过线框平面的磁通量变化量为多少？ 答案：(1)BS　(2)BS　－BS 解析：(1)根据磁通量的定义可知，穿过平面的磁通量为Φ1＝BS。 (2)转过60°角后穿过线框平面的磁通量为Φ2＝BS⊥＝BS·cos 60°＝BS 磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS。 16．(12分)如图所示，金属框架MON与导体棒DE构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直。 (1)若B＝0.1 T，DE从O点出发，向右以1 m/s的速度匀速运动4 s，回路中磁通量的变化量是多少？ (2)若回路面积从S＝8 m2变到St＝18 m2，磁感应强度从B＝0.1 T变到Bt＝0.8 T，则回路中磁通量的变化量是多少？ 答案：(1)0.8 Wb　(2)13.6 Wb 解析：(1)导体棒向右以1 m/s的速度匀速运动4 s的位移为x＝vt＝1×4 m＝4 m 由于∠MON＝45°，此时回路的面积为 S＝x2＝×42 m2＝8 m2 此时回路中的磁通量为 Φ＝BS＝0.1×8 Wb＝0.8 Wb 回路中磁通量的变化量为 ΔΦ1＝Φ－0＝0.8 Wb。 (2)回路面积为St＝18 m2、磁感应强度为Bt＝0.8 T时的磁通量为 Φ2＝BtSt＝0.8×18 Wb＝14.4 Wb 故回路中磁通量的变化量为 ΔΦ2＝Φ2－Φ＝14.4 Wb－0.8 Wb＝13.6 Wb。 学科网（北京）股份有限公司 $$