第13章 电磁感应与电磁波初步学业质量达标卷-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第三册(人教版)

第十三章学业质量达标卷 D.A、C两点磁感应强度的大小相等，方向 相同 (用时：75分钟满分：100分) 6.在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈， 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分， 4.法拉第为描述场的性质而提出场线的假 与滑动变阻器、电源构成闭合电路，a、b、c 共28分。在每小题给出的四个选项中， 设。电场中某区域的电场线分布如图甲所 为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场 只有一项是符合题目要求的) 示，A、B是电场中的两点；图乙是未知场的 全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片 1.电磁波传播过程中，电场方向，磁场方向， 一部分场线，点A、P、Q处于中央同一直线 向右滑动时，下列说法正确的是( 传播方向三者互相垂直，电磁波是电波和 上，P、Q关于中垂线对称，以下判断正确的 磁波二者的总称，有时可直接简称为电波。 是( 州 知如 关于电磁波，下列说法正确的是( ) A.麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波， A.穿过a、b两个环的磁通量始终相同 并用实验证实了电磁波的存在 B.穿过b环的磁通量始终是c环的一半 B.常用的遥控器通过发出微波来遥控电 视机 C.a、c两个环中都有感应电流 C.电磁波的波长越长，其能量子的能量 D.b、c两个环中都有感应电流 A.图甲中A点的电场强度大于B点的电 越低 7.2024年5月3日我国发射的嫦娥六号在历 长 场强度 时53天、38万公里的太空往返之旅后，取 赳 D.电磁波在真空和介质中传播速度相同 B.图甲中将正电荷从B点移到A点，电荷 2.关于电磁波的发现及应用，下列说法正确 回了人类历史上第一抔来自月球背面的古 的电势能增加 的是() 老月壤平安返回地球！嫦娥六号在进入地 C.乙图可能是两个异种电荷产生的电场 A.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场 月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星 线，且A、P处场强的方向相同 周围一定产生变化的磁场，变化的磁场 中一边长为50cm的正方形导线框由水平 D.乙图可能是条形磁铁产生磁场的磁感 周围也一定产生变化的电场 方向转至竖直方向，若此处磁场磁感应强 线，且P、Q处场强相同 B.利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视 度B=8×105T,方向如图所示，则下列 的 郑 5.如图所示，O点为正方形ABCD的中心， 仪利用了紫外成像技术 说法正确的是(sin37°=0.6，cos37°=0.8) 报 两根与正方形平面垂直的长直导线分别过 C.在电磁波发射技术中，使载波随各种信 B、D两顶点，通有大小相等、方向相反的 号而改变的技术叫调制 D.为了有效向外发射电磁波，振荡电路不 恒定电流。关于O、A、C三点的磁感应强 必采用开放电路，但要提高振荡频率 度，下列说法中正确的是( 3.神舟十四号乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲 在中国空间站进行太空授课。若本次直播 A.在水平位置时，穿过线框的磁通量的大 教 通信使用电磁波的波长范围为λ≤入2， 小为1.6×10-5Wb 则该电磁波中能量子最大值为( A.O点磁感应强度的大小为零 B.在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大 A.hλ2 B.O点磁感应强度的方向是沿OD方向 小为1.2×10-5Wb c C.A、C两点磁感应强度的大小相等，方向 C.该过程中穿过线框的磁通量的变化量的 D. hc 2 相反 大小是4×10-6Wb -283 2 D.该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大 小是2.8×10-5Wb 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.如图所示，三根长直导线平行地放在光滑绝缘 水平面上，已知导线BC之间的距离等于导线 AB间距的3倍，已知通电直导线周围产生的 磁场磁感应强度的大小为B=,I为直导线 中的电流，为导线周围某点到直导线的距离， 当三根直导线中通有恒定电流后，三根直导线 仍在原来的位置保持静止，其中导线A的电流 大小为I,方向如图所示。则下列说法正确的是 ) A.导线B中的电流方向与A相同 B.导线C中的电流方向与A相同 C.导线B中的电流大小为1。 D.导线C中的电流大小为3I0 9.如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导 轨，磁场方向与导轨平面垂直；导轨上有两条可 沿导轨移动的导体棒A、C。若导体棒的运动速 度大小分别为1、2。下列四种情况，回路中产 生感应电流的是( ) A.1>v2,且方向相反 ×Ax xx xCxBx ×××× B.v<2,且方向相同 ×××× C.v1=2,且方向相反 D.=2,且方向相同 84 10.长度为L、通有电流I的直导线按甲、乙、 丙、丁四种方式放入四个不同的匀强磁场 中，所受的磁场力大小均为F。关于各磁 场的磁感应强度大小B,下列说法正确的 是( B2 7 B 丙 A.图甲中磁场的磁感应强度大小 B1-ILcose B.图乙中磁场的磁感应强度大小 F B2-ILcose C.图丙中磁场的磁感应强度大小B。一 F D.图丁中磁场的磁感应强度大小 F B.-ILcos0 三、非选择题（本题共5小题，共54分。根据 要求作答) 11.(8分)有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪 头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这 个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形 磁铁的两头标记上P、Q,如图甲所示，并 分别做了如下实验： PO 甲 丙 (1)小明按图乙连好线圈和检流表，将条 形磁铁的P端向下插入线圈，发现检流表 指针向左边偏转（已知检流表零刻线在正 中间，电流从正接线柱流入时其指针往 2 右偏)。 (4)若让导线与磁场方向平行，该处的磁 (2)小华将一个铝圈用细线静止悬挂，如 感应强度多大？通电导线受到的磁场力 图丙所示，并将条形磁铁的Q端从左往右 多大？ 靠近铝圈，发现铝圈向右边摆起。 (3)分析上述操作，可知谁的实验可以判 断条形磁铁的极性 A.小明 B.小华 C.都可以 (4)通过实验结果，我们可知 （选 填“P”或“Q”)端为条形磁铁的N极。 (5)丙图小华操作过程中，从左往右看铝 圈中感应电流的方向为 (选填 “顺时针”或“逆时针”)。 12.(8分)一个矩形线圈abcd面积为S,如图 所示放在oxyz直角坐标内，线圈平面垂 14.(14分)如图所示，正方形线圈的匝数n= 直于oxy平面，与ox和oy轴的夹角分别 10匝，线圈的面积S=0.04m,放在匀强 为α=30°和β=60°，匀强磁场的磁感应强 磁场中。线圈的一边ab与磁感线垂直， 度为B,则当磁场方向分别沿ox,0y,0之 线圈平面与磁场方向成30°角，当线圈中 方向时，穿过线圈的磁通量各是多少？ 通以I=0.5A的电流时，ab边受到的磁 场力大小F=0.2N。 B b30 (1)求该匀强磁场的磁感应强度大小； (2)在线圈从图示的位置绕ab边转过60° 的过程中，求穿过每匝线圈的磁通量的变 化量。 13.(12分)长2cm的通电直导线垂直于大 小、方向恒定的磁场的方向放置，当通过 导线的电流为2A时，它受到的磁场力大 小为1×10-3N。 (1)该处的磁感应强度B是多大？ (2)若电流不变，导线长度减小到1cm,则 它在磁场中受到的力F和该处的磁感应 强度B各是多大？ (3)若导线长度不变，电流增大为5A,则 它受到的磁场力F和该处的磁感应强度 B各是多大？ 2 15.(12分)如图所示，磁感应强度大小为B的匀 强磁场仅存在于坐标系第一象限边长为2L的 正方形范围内，左右各一半面积的范围内，磁 场方向相反。有一个边长为L的正方形导线 框abcd,开始与直角坐标系共面。 (1)若导线框ab边与y轴重合，以ab为轴cd 边向外匀速转动，试问导线框转动120°时，此 时穿过导线框磁通量。 (2)若导线框以垂直磁感线方向以速度匀速 通过磁场，从ab边进人磁场算起，规定刚开始 时磁通量为正值，试推导线框的磁通量随坐标 蝶 变化的函数关系式，并画出穿过线框的磁通量 随横坐标的变化图像。 棉 0 烟 喀 86电路欧姆定律有E=I.r,当测量6002的标准电阻 时，E=I1(r+6002),当测量Rz的电阻时，E= I2(r十Rx),解得R=13502。 4.C当L的灯丝突然烧断时，电路中总电阻增大，则 总电流减小，电源的内电压和R,两端电压减小，由 闭合电路欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C 两端的电压增大，板间电场强度增大，带电液滴所受 的静电力增大，则该液滴将向上运动，C符合题意；由 于C两端的电压增大，R2、R中的电流增大，则电流 表、电压表的读数均变大，A不符合题意；因干路电流 减小，则电源内阻消耗的功率变小，B不符合题意；由 于电源内阻与外电阻的大小关系未知，不能判断电源 的输出功率如何变化，D不符合题意。故选C。 5.B因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源 内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1=2;而 乙电路是含电动机的电路，欧姆定律不适用，电路的 输出功率P-U=I(E-),当1=号=2A时，输 出功率P有最大值，此时电动机的输出功率为P。= 2W,发热功率为P熟=R。=4W,所以电动机的输 入功率为P人=P。十P热=6W,电动机两端的电压为 Uw==3V,电阻R:两端的电压为U=E UM一Ir=3V,所以R2= _Ua=1.5,故选B。 6.C根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压 U1= E2。·号R×号-台E,得Q=CUs闭合 R+号R3 时，U,广R”R=E,Q=Cu故8= 号，故C正确。 7.B长度、材料均相同，它们的横截面的直径之比为 da:dg=1:2,则横截面积之比为SA:Sg=1：4,根 据R=P专可知，电阻之比R:Rg=4:1,故A错 误；因两者是串联，它们的电流总相等，有IA:Ig= 1：1,故B正确；根据电流的微观表达式I=neSv可 知，定向移动速率与横截面成反比，因此定向移动速 度之比vA:vB=4：1,故C错误；串联电路，电流相 等，设为1，则两段中的电场强度E-牙因此电场强 度与电压成正比，则有电场强度之比EA:EB=UA： UUB=RA:RB=4:1,故D错误。 8.AD在本题的U-I图像中，纵轴截距表示电源电动 /A- 势，图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，则E= 6.0 2V,r=2-0.80=0.20;电源短路时，R=0,1 6 E=10A,当路端电压为1V时，内电阻分得的电压 U内=E一U外=2V-1V=1V,则电路中的电流I= 2.0 4=3A=5A. 1.0 9,CD由于r<R。十R,根据外电路的电阻越接近内阻 0 5.010.015.020.025.0/ 时电源的输出功率越大可知，当滑动变阻器阻值调至 ②由闭合电路欧姆定律可知 0时，电源输出功率最大；当滑动变阻器阻值调至0 E=I(R+R。+r), 时，电路中电流最大，灯泡最亮；由于r<R。十R,当滑 可得-+R, 动变阻器阻值逐渐减小时，内、外电阻逐渐接近，电源 结合图像可知，E=6.0V,r=2.52。 输出功率逐渐增大；将灯泡电阻看成电源的内阻，当 12.答案：(1)12(2)2.5A90W R=r十R。=0.52十2=2.52时，等效电源的输出 解析：(1)S断开时，电源与定值电阻构成串联回路， 功率最大，即滑动变阻器的电功率最大。 10.BD根据欧姆定律可得，通过R1的电流减少量为 E=1(R+,电源内租r=是-R=1n. A,=R,两端的电压减小，电流表①的示数蜡 (2)S闭合后，定值电阻与电动机构成并联电路，电 流表测干路电流，路端电压U=E一I2r=36V 大，则R2两端电压及电源内电压均增大，故R2两 端的电压增加量一定小于△U;因内电压增大，故路 通垃定值电程的电流片-{-1.5A 端电压减小，由上述的分析可知，路端电压的减少量 通过电动机的电流？=I2一？=2.5A 一定小于△U;由闭合电路欧姆定律有E=U十 电动机消耗的总功率即电动机的电功率 I(r+R2),E=U'+I'(r+R2),故0=U'-U+(I- P=UI=90W。 )(+R),即△U=△1（十R),所以会-+R。 13.答案：(1)400V(2)-0.2J(3)150cm △I 解析：(1)微粒从下极板左边缘射入，微粒做类平抛 11.答案：(1)断开S2,调节电阻箱的阻值，使电流表的 运动，则有 示数仍为IR1一R2 L=voti (2)①见解析图②6.02.5 解析：(1)器材中只有电流表而没有电压表，无法由 伏安法求出电阻，故只能利用电阻箱得出待测电阻 解得U=200V 的阻值。当电路中电流相同时，电阻也应相同，因此 电源内阻不计，则电动势 可以控制电流相等，利用电阻箱的电阻，得出待测电 E=2U=400V。 阻的阻值，因此缺少的步骤应为断开S2,调节电阻 (2)此过程中电场力最对微粒做正功，且有 箱的阻值，使电流表的示数仍为I；而待测电阻的阻 W=qU 值等于两次电阻箱的示数之差，即R,=R1一R2。 根据功能关系有 (2)①根据表中列出的数据，求出各电阻对应的 W=一△E。 结合上述解得△E。=一0.2J。 (3)微粒在上极板右侧边缘垂直于极板方向的分 组数 1 2 3 4 5 速度 电阻R/2 0 3.0 6.0 12.0 18.0 电流I/A 0.500.40 0.33 0.25 0.20 ,=qU at /A-1 令微粒在上极板右侧边缘飞出速度方向与水平方向 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 夹角为0，则有 09 tan0=之 00 令微粒飞出极板后的侧移为y,则有 ang=光 则微粒到达光屏的位置与下极板的竖直距离 y=yo+d 解得y=150cm。 14.答案：(1)20V202(2)52(3)5W 解析：(1)题中图乙中AB延长线，交U轴于20V处， 交I轴于1.0A处，所以电源的电动势为E=20V, 内程r=0X-20n. (2)当P滑到R3的右端时，此时外电路中只有电阻 R2'电路参数对应图乙中的B点，即U2=4V、I2= _U2=50。 0.8A,得R,=2 (3)当外阻等于内阻时，电源输出功率最大为P= 日×号=5w. 15.答案：(1)0.52(2)3.5W87.5% (3)0.35m/s 解析：(1)电动机不转时，此时电动机为纯电阻元件， _=0.50。 则r=11 (2)电动机正常工作时消耗的功率为 P=U2I2=4.0×1.0W=4.0W 电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为 P热=I22r=1.02×0.5W=0.5W 电动机正常工作时输出功率为 P出=P-P热=4.0-0.5W=3.5W, 电动机正常工作时效率为 7-号×100%=87.5%. (3)匀速提升时，拉力等于重力，即： F=mg=1×10N=10N 由电动机的输出功率P出=F?可得提升重物的速度 为0=卡=0.35m/s 第十三章学业质量达标卷 1.C麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹用实 验证实了电磁波的存在，A错误；遥控器通过发出红 外线脉冲信号遥控电视机，因红外线波长较长，容易 发生衍射现象，B错误；电磁波的波长越长，频率越 小，根据e=hy,则其能量子的能量越低，C正确；电磁 10 波在真空中的传播速度大于在介质中传播速度，D错 误。故选C。 2.C根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场周围 产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围也产生稳定的 电场；周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的 磁场，周期性变化的磁场周围也一定产生周期性变化 的电场，A错误；利用紫外线的化学效应能杀菌消毒， 夜视仪利用了红外成像技术，B错误；在电磁波发射 技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制，C 正确；为了有效问外发射电磁波，必须要提高振荡电 路得振荡频率，同时采用开放电路，D错误。故选C。 3.C由电磁波能量子公式e=hv=h可知，电磁波的 波长越小，能量越大，因此该电磁波中能量子最大值 为cas,ABD错误，C正确。故选C. 4.D电场线的疏密反映电场强度的相对大小，A处电 场线比B处疏，则A点的电场强度比B点的小，A错 误；图中正电荷从B点移到A点的过程中，电场力做 正功，电荷的电势能减小，B错误；若是两个异种电荷 产生的电场线，A、P处场的方向相反，C错误；若是 条形磁铁产生磁场的磁感线，由于P、Q关于中垂线 对称，P、Q处场强的大小相等、方向相同，D正确。 故选D。 5.D根据安培定则可知，两通电直导线在O点的磁感 应强度方向相同，均沿OC方向，可知O点磁感应强 度的大小不为零，A、B错误； BB A BD BB BD两处的通电直导线在AC两点的磁场方向如图， 则A、C两点磁感应强度的大小相等，方向相同，C错 误，D正确。故选D。 6.A线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，所以穿过a、 b两个环的磁通量始终相同，A正确；根据安培定则 可知，穿过a的磁感线方向向左，穿过b的磁感线方 向向上，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，线圈中电 流将发生改变，产生的磁场随之改变，穿过α、b两环 的磁通量会发生改变，故a、b两环中都会产生感应电 流；而向左和向右穿过c环的磁感线条数相等，完全 抵消，总的磁通量为零，不发生变化，故c环中没有感 应电流产生，B、C、D错误。故选A。 量增加，由增反减同可知，原磁场方向与感应电流产 7.D在水平位置时穿过线框的磁通量为Φ1= 生磁场方向相反，原磁场方向向下，故P端为N极； BSsin37°=8×10-5×0.52×0.6Wb=1.2×10-5 通过小明的实验可知=Q端为S极，由楞次定律可 Wb,A错误；在竖直位置时穿过线框的磁通量为 知丙图中铝圈中感应电流的方向为顺时针。 Φ2=-BScos37°=-8×10-5X0.52×0.8Wb= 一1.6×10-5Wb,B错误；磁通量的变化量的大小为 12.答案：2BS号BS0 2 △Φ=Φ2-Φ：|=2.8×10-5Wb,C错误，D正确。 解析：磁场方向沿0x时 故选D。 重=BSsina=2BS 8.BD对通电导线B而言，在光滑桌面上处于静止状 磁场方向沿0y时 态，说明导线A、C在导线B处产生的磁场大小相等 方向相反，合磁场为零。所以导线C中的电流方向 市=Bsn-停8的 应与A中的电流方向相同，设导线A、B间的距离为 磁场方向沿0之时 d,则导线B.C间的距离为3d,则有经-铅解得 B‖S,故Φ=0。 Ic=3I,B、D正确；对通电导线A而言，在光滑桌面 13.答案：(1)0.025T(2)5×10-4N0.025T 上处于静止状态，说明导线B、C在导线A处产生的 (3)2.5×10-3N0.025T(4)0.025T0 磁场大小相等方向相反，合磁场为零。所以导线B 解析：(1)由通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁 中的电流方向应与A中的电流方向相反，且有经- 场的方向放置，则根据磁感应强度的定义 B-荒-at T=0.025T。 经，解得1。=，A.C错误。故选BD。 (2)匀强磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定， 9.ABC要产生感应电流，则穿过此闭合电路的磁通 不因导线长度的改变而改变，故B=0.025T 量发生变化，对匀强磁场来说，磁通量Φ=BS。根据 导线长度减小到1cm,则它所受磁场力 题中条件，仅当穿过闭合电路中磁场的有效面积S F=BIL'=0.025×2×0.01=5×10-4N。 发生变化时Φ才变化，即导轨上两根导体棒必须存 (3)匀强磁场中某点的磁感应强度也不因电流的改 在相对运动才有感应电流。若o1>2,且方向相反， 变而改变，因此B=0.025T, 存在相对运动，A正确；若<2，且方向相同，存在 电流增大为5A,则它所受磁场力 相对运动，B正确；若=2，且方向相反，存在相对 F=BI'L=0.025×5×0.02=2.5×10-3N。 运动，C正确；若V=2,且方向相同，不存在相对运 (4)磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无 动，D错误。故选ABC。 关若导线与磁场方向平行，磁感应强度不变，即B= 10,AC磁感应强度定文式B=是的适用条件是道电 0.025T,则磁场力为0。 14.答案：(1)0.2T(2)0.004Wb或-0.008Wb 直导线垂直于磁场方向，若不垂直时，L为通电直导 解析：(1)根据磁感应强度的定义 线垂直于磁场方向的有效投影长度，图甲中通电直 导线垂直于磁场方向的有效投影长度为Lcos0,所 B=F nll 以磁感应强度大小为B,一DcOs0,A正确；图乙、 L=0.2m 解得 丙、丁中通电直导线均与磁场垂直，所以磁感应强度 B=0.2T。 大小均为B-元，C正确，B,D错误。故选AC。 (2)题图所示的位置穿过每匝线圈的磁通量 11.答案：(3)A（4)P(5)顺时针 Φ=BSsin30° 解析：乙图中小明的实验根据楞次定律可判断出磁 解得 铁的极性，检流表指针向左边偏转，可知电流从负接 Φ=0.004Wb 线柱流入检流表，即线圈中的电流为逆时针（从上往 若线圈逆时针方向转过60°，则此时穿过每匝线圈 下看)，感应电流产生磁场的方向向上，而线圈磁通 的磁通量 Φ=BS=0.008Wb 则有 △Φ=Φ'-Φ=0.004Wb 俯视该线圈，若线圈顺时针方向转过60°，则此时穿 过每匝线圈的磁通量 Φ"=-BSsin30°=-0.004Wb 则有 △Φ'=Φ”-Φ=-0.008Wb。 15.答案：(1)2BL2(2)见解析 解析：（1)导线框转动120°时，与磁场方向夹角为 60°，则磁通量 0=Io60”=2BL. (2)从ab边进入磁场算起，0一L过程线框在左侧磁 场，有 Φ1=BLx L2L过程，ab边进入右侧磁场，cd边在左侧磁场， 则有 2=-BL(x-L)+BL(2L-x) 即 ④2=3BL2-2BLx 2L一3L过程，线框在右侧磁场，有 3=-BL(3L-x)=BLx-3BL2 作出磁通量随横坐标的变化图像如图 ↑Φ/Wb x/m 第十三章学业质量培优卷 1.C磁通量有大小，没有方向，但有正负之分，是标 量，A不符合题意；由公式Φ=B·Scos0,知Φ与B、 S、0有关，所以Φ越大，B不一定越大，B不符合题 意；当平面与磁感线平行时，Φ等于零，但该处B不为 零，C符合题意；磁通量和磁感应强度是两个不同的 概念，D不符合题意。 2.B科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量 变化，回路中产生感应电流，电流计偏转，之后，穿过 线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计 2