第十三章 电磁感应与电磁波初步 章末检测试卷(五)(课件PPT)-【步步高】2024-2025学年高一物理必修第三册学习笔记（人教版）

该高中物理课件聚焦磁场、电磁感应及电磁波等核心内容，通过线圈旋转、金属框下落等情境题，从磁通量变化分析到实际应用，构建由概念到问题解决的学习支架。 亮点在于融合科学思维与科学探究，如通过亥姆霍兹线圈磁场判断培养模型建构能力，小磁针实验题引导科学推理，解析详细助学生理解规律。教师可直接用例题教学，学生能提升问题解决与探究能力。

章末检测试卷(五) 1 一、单项选择题 1.下列说法正确的是 A.磁感线总是从磁体的N极指向S极 B.磁场中某点的磁感应强度与电流元所受到的磁场力成正比 C.电流的磁场是由电荷的运动产生的 D.温度越低，物体辐射电磁波的强度越大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 在磁体外部磁感线总是从N极指向S极，在磁体内部磁感线总是从S极指向N极，故A错误； 磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身性质决定的，与电流元所受到的磁场力无关，故B错误； 由安培分子电流假说可知，电流的磁场是由电荷的运动产生的，故C正确； 一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射强度越大，故D错误。 13 14 15 2.(2024·辽宁省高二学业考试)下列不属于磁现象在生产生活中应用的是 A.音箱里的扬声器 B.机场检查的手持安检仪 C.家庭电路中的电灯开关 D.郑和下西洋船队使用的罗盘 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 音箱里的扬声器是利用电流在磁场中受力工作的，机场检查的手持安检仪是利用电磁感应工作的，都属于磁现象的应用，故A、B不符合题意； 家庭电路中的电灯开关属于控制开关，与磁现象无关，故C符合题意； 罗盘是利用地磁场工作的，属于磁现象的应用，故D不符合题意。 13 14 15 3.(2024·聊城市高二期中)如图所示，边长为2a的正方形线圈，其内切圆虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若 磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为 A.4Ba2 B.πBa2 C.8aB D.2πaB √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 穿过线圈的磁通量为Φ＝BS＝Bπa2，故选B。 4.(2023·广东省高二测试)如图所示，空间中有一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，纸面内有两个闭合金属线圈M、N，分别为圆形、正三角形，各自中心点均在磁场边界上，不计线圈相互影响，当两个线圈绕过各自中心点、且垂直于纸面的轴旋转时，以下说法正确的是 A.仅M中有感应电流 B.仅N中有感应电流 C.M和N中都有感应电流 D.M和N中都无感应电流 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 M中磁通量不变化，故M中无感应电流，N中的磁通量变化，故N中有感应电流，故选B。 13 14 15 5.(2024·海南省二校联考)亥姆霍兹线圈是一对平行的圆形线圈，且两线圈的绕向、匝数和形状大小都完全相同。当两线圈中通过合适方向的恒定电流时，两线圈之间就会形成匀强磁场。下列与直流电源连接的四种方式中，在两线圈之间产生的磁场方向指示正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A项图中两线圈中的电流方向相同，从右向左看电流为顺时针方向，由右手螺旋定则可知，产生的磁场方向均向左，选项A正确； B项图中两线圈中的电流方向相同，从右向左看电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，产生的磁场方向均向右，选项B错误； C、D项图中两线圈中的电流方向相反，由右手螺旋定则可知，产生的磁场方向相反，选项C、D错误。 14 15 6.(2023·湖北省广水市第二高级中学高二期中)在矩形空间abcd内有水平方向的匀强磁场，矩形的ab边和cd边水平，两边相距为l，高为h(h<l)的正三角形闭合金属框ABC从一定高度开始下落穿过磁场区，下落时ABC平面保持竖直且AB边始终水平，如图所示。则下列过程中金属框中始终有感应电流的是 A.金属框下落过程中 B.金属框的AB边在磁场中运动的过程中 C.从金属框的AB边出磁场到金属框完全离开磁场 的过程中 D.在金属框穿过磁场过程中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 金属框下落过程中若在磁场外，金属框中没有感 应电流，故A错误； 由于h<l，在金属框穿过磁场过程中，当AB边还 没有出磁场时，金属框已经全部进入磁场，整个 金属框都在磁场中运动，穿过金属框的磁通量不 变化，没有感应电流，故B、D错误； 从金属框的AB边出磁场到金属框完全离开磁场的过程中，金属框在磁场中的有效面积减小，穿过金属框的磁通量减小，有感应电流，故C正确。 13 14 15 7.(2024·抚州市高二期中)如图所示，现有两根通电长直导线分别固定在正方体ABCD－A′B′C′D′的两条边BB′和BC上且彼此绝缘，电流方向分别由B流向B′、由B流向C，两通电导线中的电流大小相等，在A点形成的磁场的磁感应强度大小为B。已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为B＝ 其中k为常数，I为电流大小，r为该位置到长直导线的距离，则A′点的磁感应强度大小为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 方向分别沿AD方向和A′A方向，互相垂直。则A点 磁感应强度大小为 13 14 15 二、多项选择题 8.(2023·孝感市高二期中)下列说法不正确的是 A.我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关 B.温度太低的物体不会辐射电磁波 C.麦克斯韦认为电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场，并通 过实验证实了电磁波的存在 D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关外，还与材料的 种类及表面状况有关 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 根据热辐射的定义可知，一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射，故A正确，不符合题意； 一切物体都会辐射电磁波，故B错误，符合题意； 麦克斯韦建立了电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；并预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误，符合题意； 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及其表面状况无关，故D错误，符合题意。 13 14 15 9.关于电磁波，下列说法正确的是 A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均 垂直 C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光 缆传输 D.电磁场产生电磁波，当电磁场消失时，空间中的电磁波随即消失 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，A正确； 电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，B正确； 电磁波可以在电缆、光缆中传输，C错误； 电磁场消失后电磁波仍会在介质或真空中继续传播，D错误。 13 14 15 10.(2024·固原市高二月考)如图所示，某实验把两个线圈绕在一个铁环上，甲线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，乙线圈与开关S、电流表G组成另一个回路。关于该实验下列说法正确的是 A.闭合开关S的瞬间，电流表G中有感应电流 B.闭合开关S的瞬间，电流表G中没有感应电流 C.闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程 中，电流表G中有感应电流 D.闭合开关S，滑动变阻器的滑片静止不动，电流表G中有感应电流 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 闭合S的瞬间，穿过线圈乙的磁通量不发生 变化，电流表G中无感应电流，故A错误， B正确； 闭合开关S后，滑动变阻器的滑片向左滑，电阻R增大，电流减小，则通过线圈乙的磁通量减小，电流表G中有感应电流，故C正确； 闭合开关S，滑动变阻器的滑片静止不动，电流不变，穿过线圈乙的磁通量不发生变化，电流表G中无感应电流，故D错误。 13 14 15 三、非选择题 (2024·上海市浦东区高二期末)地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义，如利用它为航海、行军导航，利用地磁场的分布特征寻找矿藏等。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11. 地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，下列相关解释正确的是_____。 A.地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极 指向北方 B.地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方 C.地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方 D.地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 地磁场北极在地理南极附近，地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方，S极指向南方。故选A。 A 12.某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了“探究通电长直导线周围磁场”的兴趣。探究过程如下： (1)如图甲所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线 对称的两处小磁针N极指向______(选填“相同”或 “相反”)。改变电流大小，小磁针指向将_______ (选填“变化”或“不变”)； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 相反 不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 通电直导线周围磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆位于与导线垂直的平面上，且距导线越近，磁场越强，当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向相反；改变电流大小，磁场方向不变，小磁针指向将不变。 13 14 15 (2)请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图。 (要求：画出三条磁感线) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　见解析图 如图。 13.据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为3.0×10－5 T。 (1)1 T＝1__________(用国际单位制基本单位表示)； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 则用国际单位制基本单位表示1 T＝1 kg/(A·s2) kg/(A·s2) (2)若该处有半径为10 cm并绕制了100匝的闭合线圈竖直放置，如图甲，则穿过该线圈平面的磁通量为__________ Wb(保留2位有效数字)，当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内_____感应电流(选填“有”或“无”)； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9.4×10－7 有 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 穿过该线圈平面的磁通量为Φ＝B·πr2＝3.0 ×10－5×3.14×0.12 Wb≈9.4×10－7 Wb 当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内磁 通量发生变化，有感应电流。 13 14 15 (3)某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图乙所示，开关断开，小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正 方向。闭合开关后，发现小磁针N极的指向 与y轴正方向的夹角为45°。 ①请在图上标明螺线管上导线的绕向； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　见解析图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 根据小磁针N极的指向，可知螺线管右端为N极，螺线管上导线的绕向如图(a) 13 14 15 ②该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为____________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3.0×10－5 T 由矢量图(b) 因此B电＝3.0×10－5 T。 14.(2023·武昌市高二月考)无线电波的中波波长范围为200～3 000 m，光速c＝3×108 m/s。求该波段的频率范围。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　1.0×105～1.5×106 Hz 即该波段的频率范围为1.0×105～1.5×106 Hz。 15.(2024·河池市八校高二联考)如图所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T。矩形线框面积S＝0.5 m2，匝数n＝20，线框在匀强磁场中，且所在平面与磁场方向垂直，求： (1)当线框从图示位置绕OO′转过60°角时，穿过 线框的磁通量大小； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　0.2 Wb 转过60°后穿过线框平面的磁通量为 (2)当线框从图示位置绕OO′转过90°角时，穿过线框的磁通量大小及此过程的磁通量的变化量大小； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　0　0.4 Wb 线框绕OO′转过90°角后，线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为 Φ1＝0 则此过程的磁通量的变化量为 ΔΦ1＝0－BS＝－BS＝－0.4 Wb 磁通量的变化量大小为0.4 Wb。 (3)若线框从图示位置绕OO′转过120°角，穿过线框的磁通量的变化量大小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　0.6 Wb 线框绕OO′转过120°角后，穿过线框的磁通量为 Φ2＝BScos 120°＝－0.5BS 则此过程穿过线框的磁通量的变化量为 ΔΦ2＝－0.5BS－BS＝－1.5BS＝－0.6 Wb 所以磁通量的变化量大小为0.6 Wb。 BENKEJIESHU 本课结束  k， A.B B.B C.B D.B 设正方体棱长为l，通电导线中的电流大小为I，两条边BB′和BC上通电导线在A点产生的磁感应强度大小均为B0＝k B＝＝B0＝k  A′点的磁感应强度大小为B′＝＝k＝B，C正确。 根据B＝＝ 可得tan 45°＝ 根据频率与波长的关系有f＝ 解得f1＝＝ Hz＝1.5×106 Hz，f2＝＝ Hz＝1.0×105 Hz Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝BS＝0.2 Wb $