第十三章 电磁感应与电磁波初步（单元测试·提升卷）物理人教版2019必修第三册

2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第十三章·提升卷 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应，一个可自由转动的小磁针放在金属导线正下方，导线两端与一电池相连，接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。下列说法正确的是（　　） A．接通电源前，小磁针N极指向地理南极 B．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从右向左 C．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向外转 D．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转 【答案】D 【详解】A．根据地磁场分布，接通电源前，小磁针N极指向地理北极，故A错误； B．导线左端与电池正极相连，接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从左向右，故B错误； CD．根据安培定则，接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转，故C错误，D正确。 故选D。 2．心脏手术中，人工心脏泵可短时间代替心脏工作，推动血液循环。该装置的示意图如图所示，永磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈AB与活塞柄作为整体会与左侧磁体相互作用，从而带动活塞运动，活塞简通过阀门与血管相通，阀门只能向外开启，阀门只能向内开启，关于其工作原理，下列说法正确的是（　　） A．若使血液流入活塞筒，则电流应从线圈B端流入 B．该装置利用了电流的磁效应 C．若给线圈通入稳恒直流电，人工心脏泵也能正常工作 D．人工心脏泵的工作原理与发电机工作原理相似 【答案】B 【详解】AB．若血液流入活塞筒，则活塞应向左运动，需要电磁铁左端出现S极，与永磁铁右端为N极相吸引，由右手螺旋定则可知，电流应从线圈A端流入，A错误，B正确； C．人工心脏泵工作时，活塞需要往返运动，需要改变电磁铁的磁极方向，才能使电磁铁与磁体相互排斥或相互吸引，因此线圈AB中的电流方向需要改变，C错误； D．由于给人工心脏泵中通入电流，人工心脏泵会运动，所以是将电能转化为机械能，所以与电动机的工作原理相似，D错误。 故选B。 3．亥姆霍兹线圈由一对完全相同的正对平行放置的圆形导线圈组成，如图所示，虚线为过两线圈圆心的轴线，为关于轴线对称的两点，点为两线圈圆心连线的中点。当两个线圈通入如图所示大小相等、方向相同的电流时，下列说法正确的是（　　） A．两个线圈之间存在互相排斥的力 B．点处磁感应强度方向水平向左 C．点和点处的磁感应强度大小不同 D．若带电粒子以一定初速度飞入该磁场中，可能做直线运动 【答案】D 【详解】A．同向电流互相吸引，故A错误； B．根据安培定则，点的磁感应强度方向水平向右，故B错误； C．根据对称性，点和点处磁感应强度大小相等，故C错误； D．若带电粒子沿轴线运动，不受洛伦兹力，做匀速直线运动，故D正确。 故选D。 4．如图所示，边长为L的正方形的四个顶点固定四根垂直纸面方向的长直导线，电流的方向如图，已知通电直导线在周围空间某点产生的磁感应强度大小为，I为通电直导线中的电流，r为空间某点到直导线的距离。已知a、c中的电流强度大小均为2I0，b、d中电流强度大小均为I0，此时正方形中心O点的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是（　　） A．导线a在O点产生的磁感应强度大小为 B．导线b在O点产生的磁感应强度大小为B0 C．仅移走a处的通电直导线，O点的磁感应强度大小为 D．仅移走b处的通电直导线，O点的磁感应强度大小为 【答案】C 【详解】A．根据右手螺旋定则作图 根据矢量的合成可知 而根据可知，，故AB错误； C．根据矢量叠加可知，仅移走a处的通电直导线，O点的磁感应强度大小为，故C正确； D．仅移走b处的通电直导线，O点的磁感应强度大小为，故D错误； 故选C。 5．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，则下列有关穿过平面的磁通量的情况表述正确的是（　　）    A．磁通量有正负，所以是矢量 B．若使框架绕转过60°角，磁通量为 C．若框架从初始位置绕转过90°角，磁通量为0 D．若框架从初始位置绕转过180°角，磁通量变化量为0 【答案】C 【详解】A．磁通量有正负，但磁通量是标量，故A错误； B．使框架绕OO′转过60°角，磁通量为 =BScos60°=BS 故B错误； C．若框架从初始位置绕OO′转过90°角，线圈平面与磁场平行，磁通量为0，故C正确； D．若框架从初始位置绕OO′转过180°角，磁通量变化量为 故D错误。 故选C。 6．电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。图中能说明这一原理的是（　　） A．通电导体在磁场中受到安培力 B．导体棒切割磁感线产生感应电流 C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关 D．通电导体周围存在磁场 【答案】B 【详解】由题意可知，刷身份证时会产生感应电流，即由磁产生电，有感应电流产生，所以其工作原理为电磁感应现象。 A．图中有电源，为电动机的工作原理，是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故A不符合题意； B．图中没有电源，为发电机的工作原理，是根据电磁感应现象制成的，故B符合题意； C．图示的实验是探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系，运用了电流的磁效应，故C不符合题意； D．图示为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故D不符合题意。 故选B。 7．如图所示，铯133原子基态有两个超精细能级，国际计量大会将铯133原子基态超精细能级间跃迁对应辐射电磁波的9192631770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400nm~700nm，光速为，则（　　） A．秒在国际单位制中是个导出单位 B．该跃迁辐射出的电磁波波长在可见光波长范围内 C．该跃迁辐射出的电磁波频率比可见光的频率低 D．该跃迁辐射出的电磁波在真空中传播比光速小 【答案】C 【详解】A．秒在国际单位中是基本单位，故A错误； BC．铯133原子基态超精细能级间跃迁对应辐射电磁波的频率约为，根据 可得其波长约为 = 波长大于可见光波长，频率低于可见光的频率，故B错误，C正确； D．电磁波在真空中传播速度等于光速，故D错误。 故选C。 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，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 D．导线C中的电流大小为 【答案】BD 【详解】BD．对通电导线B而言，在光滑桌面上处于静止状态，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中的电流方向应与A中的电流方向相同，设导线A、B间的距离为d，则导线B、C间的距离为3d，则有 解得 故BD正确； AC．对通电导线A而言，在光滑桌面上处于静止状态，说明导线B、C在导线A处产生的磁场大小相等方向相反，合磁场为零。所以导线B中的电流方向应与A中的电流方向相反，且有 解得 故AC错误。 故选BD。 9．如图所示，M、N是纸面内一椭圆的两个焦点，两根互相平行的长直导线分别过M、N两点，且导线与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。O是椭圆的中心，a、c是椭圆的长轴与椭圆的交点，b、d是椭圆的短轴与椭圆的交点，关于a、b、c、d、O处的磁场，下列说法正确的是（　　） A．O点处的磁感应强度为零 B．a、c两处的磁感应强度相同 C．a、d两处的磁感应强度相同 D．在bd连线上，O点处的磁感应强度最大 【答案】BD 【详解】A．由安培定则知，两电流在O点处产生的磁场方向都向下，O点处的磁感应强度不为零，故A错误； B．同理可判断，a、c两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故B正确； C．由安培定则知，M电流在a产生磁感应强度方向竖直向上，N电流在a产生磁感应强度方向竖直向下，由于M距离a点近，故，故a点总磁感应强度竖直向上；由安培定则知，两电流在d点处产生的合磁场方向竖直向下，故a、d两处的磁感应强度不相同，故C错误； D．bd连线上，M、N在O处的产生的磁感应强度最大且方向相同，故O点处的磁感应强度最大，故D正确。 故选BD。 10．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，则（　　） A．为了使电吉他能正常工作，尽量选用电 阻率小的铜质弦 B．取走磁体，电吉他仍能正常工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D．弦上下振动或则后振动，均能在线圈中 产生感应电流 【答案】CD 【详解】A．铜质弦不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A错误。 B．取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故B错误。 C．由法拉第电磁感应定律可知：，增加线圈匝数n可以增大线圈的感应电动势E，故C正确。 D．弦上下振动或前后振动，都可以切割磁感线，均能在线圈中产生感应电流，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．某实验小组准备定量探究直线电流周围磁场的决定因素。实验室提供了以下实验器材： A．电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.2Ω） B．直导线（长度适宜、阻值约为3Ω） C．滑动变阻器R（0~15Ω，额定电流为2A） D．定值电阻 E.电源（电动势为E=3.0V，内阻很小） F.磁传感器和测试仪 G.开关S和导线若干 （1）实验设计和电路连接 ①磁传感器和测试仪可以测定空间中某点磁场的强弱，该小组猜测直导线周围的磁场强弱可能跟电流强度I以及场点到直导线的距离r有关，为完成实验定量探究，他们应该采用的实验方法为 。 ②实验电路中，连接定值电阻R0的目的是 。 ③如图甲所示为已正确连接的部分电路，为定量测量直导线周围磁场的磁感应强度，请用笔画线代替导线，完成图甲中剩余实验器件的连接 。 （2）探究磁感应强度B与电流强度Ⅰ的关系 ①闭合开关S，保持磁传感器位置不变，记录电流表读数I和磁传感器及测试仪的读数B，电流表示数如图乙所示，该读数为 A。 ②改变滑动变阻器滑片的位置，重复①中操作。 ③在B-I坐标系中描点作图如图丙所示，可知磁感应强度B与电流强度I成正比，图线的斜率为 μT/A（结果保留两位有效数字）。 （3）探究磁感应强度B与场点到直导线距离r的关系 保持电路中电流不变，改变场点位置，测得磁感应强度B与场点到直导线距离r成反比关系。 【答案】 控制变量法 （1分） 保护电路（1分） （2分） 0.23 （2分） 38（2分） 【详解】（1）①[1]磁感应强度B与距离r和电流强度I都有关，应该采用控制变量法。 ②[2]为保证电流表读数不超过量程，应该串联定值电阻R₀保护电路。 ③[3]实物连接如图所示 （2）①[1]根据电流表读数规则可得读数为0.23 A。 ③[2]图线的斜率为 12．某同学在做“探究感应电流产生的条件”实验中，先将灵敏电流计连接在图甲所示的电路中，如图甲所示。 (1)下列实验操作过程说法正确的是________。 A．开关闭合后，线圈A插入线圈B过程或从线圈B中拔出过程，都会引起电表的指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均不会偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转 (2)为了探究影响感应电流方向的因素，该同学先确定了灵敏电流表G的偏转方向与电流方向的关系，发现按图乙所示电路接通时，电流表的指针向左偏转。接着他将灵敏电流表G与一螺线管相连，某次磁铁运动时，电流表指针向右偏转，如图丙所示，则可判断此次条形磁铁的运动情况是 （填“向上远离”或“向下靠近”）。 (3)该同学发现在做向线圈插入条形磁铁的实验中，插入的速度越快，电流表的偏转角度越大，他通过图丁实验装置继续探究感应电流的大小的影响因素。将一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。将一条形磁铁从铜线圈上端不同高度沿中轴线由静止释放，两次实验中分别得到了如图1、2所示的电流随时间变化的图线，若忽略空气阻力，下列说法正确的是________。 A．在磁铁穿过线圈的过程中，两次线圈内磁通量的变化量相同 B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，产生的感应电流峰值越大 C．若增加铜线圈匝数，在磁铁穿过线圈的过程，两次线圈内磁通量的变化量均增大 D．两次磁体受到的线圈的作用力都是先向上后向下 【答案】(1)AD（3分） (2)向上远离（2分） (3)AB（3分） 【详解】（1）A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都会使线圈B的磁通量发生变化，回路产生感应电流，从而引起电表的指针偏转，故A正确； B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，A线圈的电流都会发生变化，从而使线圈B的磁通量发生变化，回路产生感应电流，电表的指针均会偏转，故B错误； CD．开关闭合后，无论滑动变阻器的滑片P匀速滑动、加速滑动或者减速滑动，滑动变阻器接入电路阻值发生变化，A线圈的电流发生变化，从而使线圈B的磁通量发生变化，回路产生感应电流，电表的指针会偏转，指针不会静止在中央零刻度，故C错误，D正确。 故选AD。 （2）由图乙可知，当电流从灵敏电流计左端流入时，指针向左偏转；而丙图指针向右偏转，可知电流从灵敏电流计右端流入，则线圈中感应电流的方向是逆时针的（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁磁场方向向上，根据楞次定律可知，线圈中磁通量减小，则条形磁铁向上远离。 （3）A．在磁铁穿过线圈的过程中，由于两次用同一条形磁铁，则线圈内磁通量的变化量相同，故A正确； B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，在磁铁穿过线圈的过程中，条形磁铁的速度越大，使得线圈内磁通量的变化越快，产生的感应电动势越大，产生的感应电流峰值越大，故B正确； C．若仅增加铜线圈匝数，在磁铁穿过线圈的过程，两次线圈内磁通量的变化量均相同，故C错误； D．由于磁铁一直相对于线圈向下运动，根据“来拒去留”推论可知，磁体所受的磁场力一直向上，故D错误。 故选AB。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）空间内有一匀强磁场，磁感线方向竖直向下： (1)在磁场中放入一根长、与磁场方向垂直的直导线，让导线中通过的电流，这段导线受到的磁场力为。求该磁场的磁感应强度大小。 (2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈，线圈平面与水平方向夹角，线圈平面面积，穿过线圈的磁通量为多少？若将线圈以为轴顺时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？若将线圈以为轴逆时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？ 【答案】(1)2T (2)，1.2Wb，0.4Wb 【详解】（1）由磁感应强度的定义式得（3分） （2）线圈在垂直磁场方向上的投影面积 穿过线圈的磁通量（1分） 线圈以为轴顺时针方向转过后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量（1分） 故磁通量的变化量大小为（2分） 线圈以为轴逆时针方向转过后变为与磁场方向平行，线圈在垂直磁场方向上的投影面积为0，故此时通过线圈的磁通量（1分） 故磁通量的变化量（2分） 14．（10分）如图所示，在粗螺线管中心轴线上垂直放置一根转轴，截面积为S的单匝闭合线圈与水平面的夹角为30°，螺线管与电源和滑动变阻器相连，开关始终处于闭合状态，螺线管中形成匀强磁场，电流越大，磁场越强，初始时刻管内磁场的磁感应强度大小为B。 (1)指出螺线管磁场的方向。 (2)求初始时刻穿过线圈的磁通量。 (3)当滑动变阻器的滑片向左滑动时，磁感应强度随时间变化规律为B＝（2＋3t）T，S＝10 cm2，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？ 【答案】(1)螺线管内部磁场的方向从左向右，外部磁场方向从右向左 (2) (3) 【详解】（1）依据右手螺旋定则，结合题目中的图，电流沿逆时针方向，可知螺线管内部磁场的方向从左向右，外部磁场方向从右向左。（2分） （2）初始时刻线圈与水平面的夹角为30°，磁场的磁感应强度大小为B，依据磁通量公式得 （3分） （3）当滑动变阻器的滑片向左滑动时，流过线圈的电流增加，导致穿过单匝闭合线圈的磁通量增加，磁感应强度随时间的变化规律为，则在第3 s内磁感应强度变化为 （2分） 故在第3s内穿过线圈的磁通量变化量大小为 （3分） 15．（18分）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 （2分） 代入解得此时穿过金属框的磁通量为 （2分） （2）若向纸面外转动，则 （1分） 所以磁通量的变化量为 （2分） 若向纸面外转动，则 （1分） 所以磁通量的变化量为 （2分） （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 （2分） 此时穿过金属框的磁通量 （2分） 且 （2分） 联立可得磁感应强度B与时间t之间的关系式 （2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第十三章·提升卷 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D B D C C B C BD BD CD 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．控制变量法 （1分） 保护电路（1分） （2分） 0.23 （2分） 38（2分） 12．(1)AD（3分） (2)向上远离（2分） (3)AB（3分） 三、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）（1）由磁感应强度的定义式得（3分） （2）线圈在垂直磁场方向上的投影面积 穿过线圈的磁通量（1分） 线圈以为轴顺时针方向转过后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量（1分） 故磁通量的变化量大小为（2分） 线圈以为轴逆时针方向转过后变为与磁场方向平行，线圈在垂直磁场方向上的投影面积为0，故此时通过线圈的磁通量（1分） 故磁通量的变化量（2分） 14．（10分）（1）当托盘上不放重物时，根据闭合电路的欧姆定律可得（1分） 代入数据解得 则金属杆的电阻（1分） 金属杆单位长度的电阻（2分） （2）当托盘中放置重力为G的重物时，金属杆接入电路中的长度为，根据胡克定律可得（1分） 设电压表的示数为U,根据闭合电路的欧姆定律可得（1分） 金属杆接入电路中的电阻（1分） 联立解得（1分） 当时，物体的重力最大，则有（1分） 即重力可测范围为 （3）电压表的一个电压和一个重力相对应，则有电压表在电源内阻变化前后的电路中分压应该相同，则有（1分） 解得（1分） 15．（18分） （1）当闭合时，只有接入电路，对应高温挡功率 由（2分） 得（1分） （2）这段时间内电熨斗的平均功率（1分） 因为，所以这段时间内电熨斗在100W到500W之间切换； 设电熨斗在下工作时间为t，则有（2分） 已知、、，代入可得（1分） 即电熨斗在下工作了420s，在下工作了180s。（1分） （3）由题干可知室温为，电熨斗表面为，则温差 观察图像丁可知，在温差为下电熨斗每秒钟散失的热量为400J，则损失热量的功率为（2分） 要想保持电熨斗表面温度不变，则电熨斗的加热功率，电路丙中消耗的总功率（2分） 已知、、 代入可得（2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第十三章·提升卷 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应，一个可自由转动的小磁针放在金属导线正下方，导线两端与一电池相连，接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。下列说法正确的是（　　） A．接通电源前，小磁针N极指向地理南极 B．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从右向左 C．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向外转 D．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转 2．心脏手术中，人工心脏泵可短时间代替心脏工作，推动血液循环。该装置的示意图如图所示，永磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈AB与活塞柄作为整体会与左侧磁体相互作用，从而带动活塞运动，活塞简通过阀门与血管相通，阀门只能向外开启，阀门只能向内开启，关于其工作原理，下列说法正确的是（　　） A．若使血液流入活塞筒，则电流应从线圈B端流入 B．该装置利用了电流的磁效应 C．若给线圈通入稳恒直流电，人工心脏泵也能正常工作 D．人工心脏泵的工作原理与发电机工作原理相似 3．亥姆霍兹线圈由一对完全相同的正对平行放置的圆形导线圈组成，如图所示，虚线为过两线圈圆心的轴线，为关于轴线对称的两点，点为两线圈圆心连线的中点。当两个线圈通入如图所示大小相等、方向相同的电流时，下列说法正确的是（　　） A．两个线圈之间存在互相排斥的力 B．点处磁感应强度方向水平向左 C．点和点处的磁感应强度大小不同 D．若带电粒子以一定初速度飞入该磁场中，可能做直线运动 4．如图所示，边长为L的正方形的四个顶点固定四根垂直纸面方向的长直导线，电流的方向如图，已知通电直导线在周围空间某点产生的磁感应强度大小为，I为通电直导线中的电流，r为空间某点到直导线的距离。已知a、c中的电流强度大小均为2I0，b、d中电流强度大小均为I0，此时正方形中心O点的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是（　　） A．导线a在O点产生的磁感应强度大小为 B．导线b在O点产生的磁感应强度大小为B0 C．仅移走a处的通电直导线，O点的磁感应强度大小为 D．仅移走b处的通电直导线，O点的磁感应强度大小为 5．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，则下列有关穿过平面的磁通量的情况表述正确的是（　　）    A．磁通量有正负，所以是矢量 B．若使框架绕转过60°角，磁通量为 C．若框架从初始位置绕转过90°角，磁通量为0 D．若框架从初始位置绕转过180°角，磁通量变化量为0 6．电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。图中能说明这一原理的是（　　） A．通电导体在磁场中受到安培力 B．导体棒切割磁感线产生感应电流 C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关 D．通电导体周围存在磁场 7．如图所示，铯133原子基态有两个超精细能级，国际计量大会将铯133原子基态超精细能级间跃迁对应辐射电磁波的9192631770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400nm~700nm，光速为，则（　　） A．秒在国际单位制中是个导出单位 B．该跃迁辐射出的电磁波波长在可见光波长范围内 C．该跃迁辐射出的电磁波频率比可见光的频率低 D．该跃迁辐射出的电磁波在真空中传播比光速小 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，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 D．导线C中的电流大小为 9．如图所示，M、N是纸面内一椭圆的两个焦点，两根互相平行的长直导线分别过M、N两点，且导线与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。O是椭圆的中心，a、c是椭圆的长轴与椭圆的交点，b、d是椭圆的短轴与椭圆的交点，关于a、b、c、d、O处的磁场，下列说法正确的是（　　） A．O点处的磁感应强度为零 B．a、c两处的磁感应强度相同 C．a、d两处的磁感应强度相同 D．在bd连线上，O点处的磁感应强度最大 10．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，则（　　） A．为了使电吉他能正常工作，尽量选用电 阻率小的铜质弦 B．取走磁体，电吉他仍能正常工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D．弦上下振动或则后振动，均能在线圈中 产生感应电流 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．某实验小组准备定量探究直线电流周围磁场的决定因素。实验室提供了以下实验器材： A．电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.2Ω） B．直导线（长度适宜、阻值约为3Ω） C．滑动变阻器R（0~15Ω，额定电流为2A） D．定值电阻 E.电源（电动势为E=3.0V，内阻很小） F.磁传感器和测试仪 G.开关S和导线若干 （1）实验设计和电路连接 ①磁传感器和测试仪可以测定空间中某点磁场的强弱，该小组猜测直导线周围的磁场强弱可能跟电流强度I以及场点到直导线的距离r有关，为完成实验定量探究，他们应该采用的实验方法为 。 ②实验电路中，连接定值电阻R0的目的是 。 ③如图甲所示为已正确连接的部分电路，为定量测量直导线周围磁场的磁感应强度，请用笔画线代替导线，完成图甲中剩余实验器件的连接 。 （2）探究磁感应强度B与电流强度Ⅰ的关系 ①闭合开关S，保持磁传感器位置不变，记录电流表读数I和磁传感器及测试仪的读数B，电流表示数如图乙所示，该读数为 A。 ②改变滑动变阻器滑片的位置，重复①中操作。 ③在B-I坐标系中描点作图如图丙所示，可知磁感应强度B与电流强度I成正比，图线的斜率为 μT/A（结果保留两位有效数字）。 （3）探究磁感应强度B与场点到直导线距离r的关系 保持电路中电流不变，改变场点位置，测得磁感应强度B与场点到直导线距离r成反比关系。 12．某同学在做“探究感应电流产生的条件”实验中，先将灵敏电流计连接在图甲所示的电路中，如图甲所示。 (1)下列实验操作过程说法正确的是________。 A．开关闭合后，线圈A插入线圈B过程或从线圈B中拔出过程，都会引起电表的指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均不会偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转 (2)为了探究影响感应电流方向的因素，该同学先确定了灵敏电流表G的偏转方向与电流方向的关系，发现按图乙所示电路接通时，电流表的指针向左偏转。接着他将灵敏电流表G与一螺线管相连，某次磁铁运动时，电流表指针向右偏转，如图丙所示，则可判断此次条形磁铁的运动情况是 （填“向上远离”或“向下靠近”）。 (3)该同学发现在做向线圈插入条形磁铁的实验中，插入的速度越快，电流表的偏转角度越大，他通过图丁实验装置继续探究感应电流的大小的影响因素。将一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。将一条形磁铁从铜线圈上端不同高度沿中轴线由静止释放，两次实验中分别得到了如图1、2所示的电流随时间变化的图线，若忽略空气阻力，下列说法正确的是________。 A．在磁铁穿过线圈的过程中，两次线圈内磁通量的变化量相同 B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，产生的感应电流峰值越大 C．若增加铜线圈匝数，在磁铁穿过线圈的过程，两次线圈内磁通量的变化量均增大 D．两次磁体受到的线圈的作用力都是先向上后向下 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）空间内有一匀强磁场，磁感线方向竖直向下： (1)在磁场中放入一根长、与磁场方向垂直的直导线，让导线中通过的电流，这段导线受到的磁场力为。求该磁场的磁感应强度大小。 (2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈，线圈平面与水平方向夹角，线圈平面面积，穿过线圈的磁通量为多少？若将线圈以为轴顺时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？若将线圈以为轴逆时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？ 14．（10分）如图所示，在粗螺线管中心轴线上垂直放置一根转轴，截面积为S的单匝闭合线圈与水平面的夹角为30°，螺线管与电源和滑动变阻器相连，开关始终处于闭合状态，螺线管中形成匀强磁场，电流越大，磁场越强，初始时刻管内磁场的磁感应强度大小为B。 (1)指出螺线管磁场的方向。 (2)求初始时刻穿过线圈的磁通量。 (3)当滑动变阻器的滑片向左滑动时，磁感应强度随时间变化规律为B＝（2＋3t）T，S＝10 cm2，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？ 15．（18分）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。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第十三章·提升卷 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应，一个可自由转动的小磁针放在金属导线正下方，导线两端与一电池相连，接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。下列说法正确的是（　　） A．接通电源前，小磁针N极指向地理南极 B．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从右向左 C．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向外转 D．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转 2．心脏手术中，人工心脏泵可短时间代替心脏工作，推动血液循环。该装置的示意图如图所示，永磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈AB与活塞柄作为整体会与左侧磁体相互作用，从而带动活塞运动，活塞简通过阀门与血管相通，阀门只能向外开启，阀门只能向内开启，关于其工作原理，下列说法正确的是（　　） A．若使血液流入活塞筒，则电流应从线圈B端流入 B．该装置利用了电流的磁效应 C．若给线圈通入稳恒直流电，人工心脏泵也能正常工作 D．人工心脏泵的工作原理与发电机工作原理相似 3．亥姆霍兹线圈由一对完全相同的正对平行放置的圆形导线圈组成，如图所示，虚线为过两线圈圆心的轴线，为关于轴线对称的两点，点为两线圈圆心连线的中点。当两个线圈通入如图所示大小相等、方向相同的电流时，下列说法正确的是（　　） A．两个线圈之间存在互相排斥的力 B．点处磁感应强度方向水平向左 C．点和点处的磁感应强度大小不同 D．若带电粒子以一定初速度飞入该磁场中，可能做直线运动 4．如图所示，边长为L的正方形的四个顶点固定四根垂直纸面方向的长直导线，电流的方向如图，已知通电直导线在周围空间某点产生的磁感应强度大小为，I为通电直导线中的电流，r为空间某点到直导线的距离。已知a、c中的电流强度大小均为2I0，b、d中电流强度大小均为I0，此时正方形中心O点的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是（　　） A．导线a在O点产生的磁感应强度大小为 B．导线b在O点产生的磁感应强度大小为B0 C．仅移走a处的通电直导线，O点的磁感应强度大小为 D．仅移走b处的通电直导线，O点的磁感应强度大小为 5．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，则下列有关穿过平面的磁通量的情况表述正确的是（　　）    A．磁通量有正负，所以是矢量 B．若使框架绕转过60°角，磁通量为 C．若框架从初始位置绕转过90°角，磁通量为0 D．若框架从初始位置绕转过180°角，磁通量变化量为0 6．电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。图中能说明这一原理的是（　　） A．通电导体在磁场中受到安培力 B．导体棒切割磁感线产生感应电流 C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关 D．通电导体周围存在磁场 7．如图所示，铯133原子基态有两个超精细能级，国际计量大会将铯133原子基态超精细能级间跃迁对应辐射电磁波的9192631770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400nm~700nm，光速为，则（　　） A．秒在国际单位制中是个导出单位 B．该跃迁辐射出的电磁波波长在可见光波长范围内 C．该跃迁辐射出的电磁波频率比可见光的频率低 D．该跃迁辐射出的电磁波在真空中传播比光速小 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，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 D．导线C中的电流大小为 9．如图所示，M、N是纸面内一椭圆的两个焦点，两根互相平行的长直导线分别过M、N两点，且导线与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。O是椭圆的中心，a、c是椭圆的长轴与椭圆的交点，b、d是椭圆的短轴与椭圆的交点，关于a、b、c、d、O处的磁场，下列说法正确的是（　　） A．O点处的磁感应强度为零 B．a、c两处的磁感应强度相同 C．a、d两处的磁感应强度相同 D．在bd连线上，O点处的磁感应强度最大 10．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，则（　　） A．为了使电吉他能正常工作，尽量选用电 阻率小的铜质弦 B．取走磁体，电吉他仍能正常工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D．弦上下振动或则后振动，均能在线圈中 产生感应电流 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．某实验小组准备定量探究直线电流周围磁场的决定因素。实验室提供了以下实验器材： A．电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.2Ω） B．直导线（长度适宜、阻值约为3Ω） C．滑动变阻器R（0~15Ω，额定电流为2A） D．定值电阻 E.电源（电动势为E=3.0V，内阻很小） F.磁传感器和测试仪 G.开关S和导线若干 （1）实验设计和电路连接 ①磁传感器和测试仪可以测定空间中某点磁场的强弱，该小组猜测直导线周围的磁场强弱可能跟电流强度I以及场点到直导线的距离r有关，为完成实验定量探究，他们应该采用的实验方法为 。 ②实验电路中，连接定值电阻R0的目的是 。 ③如图甲所示为已正确连接的部分电路，为定量测量直导线周围磁场的磁感应强度，请用笔画线代替导线，完成图甲中剩余实验器件的连接 。 （2）探究磁感应强度B与电流强度Ⅰ的关系 ①闭合开关S，保持磁传感器位置不变，记录电流表读数I和磁传感器及测试仪的读数B，电流表示数如图乙所示，该读数为 A。 ②改变滑动变阻器滑片的位置，重复①中操作。 ③在B-I坐标系中描点作图如图丙所示，可知磁感应强度B与电流强度I成正比，图线的斜率为 μT/A（结果保留两位有效数字）。 （3）探究磁感应强度B与场点到直导线距离r的关系 保持电路中电流不变，改变场点位置，测得磁感应强度B与场点到直导线距离r成反比关系。 12．某同学在做“探究感应电流产生的条件”实验中，先将灵敏电流计连接在图甲所示的电路中，如图甲所示。 (1)下列实验操作过程说法正确的是________。 A．开关闭合后，线圈A插入线圈B过程或从线圈B中拔出过程，都会引起电表的指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均不会偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转 (2)为了探究影响感应电流方向的因素，该同学先确定了灵敏电流表G的偏转方向与电流方向的关系，发现按图乙所示电路接通时，电流表的指针向左偏转。接着他将灵敏电流表G与一螺线管相连，某次磁铁运动时，电流表指针向右偏转，如图丙所示，则可判断此次条形磁铁的运动情况是 （填“向上远离”或“向下靠近”）。 (3)该同学发现在做向线圈插入条形磁铁的实验中，插入的速度越快，电流表的偏转角度越大，他通过图丁实验装置继续探究感应电流的大小的影响因素。将一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。将一条形磁铁从铜线圈上端不同高度沿中轴线由静止释放，两次实验中分别得到了如图1、2所示的电流随时间变化的图线，若忽略空气阻力，下列说法正确的是________。 A．在磁铁穿过线圈的过程中，两次线圈内磁通量的变化量相同 B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，产生的感应电流峰值越大 C．若增加铜线圈匝数，在磁铁穿过线圈的过程，两次线圈内磁通量的变化量均增大 D．两次磁体受到的线圈的作用力都是先向上后向下 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）空间内有一匀强磁场，磁感线方向竖直向下： (1)在磁场中放入一根长、与磁场方向垂直的直导线，让导线中通过的电流，这段导线受到的磁场力为。求该磁场的磁感应强度大小。 (2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈，线圈平面与水平方向夹角，线圈平面面积，穿过线圈的磁通量为多少？若将线圈以为轴顺时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？若将线圈以为轴逆时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？ 14．（10分）如图所示，在粗螺线管中心轴线上垂直放置一根转轴，截面积为S的单匝闭合线圈与水平面的夹角为30°，螺线管与电源和滑动变阻器相连，开关始终处于闭合状态，螺线管中形成匀强磁场，电流越大，磁场越强，初始时刻管内磁场的磁感应强度大小为B。 (1)指出螺线管磁场的方向。 (2)求初始时刻穿过线圈的磁通量。 (3)当滑动变阻器的滑片向左滑动时，磁感应强度随时间变化规律为B＝（2＋3t）T，S＝10 cm2，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？ 15．（18分）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。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $