第十三章　电磁感应与电磁波初步 复习与检测 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理讲义通过知识网络与表格系统构建电磁感应与电磁波初步的复习体系，梳理磁场、电磁感应、电磁波等核心内容。用表格呈现磁感应强度、安培力、磁通量等概念要点，知识网络清晰展现重难点如感应电流条件、电磁波谱的内在联系。 讲义亮点在于分层练习设计，包含单选、实验探究等题型，如“天眼”磁通量计算（科学思维）、“探究感应电流条件”实验（科学探究），结合5G、空间站等实例培养物理观念与科学态度。帮助学生巩固基础提升能力，为教师精准教学提供支持。

高中物理必修3第十三章电磁感应与电磁波初步复习与检测 第1部分 电磁感应与电磁波初步复习 课标要求 核心考点 核心素养对接 1.能列举磁现象在生产生活中的应用.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响.关注与磁相关的现代技术发展. 2.通过实验，认识磁场.了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场.体会物理模型在探索自然规律中的作用. 3.通过实验，认识安培力.能判断安培力的方向，会计算安培力的大小.了解安培力在生产生活中的应用. 4.知道磁通量.通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件.知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响. 5.探究产生感应电流的产生条件。 6.通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性.通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响. 7.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求. 8.认识电磁波谱.知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。知道热辐射，掌握普朗克能量子假设 安培定则的应用、磁场的叠加 1.物理观念：理解磁感应强度、磁感线、安培力、磁通量等概念；掌握安培定则、左手定则、右手定则的应用方法；建立磁场的物质观念，运动与相互作用观念及能量观念.知道电磁场和电磁波的概念，认识电磁波谱. 2.科学思维：通过电场与磁场的类比，培养科学思维；掌握安培力的应用方法. 3.科学探究：体会奥斯特实验的物理思想和重要意义，通过探究影响通电导线在磁场中受力的因素，理解磁感应强度.观察、分析电磁感应现象，探究、论证产生感应电流的条件. 4.科学态度与责任：了解我国古代人民对磁现象的认识与贡献，电磁技术在现代科技中的应用.通过了解电磁感应的实际应用，体会科技进步对人类生活和社会发展的重要影响，增强社会责任感.领会在发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法，体会赫兹实验证明电磁波存在的重大意义.了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献.领会物理实验对物理学发展的基础意义. 安培力的分析与计算 磁通量的计算，产生感应电流的条件。 电磁波 命题分析预测 本部分内容为磁场、电磁感应、量子论的基础，电磁感应现象的分析与判断、单独考查时难度不大，多为选择题..磁场、电磁感应现象在生产生活中有着广泛的应用，一些相关的生活化的素材将是高考命题的热点素材. 知识网络 知识点解读 1.磁场、磁感线、磁感应强度 磁场的基本性质 磁场对处于其中的磁体、通电导体和运动电荷有力的作用 磁感应强度 物理意义 描述磁场的强弱和方向　 定义式 B＝（通电导线垂直于磁场） 方向 小磁针静止时N极所指的方向 单位 　特斯拉　（T） 磁感线的特点 （1）磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向 （2）磁感线的疏密程度定性地表示磁场的强弱　 （3）磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，由N极　指向S极；在磁体内部，由S极指向N极　 （4）同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切 （5）磁感线是假想的线，客观上并不存在 磁场的叠加 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解 2.两种特殊磁场：匀强磁场和地磁场 示意图 特点 匀强磁场 磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线 地磁场 ①地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示； ②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度的大小相等，且方向水平向北； ③地磁场在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量 3.几种常见的磁场 （1）常见磁体的磁场分布 （2）电流的磁场——应用安培定则（右手螺旋定则）判断 项目 实物图 立体图 纵截面图 通电直导线 通电螺线管 环形电流 4. .电磁感应现象 4.电磁波 5 热辐射和能量子 （1） 周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射. （2） 热辐射特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同. （3） 能量子：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子.能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量.h＝6.626×10－34J·s（一般取h＝6.63×10－34J·s）. 第2部分 电磁感应与电磁波初步检测题 第十三章　电磁感应与电磁波初步 全卷满分100分　考试用时90分钟 一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)　　　　　　　　　　　　　　 1.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是(　　) A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息 B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 2.我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术,目前处于世界领先水平。与4G相比,5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比,5G使用的电磁波(　　) A.波长更长 B.能量子的能量更小 C.能量子的能量更大 D.传播速度更快 3.我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“天眼”。如图所示,“天眼”的“眼眶”所围圆面积为S,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,与“眼眶”平面垂直、平行的分量分别为B1、B2,则(　　) A.穿过“眼眶”的磁通量大小为BS B.穿过“眼眶”的磁通量大小为B2S C.在地球自转180°的过程中,穿过“眼眶”磁通量的变化量为0 D.在地球自转180°的过程中,穿过“眼眶”磁通量的变化量为2B1S 4.如图所示,在直角三角形abc中,∠c=30°,d是ac的中点,在b、c两点放有垂直纸面的直导线,导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流,则此时d点的磁感应强度的方向为(　　) A.竖直向上　　　B.竖直向下 C.水平向右　　　D.水平向左 5.下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是(　　) 6.市面上有一种有趣的磁浮玩具,打开电源后,磁性玩偶会稳定地漂浮起来,其内部构造如图所示,其中滑动变阻器接入电路的阻值可改变,则下列说法正确的是(　　) A.该玩具的电源必须是交流电源 B.a端应接电源正极 C.软铁内的磁感线朝向上方 D.滑动变阻器的滑片向下滑动,玩偶的高度会上升 7.如图所示,通以相同电流的两根直导线平行放置在水平桌面上且关于虚线对称,一矩形线圈abcd从A位置运动到关于虚线对称的B位置过程中,下列说法正确的是(　　) A.在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下 B.在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上 C.从A到B穿过线圈的磁通量先减小再增大 D.从A到B穿过线圈的磁通量一直增大 8.如图所示为棱长为d的正方体,O为DE上的一点,OE=d,在FE、ND两棱放置足够长的直导线,通有大小相等的电流I,电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时,其周围磁场的磁感应强度B大小与到直导线的距离r成反比(B=k, 式中k为常量)。图中O、Q两点处的磁感应强度大小之比为(　　) A.∶∶ C.1∶3　　　D.3∶1 二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 9.红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比,具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列说法中正确的是(　　) A.红外测温枪利用了一切物体都在不停地辐射红外线,而且辐射红外线的强度与温度有关,温度越高,辐射红外线强度就越大 B.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线 C.红外线也属于电磁波,其波长比红光长 D.爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点 8. 2025年9月6日,我们在电视中看到神舟二十号航天员走出离地面高约为400 km的中国空间站,进行约6小时的出舱活动。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的。下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.电磁波波长越长,其能量子的能量越小 B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波 C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014 s D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论 11.以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是(　　) 　　 　　 A.图甲中闭合开关S瞬间,与线圈P连接的电流计的指针发生偏转 B.图乙中电流方向如图所示,则铁环中心O点的磁场垂直纸面向外 C.图丙中当电流从B流入时小磁体向下运动,则小磁体下端为N极 D.图丁中水平圆环从M向L运动的过程中,穿过圆环的磁通量先增大后减小 12.如图甲所示,面积为S的单匝矩形闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'匀速转动,匀强磁场的磁感应强度大小为B,穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 　　　 A.在t=时,穿过线圈的磁通量大小为BS B.在t=时,磁场方向与线圈所在平面垂直 C.线圈从图甲所示的位置转过60°,穿过线圈的磁通量大小为BS D.在t=时刻和t=时刻,穿过线圈的磁通量相同 三、非选择题(本题共6小题,共60分) 13.(6分)如图为“探究感应电流产生的条件”实验装置。 (1)请在图中用实线将所缺的导线补接完整。根据你的连线,在闭合开关S前,滑片P应置于滑动变阻器的　　　(选填“最左端”“中间”或“最右端”)。  (2)在完成“探究感应电流产生的条件”这一实验后,接下来继续使用这一实验装置进行“研究磁通量变化时感应电流的方向”这一实验。闭合开关S,使A放置在B线圈中保持静止,减小滑动变阻器接入电路中的阻值,观察到灵敏电流计G的指针向左偏转。根据这一现象判断,当A线圈相对B线圈向上运动时,灵敏电流计的指针　　　　(选填“向左”或“向右”)偏转。  14.(8分)图中虚线框内存在一沿水平方向且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的磁场力,来测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长,E为直流电源,R为电阻箱,A为电流表,S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 (1)在图中画线连接成实验电路图。 (2)完成下列主要实验步骤中的填空。 ①按图接线。 ②保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状态,然后用天平称出细沙的质量m1。 ③闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D　　　　　　　　,然后读出　　　　　　　　,并用天平称出此时细沙的质量m2。  ④用米尺测量D的底边长度L。 (3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B=　　　　。  15.(10分)某广播电台的发射功率为10 kW,发射的是在空气中波长为187.5 m的电磁波,则:(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s)(结果均保留2位有效数字) (1)该电台每秒从天线发射多少个能量子? (2)若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的,求在离天线2.5 km处、直径为2 m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率。 16.(10分)某校物理兴趣小组用图示装置估测磁体附近的磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上,如图甲所示(小磁针未画出)。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,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成30°角的方向,其俯视图如图乙所示,已知该实验所在地面处地磁场的磁感应强度的水平分量为3×10-5 T。 (1)请在图上标明螺线管导线的绕向; (2)求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小(画出必要的矢量示意图;计算结果保留3位有效数字)。 　　　 17.(12分)如图所示,abcd是边长L=20 cm的正方形金属框,匀强磁场区域右边界MP与水平线MN间的夹角θ=45°,磁感应强度B=0.01 T,方向垂直纸面向外,磁场区域范围足够大,此时M点位于cd边的中点。 (1)求图示位置穿过金属框的磁通量Φ; (2)若将金属框以bc为轴,向纸面外转动180°,求磁通量的变化量ΔΦ; (3)以线框处于图示位置为计时起点,线框向左以速度v=0.2 m/s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,则磁感应强度B随时间t变化的关系式是什么? 18.(14分)如图所示,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置,三根导线及坐标原点恰好位于边长为a的正方形的四个顶点上,L1与L2中的电流均为2I,方向均垂直于纸面向外,L3中的电流为I,方向垂直于纸面向里。已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距离导线r处的磁感应强度B=k(式中k为常量)。求原点O处的磁感应强度B的大小和方向。 答案与解析 第十三章　电磁感应与电磁波初步 1.A 2.C 3.C 4.A 5.D 6.B 7.C 8.B 9.AC 10.AD 11.AD 12.BC 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理必修3第十三章电磁感应与电磁波初步复习与检测 第1部分 电磁感应与电磁波初步复习 课标要求 核心考点 核心素养对接 1.能列举磁现象在生产生活中的应用.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响.关注与磁相关的现代技术发展. 2.通过实验，认识磁场.了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场.体会物理模型在探索自然规律中的作用. 3.通过实验，认识安培力.能判断安培力的方向，会计算安培力的大小.了解安培力在生产生活中的应用. 4.知道磁通量.通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件.知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响. 5.探究产生感应电流的产生条件。 6.通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性.通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响. 7.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求. 8.认识电磁波谱.知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。知道热辐射，掌握普朗克能量子假设 安培定则的应用、磁场的叠加 1.物理观念：理解磁感应强度、磁感线、安培力、磁通量等概念；掌握安培定则、左手定则、右手定则的应用方法；建立磁场的物质观念，运动与相互作用观念及能量观念.知道电磁场和电磁波的概念，认识电磁波谱. 2.科学思维：通过电场与磁场的类比，培养科学思维；掌握安培力的应用方法. 3.科学探究：体会奥斯特实验的物理思想和重要意义，通过探究影响通电导线在磁场中受力的因素，理解磁感应强度.观察、分析电磁感应现象，探究、论证产生感应电流的条件. 4.科学态度与责任：了解我国古代人民对磁现象的认识与贡献，电磁技术在现代科技中的应用.通过了解电磁感应的实际应用，体会科技进步对人类生活和社会发展的重要影响，增强社会责任感.领会在发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法，体会赫兹实验证明电磁波存在的重大意义.了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献.领会物理实验对物理学发展的基础意义. 安培力的分析与计算 磁通量的计算，产生感应电流的条件。 电磁波 命题分析预测 本部分内容为磁场、电磁感应、量子论的基础，电磁感应现象的分析与判断、单独考查时难度不大，多为选择题..磁场、电磁感应现象在生产生活中有着广泛的应用，一些相关的生活化的素材将是高考命题的热点素材. 知识网络 知识点解读 1.磁场、磁感线、磁感应强度 磁场的基本性质 磁场对处于其中的磁体、通电导体和运动电荷有力的作用 磁感应强度 物理意义 描述磁场的强弱和方向　 定义式 B＝（通电导线垂直于磁场） 方向 小磁针静止时N极所指的方向 单位 　特斯拉　（T） 磁感线的特点 （1）磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向 （2）磁感线的疏密程度定性地表示磁场的强弱　 （3）磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，由N极　指向S极；在磁体内部，由S极指向N极　 （4）同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切 （5）磁感线是假想的线，客观上并不存在 磁场的叠加 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解 2.两种特殊磁场：匀强磁场和地磁场 示意图 特点 匀强磁场 磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线 地磁场 ①地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示； ②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度的大小相等，且方向水平向北； ③地磁场在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量 3.几种常见的磁场 （1）常见磁体的磁场分布 （2）电流的磁场——应用安培定则（右手螺旋定则）判断 项目 实物图 立体图 纵截面图 通电直导线 通电螺线管 环形电流 4. .电磁感应现象 4.电磁波 5 热辐射和能量子 （1） 周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射. （2） 热辐射特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同. （3） 能量子：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子.能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量.h＝6.626×10－34J·s（一般取h＝6.63×10－34J·s）. 第2部分 电磁感应与电磁波初步检测题 第十三章　电磁感应与电磁波初步 全卷满分100分　考试用时90分钟 一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)　　　　　　　　　　　　　　 1.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是(　　) A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息 B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 【答案】B 【解析】电磁波可以传递信息,声波也可以传递信息，A错误；手机在通话时，人发出的声波通过麦克风转化成电流，再通过电磁波发射出去，所以手机通话涉及的波既有电磁波又有声波，B正确；太阳光中的可见光传播速度为光速，医院“B超”中的超声波传播速度为声速，远小于光速，C错误；遥控器发出的红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长，D错误。 2.我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术,目前处于世界领先水平。与4G相比,5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比,5G使用的电磁波(　　) A.波长更长 B.能量子的能量更小 C.能量子的能量更大 D.传播速度更快 答案 C　 解析 由题知,与4G相比,5G通信使用的电磁波频率更高,已知电磁波的波长与频率的关系为λ=,由此可知5G使用的电磁波波长更短,A错误;已知能量子的能量ε=hν,则与4G相比,5G使用的电磁波能量子的能量更大,B错误,C正确;真空中,各频率的电磁波的传播速度相等,为3×108 m/s,D错误。 3.我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“天眼”。如图所示,“天眼”的“眼眶”所围圆面积为S,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,与“眼眶”平面垂直、平行的分量分别为B1、B2,则(　　) A.穿过“眼眶”的磁通量大小为BS B.穿过“眼眶”的磁通量大小为B2S C.在地球自转180°的过程中,穿过“眼眶”磁通量的变化量为0 D.在地球自转180°的过程中,穿过“眼眶”磁通量的变化量为2B1S 答案 C　 解析 穿过某平面的磁通量Φ=BS,S为垂直磁场方向的面积,故穿过“眼眶”的磁通量大小为Φ=B1S,A、B错误;在地球自转180°的过程中,“眼眶”相对地磁场静止,穿过“眼眶”磁通量的变化量为0,C正确,D错误。 4.如图所示,在直角三角形abc中,∠c=30°,d是ac的中点,在b、c两点放有垂直纸面的直导线,导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流,则此时d点的磁感应强度的方向为(　　) A.竖直向上　　　B.竖直向下 C.水平向右　　　D.水平向左 .答案 A　 解析 在b、c两点放有垂直纸面的直导线,导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流,根据安培定则可知,b、c两点处的电流在d点产生的磁感应强度方向如图所示,根据平行四边形定则结合图中几何关系可知,d点的磁感应强度方向竖直向上,选A。 5.下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是(　　) .答案 A　 解析 图A中开关闭合稳定后线圈N中磁通量不变化，线圈N中没有感应电流，A正确。 6.市面上有一种有趣的磁浮玩具,打开电源后,磁性玩偶会稳定地漂浮起来,其内部构造如图所示,其中滑动变阻器接入电路的阻值可改变,则下列说法正确的是(　　) A.该玩具的电源必须是交流电源 B.a端应接电源正极 C.软铁内的磁感线朝向上方 D.滑动变阻器的滑片向下滑动,玩偶的高度会上升 6.答案 B　 解析 由题可知,磁性玩偶稳定地飘浮起来,且下端为S极,则通电线圈的上端为S极,根据安培定则可得,a端为电源的正极,即电源通的是直流电,A错误,B正确;由通电线圈的上端为S极,知软铁内的磁感线朝向下方,C错误;若滑动变阻器的滑片向下滑动,其接入电路的电阻增大,则线圈中的电流减小,磁场减弱,玩偶的高度会下降,D错误。 7.如图所示,通以相同电流的两根直导线平行放置在水平桌面上且关于虚线对称,一矩形线圈abcd从A位置运动到关于虚线对称的B位置过程中,下列说法正确的是(　　) A.在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下 B.在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上 C.从A到B穿过线圈的磁通量先减小再增大 D.从A到B穿过线圈的磁通量一直增大 7.答案 C　 解析 根据安培定则和磁场的叠加原理可知,在两根直导线之间虚线位置的磁感应强度为0,两直导线之间的区域,虚线左侧磁场方向向下,虚线右侧磁场方向向上,可知在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上,在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下,A、B错误;从A到B,磁感应强度先减小后增大,则从A到B穿过线圈的磁通量先减小再增大,C正确,D错误。 8.如图所示为棱长为d的正方体,O为DE上的一点,OE=d,在FE、ND两棱放置足够长的直导线,通有大小相等的电流I,电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时,其周围磁场的磁感应强度B大小与到直导线的距离r成反比(B=k, 式中k为常量)。图中O、Q两点处的磁感应强度大小之比为(　　) A.∶∶ C.1∶3　　　D.3∶1 8. 答案 B　 解析 两根通电导线在Q点产生的磁感应强度大小均为B1=k,且磁场方向相互垂直,所以BQ=;通电导线EF在O点产生的磁感应强度大小为k,通电导线DN在O点产生的磁感应强度大小为k,两个磁场方向垂直,所以BO=·,可得BO∶BQ=,选B。 二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 9.红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比,具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列说法中正确的是(　　) A.红外测温枪利用了一切物体都在不停地辐射红外线,而且辐射红外线的强度与温度有关,温度越高,辐射红外线强度就越大 B.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线 C.红外线也属于电磁波,其波长比红光长 D.爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点 9.答案 解析 物体都在不停地辐射红外线,而且辐射红外线的强度与温度有关,温度越高,辐射红外线的强度就越大,红外测温枪就是利用这一特点工作的,A正确,B错误;红外线属于电磁波,其波长比红光长,C正确;普朗克在研究黑体辐射时,最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点,D错误。 9. 2025年9月6日,我们在电视中看到神舟二十号航天员走出离地面高约为400 km的中国空间站,进行约6小时的出舱活动。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的。下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.电磁波波长越长,其能量子的能量越小 B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波 C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014 s D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论 答案 AD　 解析 由ε=hν=h可知,电磁波波长越长,其能量子的能量越小,A正确;根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的磁场或电场周围产生恒定的电场或磁场,不会产生电磁波,B错误;电磁波在真空中传播的速度v=3.0×108 m/s,空间站到地球表面的距离约为s=4×105 m,则电磁波从空间站传播到地面接收站所用的时间约为t= s≈0.001 3 s,C错误;麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到电磁波,从而证明了电磁波的存在,D正确。 11.以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是(　　) 　　 　　 A.图甲中闭合开关S瞬间,与线圈P连接的电流计的指针发生偏转 B.图乙中电流方向如图所示,则铁环中心O点的磁场垂直纸面向外 C.图丙中当电流从B流入时小磁体向下运动,则小磁体下端为N极 D.图丁中水平圆环从M向L运动的过程中,穿过圆环的磁通量先增大后减小 11.答案 AD　 解析 题图甲中,闭合开关S的瞬间,线圈M中产生向左的磁场,穿过线圈P的磁通量增大,产生感应电流,与线圈P连接的电流计的指针发生偏转,A正确;题图乙中,对于左、右两个螺线管,分别由安培定则判断得上方均为N极,下方均为S极,所以环心O处的磁场竖直向下,B错误;题图丙中,当电流从B流入时,根据安培定则可知,电磁铁上端为N极,由于小磁体向下运动,知小磁体下端为S极,C错误;题图丁中,圆环向下运动的过程中,通过圆环的磁铁内部磁通量大于磁铁外部磁通量,圆环在磁铁中间时外部磁通量最小,净磁通量最大,则穿过圆环的磁通量先增大后减小,D正确。 12.如图甲所示,面积为S的单匝矩形闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'匀速转动,匀强磁场的磁感应强度大小为B,穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 　　　 A.在t=时,穿过线圈的磁通量大小为BS B.在t=时,磁场方向与线圈所在平面垂直 C.线圈从图甲所示的位置转过60°,穿过线圈的磁通量大小为BS D.在t=时刻和t=时刻,穿过线圈的磁通量相同 12.答案 BC　 解析 根据题图乙知Φ=Φm sin t=BS sin t,则在t=时,Φ=BS sin BS,A错误;在t=时,线圈转过90°,此时磁场方向与线圈所在平面垂直,B正确;线圈从图甲所示的位置转过60°,穿过线圈的磁通量Φ=BS sin BS,C正确;在t=时刻,穿过线圈的磁通量Φ=BS sin =BS,在t=时刻,穿过线圈的磁通量Φ=BS sin =-BS,可知,在t=时刻和t=时刻,穿过线圈的磁通量不相同,D错误。 三、非选择题(本题共6小题,共60分) 13.(6分)如图为“探究感应电流产生的条件”实验装置。 (1)请在图中用实线将所缺的导线补接完整。根据你的连线,在闭合开关S前,滑片P应置于滑动变阻器的　　　(选填“最左端”“中间”或“最右端”)。  (2)在完成“探究感应电流产生的条件”这一实验后,接下来继续使用这一实验装置进行“研究磁通量变化时感应电流的方向”这一实验。闭合开关S,使A放置在B线圈中保持静止,减小滑动变阻器接入电路中的阻值,观察到灵敏电流计G的指针向左偏转。根据这一现象判断,当A线圈相对B线圈向上运动时,灵敏电流计的指针　　　　(选填“向左”或“向右”)偏转。  14.(8分)图中虚线框内存在一沿水平方向且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的磁场力,来测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长,E为直流电源,R为电阻箱,A为电流表,S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 (1)在图中画线连接成实验电路图。 (2)完成下列主要实验步骤中的填空。 ①按图接线。 ②保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状态,然后用天平称出细沙的质量m1。 ③闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D　　　　　　　　,然后读出　　　　　　　　,并用天平称出此时细沙的质量m2。  ④用米尺测量D的底边长度L。 (3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B=　　　　。  15.(10分)某广播电台的发射功率为10 kW,发射的是在空气中波长为187.5 m的电磁波,则:(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s)(结果均保留2位有效数字) (1)该电台每秒从天线发射多少个能量子? (2)若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的,求在离天线2.5 km处、直径为2 m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率。 16.(10分)某校物理兴趣小组用图示装置估测磁体附近的磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上,如图甲所示(小磁针未画出)。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,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成30°角的方向,其俯视图如图乙所示,已知该实验所在地面处地磁场的磁感应强度的水平分量为3×10-5 T。 (1)请在图上标明螺线管导线的绕向; (2)求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小(画出必要的矢量示意图;计算结果保留3位有效数字)。 　　　 17.(12分)如图所示,abcd是边长L=20 cm的正方形金属框,匀强磁场区域右边界MP与水平线MN间的夹角θ=45°,磁感应强度B=0.01 T,方向垂直纸面向外,磁场区域范围足够大,此时M点位于cd边的中点。 (1)求图示位置穿过金属框的磁通量Φ; (2)若将金属框以bc为轴,向纸面外转动180°,求磁通量的变化量ΔΦ; (3)以线框处于图示位置为计时起点,线框向左以速度v=0.2 m/s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,则磁感应强度B随时间t变化的关系式是什么? 18.(14分)如图所示,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置,三根导线及坐标原点恰好位于边长为a的正方形的四个顶点上,L1与L2中的电流均为2I,方向均垂直于纸面向外,L3中的电流为I,方向垂直于纸面向里。已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距离导线r处的磁感应强度B=k(式中k为常量)。求原点O处的磁感应强度B的大小和方向。 答案与解析 第十三章　电磁感应与电磁波初步 1.A 2.C 3.C 4.A 5.D 6.B 7.C 8.B 9.AC 10.AD 11.AD 12.BC 13.答案　(1)图见解析(2分)　最左端(2分)　 (2)向右(2分) 解析　(1)连接电路如图所示 由图可以看出,滑动变阻器采用限流式接法,开关闭合之前,要将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大,即将滑片置于最左端。 (2)减小滑动变阻器接入电路中的阻值,流过A线圈的电流增大,穿过B线圈的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏转。当A线圈相对B线圈向上运动时,穿过B线圈的磁通量减小,则灵敏电流计的指针向右偏转。 14.答案　(1)见解析(2分) (2)重新处于平衡状态(2分)　电流表的示数I(2分) (3)(2分) 解析　(1)如图所示 (2)本题考查了磁场力作用下物体的平衡,利用平衡条件求解磁感应强度,故应使D重新处于平衡状态;两次细沙的重力之差与D的底边所受磁场力大小相等,磁场力与电流大小有关,故还需读出电流表的示数I。 (3)两次细沙的重力之差与D的底边所受磁场力大小相等,即BIL=|m2-m1|g,所以磁感应强度B=。 15.答案　(1)9.4×1030　(2)3.8×1023　4.0×10-4 W 解析　(1)每个能量子的能量 ε=hν= J=1.06×10-27 J(2分) 则电台每秒发射能量子数 N=≈9.4×1030(2分) (2)设球状天线每秒接收能量子数为n,以电台发射天线为球心,半径为R的球面积 S=4πR2(1分) 而球状天线的有效接收面积S'=πr2(1分) 所以n=N≈3.8×1023(2分) 接收功率P收=≈4.0×10-4 W(2分) 16.答案　(1)图见解析　(2)见解析 解析　(1)由于小磁针的北极指向磁感应强度的方向,未接通电源时,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,可知地磁场的磁感应强度的水平分量沿y轴正方向;当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成30°角的方向,可得螺线管在小磁针处产生的磁感应强度沿x轴正方向,故螺线管的右端为N极,根据安培定则作出螺线管导线的绕向如图所示。(5分) (2)设该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度为Bx,由题意知地磁场的磁感应强度的水平分量为By=3×10-5 T,小磁针处合磁感应强度B与y轴正方向成30°角,如图所示(2分) 根据矢量合成法则可得 tan 30°=(2分) 解得Bx=1.73×10-5 T(1分) 17.答案　(1)5×10-5 Wb　(2)-4×10-4 Wb　(3)Bt=(T) 解析　(1)以图示位置磁感线穿过金属框的方向为正方向,有效面积为 S=(1分) 则穿过金属框的磁通量Φ=BS=BL2=5×10-5 Wb(2分) (2)若将金属框以bc为轴,向纸面外转动180°,有效面积为 S'=L2-(1分) 穿过金属框的磁通量Φ'=-BS'=-(1分) 则磁通量的变化量ΔΦ=Φ'-Φ=-4×10-4 Wb(2分) (3)要使线框中不产生感应电流,穿过线框的磁通量不发生变化,则经任意时间t,线框运动的位移为x=vt(1分) 穿过金属框的磁通量为Φt=BtSt=Bt×(1分) 线框中不产生感应电流,有Φt=Φ(1分) 可得磁感应强度B随时间t变化的关系式是Bt=(T)(2分) 18.答案　　方向沿x轴负方向 学科网（北京）股份有限公司 $