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

第十三章 电磁感应与电磁波初步 (时间:75分钟　满分:100分) 一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分) 1.下列关于物理史实正确的是(　　) A.安培建立了场的概念并引入电场线和磁感线来形象直观描述电场和磁场 B.法拉第提出了右手螺旋定则来判断电流周围磁场的方向 C.奥斯特发现了电流的磁效应,首先建立了电和磁的联系 D.奥斯特发现了电流的磁效应,同时提出了分子电流假说,将磁体的磁场和电流的磁场归于相同本质——电荷的运动 2.下列说法正确的是(　　) A.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B.只有温度高的物体才会有热辐射 C.电磁波是一种物质,不能在真空中传播 D.一个物体所具有的能量是非量子化的,可以是一个任意值 3.已知广播电台的短波频率为f1,人体透视用的X射线频率为f2,DVD机的激光(可见光)频率为f3,家用微波炉的微波频率为f4,频率大小的排列顺序正确的是(　　) A.f2>f3>f4>f1 B.f2>f3>f1>f4 C.f2>f1>f3>f4 D.f2>f4>f1>f3 4.(2024常州阶段检测)关于电磁波,下列说法正确的是(　　) A.电磁波跟声波一样,只能在介质中传播 B.电磁波可以传递信息,也可以传播能量 C.遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大 D.各种频率的电磁波在真空中传播的速度不同 5.(2025徐州期中)磁感线是用来形象地描述磁场的曲线,以下磁感线分布正确的是(　　) A. B. C. D. 6.(2025连云港阶段检测)如图,条形磁体竖直放置,一个水平圆环从条形磁体上方位置M向下运动,先到达磁体上端位置N,然后到达磁体中部P,再到达磁体下端位置Q,最后到达下方L。在运动过程中,关于穿过圆环的磁通量,情况判断正确的是(　　) A.M到N增大,N到P减小 B.M到N减小,N到P增大 C.M到P减小,P到L增大 D.M到P增大,P到L减小 7.从奥斯特发现电流周围存在磁场后,法拉第坚信磁一定能生电。他使用下面装置进行实验研究,把两个线圈绕在同一个铁环上(如图),甲线圈两端A、B接着直流电源,乙线圈两端C、D接电流表,始终没发现“磁生电”现象。主要原因(　　) A.甲线圈中的电流较小,产生的磁场不够强 B.甲线圈中的电流是恒定电流,不会产生磁场 C.乙线圈中的匝数较少,产生的电流很小 D.甲线圈中的电流是恒定电流,产生的是稳恒磁场 8.如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef,已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流产生的磁场穿过圆面积的磁通量将(　　) A.始终为零 B.逐渐减小 C.逐渐增大 D.不为零,但保持不变 9.(2025连云港期中)如图所示导电圆环P中通有逆时针方向的恒定电流,圆心位于平面直角坐标系坐标原点O,金属圆环Q圆心在x轴正半轴上,开始时两圆环均在xOy平面内。穿过圆环Q的磁通量为Φ,下列说法正确的是(　　) A.若P沿x轴负方向移动,Φ一直减小 B.若P沿y轴负方向移动,Φ一直不变 C.若P沿x轴正方向移动到圆心与圆环Q圆心重合,Φ一直增加 D.若P以x轴为转动轴,旋转90°角的过程中,圆环Q中无感应电流 10.纸面内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B0,在纸面内a、b处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示。在a、b连线的中垂线上有E、F两点,EO=OF=aO,测得F点的磁感应强度为零,则下列说法正确的是(　　) A.a导线在F点产生的磁场磁感应强度大小为B0 B.E点处的磁感应强度大小为2B0 C.匀强磁场的磁感应强度方向竖直向下 D.中点O处的磁感应强度为零 二、非选择题(本题共5小题,共60分) 11.(10分)(2025扬州期中)如图所示,一矩形线框置于水平桌面上,其面积S=3×10-2m2。在线框中心O点正上方某位置水平放置一通电长直导线,电流产生的磁场在O点的磁感应强度B1=1×10-2 T。整个空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B2=2×10-2 T。求: (1)O点磁感应强度大小BO; (2)穿过线框的磁通量Φ。 12.(10分)(2024常州期中)如图所示,在直角三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线,其中A点处导线中电流强度为I0,方向垂直纸面向外,∠A=30°,已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度B=k,k为比例系数,r为该点到导线的距离,I为导线中的电流强度。今测得C点的磁场沿BC方向向右,求: (1)A、B点处导线电流在C点产生的磁感应强度大小之比; (2)B点处导线中电流的方向和大小IB。 13.(10分)(2024安徽宣城期末)如图所示,abcd是边长L=20 cm的正方形金属框,匀强磁场区域左边界到bc的距离也为L,右边界MP与水平线MN间的夹角θ=45°,且M点为cd边的中点。磁感应强度B=0.01 T,方向垂直于纸面向外。 (1)求图示位置金属框的磁通量的大小; (2)若将金属框以bc为轴,向纸面外转动180°,求磁通量的变化量的大小。 14.(15分)(2025泰州阶段检测)如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。当t=0时,磁感应强度大小为B0,此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,则: (1)t=0时MDEN构成回路的磁通量; (2)从t=0开始,磁感应强度B与t应满足的关系式。 15.(15分)(2024江西抚州期末)如图甲所示,金属框架AOC处于与框架垂直的匀强磁场中,∠AOC=45°,导体棒PQ与框架接触良好构成回路,且PQ⊥OC。导体棒从零时刻由O位置以v=0.2 m/s的速度匀速向右运动,磁场的磁感应强度随时间变化的B-t图像如图乙所示。求: 甲　　 　　　　乙 (1)t=1.5 s和t=3.5 s时刻,磁场的磁感应强度大小; (2)t=1.5 s时刻,回路的磁通量; (3)从t=1.5 s到t=3.5 s的过程中,回路中磁通量的变化量。 参考答案 1.C　2.A　3.A　4.B　5.D　6.D　7.D　8.A　9.A　10.A 11.答案 (1)×10-2 T　(2)6×10-4 Wb 解析 (1)通电直导线在O点产生的磁场方向水平向左,则由磁场叠加可知O点磁感应强度大小 BO=×10-2 T。 (2)通电直导线产生的磁场穿过线圈的磁通量为零,则竖直向下的匀强磁场穿过线框的磁通量 Φ=B2S=6×10-4 Wb。 12.答案 (1)2∶1　(2)垂直纸面向里　I0 解析 (1)C点的磁场沿BC方向向右,根据安培定则分别表示两导线在C点形成的磁感应强度如图所示, 得BA∶BB=2∶1。 (2)根据安培定则,B点处导线中电流方向垂直纸面向里,根据题意 BA=k BB=k 根据几何关系 rAC=2rBC 又BA∶BB=2∶1 得IB=I0。 13.答案 (1)5×10-5 Wb　(2)4×10-4 Wb 解析 (1)图示位置金属框的磁通量大小为 Φ=BS=B×BL2=5×10-5 Wb。 (2)若将金属框以bc为轴,向纸面外转动180°,金属框的磁通量为 Φ'=-BS'=-B×=-BL2=-3.5×10-4 Wb 磁通量的变化量大小为ΔΦ=|Φ'-Φ|=4×10-4 Wb。 14.答案 (1)Φ0=B0L2　(2)B= 解析 (1)t=0时MDEN构成回路的磁通量 Φ0=B0L2。 (2)为使MN棒中不产生感应电流,则闭合回路的磁通量不变,则 B0L2=BL(L+vt) 可得 B=。 15.答案 (1)1.0 T　2.0 T　(2)4.5×10-2 Wb (3)0.445 Wb 解析 (1)由题图乙可知,在t=1.5 s时刻,磁场的磁感应强度为B1.5=1.0 T 设磁场的磁感应强度B随t的变化关系为B=kt+B0 由图2可知,t=2.5 s时B2.5=1.5 T 代入数据解得B0=0.25 T,k=0.5 T/s 即有B=0.5t+0.25(T) 故在t=3.5 s时刻,磁场的磁感应强度为B3.5=2.0 T。 (2)在t=1.5 s时刻,导体棒运动的位移为x1.5=vt=0.2×1.5 m=0.3 m 闭合回路围成的面积为S1.5==0.5×0.32 m2=4.5×10-2m2 回路的磁通量为Φ1.5=B1.5·S1.5=1.0×4.5×10-2 Wb=4.5×10-2 Wb。 (3)在t=3.5 s时刻,导体棒运动的位移为x3.5=vt=0.2×3.5 m=0.7 m 闭合回路围成的面积为S3.5==0.5×0.72 m2=0.245 m2 回路的磁通量为Φ3.5=B3.5·S3.5=2.0×0.245 Wb=0.49 Wb 故从t=1.5 s到t=3.5 s的过程中,闭合回路磁通量的变化量为ΔΦ=Φ3.5-Φ1.5=0.49 Wb-0.045 Wb=0.445 Wb。 学科网（北京）股份有限公司 $