第3章 电磁场与电磁波初步 单元过关检测(三)-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册教用课件(教科版)

单元过关检测(三) 1 一、单项选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．以下关于电磁场和电磁波说法正确的是(　　) A．变化的电场可以产生磁场，变化的磁场也可以产生电场 B．电磁场仅仅是一种描述方式，不是真正的物质存在 C．麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波 D．电磁波不可以在真空中传播 √ 单元过关检测 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 13 14 15 17 18 19 20 16 解析：变化的电场可以产生磁场，变化的磁场也可以产生电场，A正确； 电磁场是真正的物质，B错误； 麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，C错误； 电磁波可以在真空中传播，D错误。 单元过关检测 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 13 14 15 17 18 19 20 16 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：磁感应强度是磁场本身的性质，与放在磁场中的通电导线的长度及电流的大小均无关，故A错误； 一小磁针放在磁场中的某处，若N极不受磁场力，则该处一定没有磁场，B正确； 一小磁针放在磁场中的某处，若小磁针不转动，也可能是小磁针的指向正好是磁场的方向，故不能确定该处一定没有磁场，C错误； 一小段通电导线放在磁场中的某处，若不受磁场力，可能是电流方向与磁场方向平行的缘故，不能说明该处一定没有磁场，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 3．关于电场和磁场、电场线和磁感线，下列说法正确的是(　　) A．电场和磁场都是假想的，不是客观存在的物质 B．同一电场中的电场线可以相交 C.电场线和磁感线是可以形象描述场的强弱和方向的客观存在的曲线 D．磁场中任何两条磁感线都不相交 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：电场和磁场都是客观存在的，电场线和磁感线是为了形象描述场的强弱和方向而假想的曲线，故A、C错误； 在电场中的同一位置电场强度的方向只有一个，所以同一电场中的电场线不能相交，故B错误； 磁感线是闭合曲线，磁场中任何两条磁感线都不相交，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 4．普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了能量子理论。关于量子，下列说法正确的是(　　) A．是一种高科技材料 B．是类似于质子、电子的微观粒子 C．表示微观世界的不连续性观念 D．是一个数量级的常量 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：量子是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把这个最小单位称为量子。量子既不是一种高科技材料，也不是类似于质子、电子的微观粒子，亦不是一个数量级的常量，量子理论反映了微观世界的不连续性观念。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 6.三根平行的长直导线分别过正三角形ABC的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如图所示，则三角形的中心O处的合磁场方向为(　　) A．平行于AB，由A指向B B．平行于BC，由B指向C C．平行于CA，由C指向A D．由O指向C √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：根据右手螺旋定则可知，电流A在O处产生的磁场平行于BC，且由C指向B，电流B在O处产生的磁场平行于AC，且由A指向C，电流C在O处产生的磁场平行于AB，且由A指向B，由于三根导线电流大小相同，到O处的距离相同，根据平行四边形定则，可知合磁场方向平行于AB，由A指向B，故A正确，B、C、D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 √ 7.在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q平行于纸面固定放置。在两导线中通有图示方向的电流I时，纸面内与两导线等距离的a点处的磁感应强度为零。下列说法正确的是(　　) 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：两长直导线P和Q所产生的磁场方向根据安培定则可得都垂直于纸面向里，所以匀强磁场方向应该垂直于纸面向外，故A错误； 将导线Q中电流反向，a点磁感应强度大小为B0而非2B0，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 √ 9．如图所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其导线轴心位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，正方形中心O点的磁感应强度为B0。如果让d中的电流反向，其他条件不变，则O点处磁感应强度的大小为(　　) 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 √ 10．绝缘圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合，在垂直于圆环所在平面且过圆心的轴上P点放置一小磁针。现使圆环绕轴沿图示方向匀速转动，则小磁针N极指向正确的是(　　) 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：因圆环上均匀分布着正电荷，则从左向右看，绝缘圆环匀速转动时形成的圆形电流沿顺时针方向，由安培定则可知圆环轴线的磁场水平向右，小磁针N极指向该处的磁场方向，N极指向右方。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 11．2023年6月4日，中央电视台对神舟十五号飞船返回着陆进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是(　　) A．电磁波是一种物质，也具有能量 B．红外线的波长比紫外线的短 C．不能用实验验证电磁波的存在 D．航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：电磁波是一种物质，也具有能量，故A正确； 红外线的波长比紫外线的长，故B错误； 赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故C错误； 航天员讲话时画面能与声音同步，那是因为画面与声音同时转化成电信号，通过电磁波传回到地面接收器再转化成画面和声音，电磁波的速度为光速，声波的传播速度约为340 m/s，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 12．如图所示，边长为l的正方形导线框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d，线框的速度为v。若l＜d，则线框中存在感应电流的时间为(　　) √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 13．下列现象能表明电和磁有联系的是(　　) A．摩擦起电 B．两块磁铁相互吸引或排斥 C．小磁针靠近通电导线时偏转 D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：摩擦起电说明有电子从一个物体转移到另一个物体；两块磁铁相互吸引或排斥，说明磁铁间通过磁场有力的作用；小磁针靠近通电导线时偏转，说明通电导线可以产生磁场；磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁场可以产生电流。可见，C、D能表明电和磁有联系。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 14．如图所示，通电长直导线PQ右边有一个矩形金属线框ABCD，线框平面与直导线共面。下列情况不能使线框ABCD中产生感应电流的是(　　) A．将线框平行移动到图中虚线位置 B．以BC边为轴将线框翻转180°到图中虚线位置 C．将线框绕PQ轴转动 D．将线框沿PQ方向上下移动 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：根据通电直导线产生的磁场分布特征可知，将线框平行移动到题图中虚线位置的过程中，或以BC边为轴将线框翻转180°到题图中虚线位置过程中，穿过线框的磁通量减小，线框中有感应电流产生，A、B不符合题意；根据通电直导线产生的磁场分布特征可知，将线框绕PQ轴转动的过程中，或将线框沿PQ方向上下移动，穿过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流产生，C、D符合题意。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 解析：这一比值不描述电流元的性质，描述磁场的性质，即对垂直放入其中的电流元有力的作用，故A错误； 被定义的B描述磁场的强弱及方向，而定义式中的物理量描述电流元的受力情况，故B错误； 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 在定义B的同时，也包含了利用相同电流元“比较”受磁场力大小的思维方法，即控制变量法，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 单元过关检测 17 18 19 20 16 16．如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向纸外，那么这束带电粒子可能是　(　　) A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 16 17 单元过关检测 18 19 20 解析：向右飞行的正离子束和向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外，与题意不符，A、D错误； 向左飞行的正离子束和向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，与题意相符，B、C正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 14 15 16 17 单元过关检测 18 19 20 17．下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情境图，其中判断正确的是(　　) 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 16 17 18 19 20 A．图甲中，圆形金属线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大电流，圆线圈中有感应电流 B．图乙中，正方形金属线圈绕竖直虚线持续转动的过程中，正方形线圈中持续有感应电流 C．图丙中，闭合导线框从A位置运动到B位置，线框中可以产生感应电流 D．图丁中，金属杆在F作用下向右运动过程中，若磁场减弱，则回路不一定会产生感应电流 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 16 17 18 19 20 解析：题图甲中，圆形金属线圈水平放置在通电直导线的正下方，则直线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零，即使增大通过导线的电流，圆线圈中也不会有感应电流产生，故A错误； 题图乙中，正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，转动至虚线左侧时，因虚线左侧无磁场，没有磁感线穿过线圈，所以此时正方形线圈中无感应电流，故B错误； 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 16 17 18 19 20 题图丙中，闭合导线框从A位置运动到B位置的过程中磁通量变化，会产生感应电流，故C正确； 题图丁中，金属杆在F作用下向右运动过程中，闭合线圈面积增大，若磁场减弱，则穿过闭合线圈的磁通量不一定改变，回路中不一定会产生感应电流，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 16 17 18 19 20 18．如图所示，一个正方形有界匀强磁场B的区域，边长为2L，磁场方向垂直于纸面向里。一个矩形闭合导线框abcd，ab边长为L，bc边长为0.5L，该导线框沿纸面由位置1(磁场区域外的左侧)运动到位置2(磁场区域外的右侧)。下列操作不能使导线框中产生感应电流的是(　　) A．导线框从磁场区域外进入磁场区域内 B．导线框完全处于磁场区域中，并做匀速直线运动 C．导线框完全处于磁场区域中，并做加速直线运动 D．导线框完全处于磁场区域中，并做匀加速直线运动 √ √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 18 19 20 16 17 解析：导线框从磁场区域外进入磁场区域内的过程中，磁通量增大，可知回路中会产生感应电流，A不符合题意；导线框完全处于磁场区域中，无论导线框如何运动，磁通量都不变，可知都没有感应电流产生，B、C、D符合题意。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 18 19 20 16 17 三、非选择题：本题共2小题，共22分。 19．(8分)“探究产生感应电流的条件”的实验装置如图所示。 解析：笔画线代替导线补全电路，如图所示。 见解析图 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 16 17 19 20 18 (2)接好电路，合上开关，电路稳定后，电流表指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。 解析：接好电路，合上开关，电路稳定后，通过A线圈的电流不变，则通过线圈B的磁通量不变，根据感应电流产生的条件判定，无感应电流产生，电流表指针不偏转。 不偏转 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 16 17 19 20 18 (3)接好电路，合上开关，电路稳定后，将A插入B或从B中抽出，该过程中电流表指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。 解析：接好电路，合上开关，电路稳定后，将A插入B或从B中抽出，通过线圈B的磁通量变化，根据感应电流产生的条件判定，有感应电流产生，该过程中电流表指针偏转。 偏转 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 16 17 19 20 18 (4)产生感应电流的条件是________________________________________。 解析：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就有感应电流产生。 穿过闭合回路的磁通量发生变化 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 16 17 19 20 18 20．(14分)如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm。现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O处，a线圈半径为10 cm，b线圈半径为15 cm。π取3.14。问： 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 20 18 19 16 17 (1)在B减为0.4 T的过程中，a和b中磁通量分别改变多少？ 解析：a线圈半径为10 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而b线圈半径为15 cm，大于圆形磁场区域的半径，但磁场穿过a、b线圈的有效面积相等，因此在求通过b线圈中的磁通量时，面积S只能取圆形磁场区域的面积，即a、b中的磁通量的变化量相等。设圆形磁场区域的半径为R，对线圈a，Φ＝BπR2，磁通量的改变量ΔΦa＝|Φ2－Φ1|＝(B2－B1)πR2＝(0.8－0.4)×3.14×(0.1)2 Wb＝1.256×10－2 Wb，同理，ΔΦb＝1.256×10－2 Wb。 答案：1.256×10－2 Wb　1.256×10－2 Wb 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 20 18 19 16 17 (2)磁感应强度B大小不变，方向绕直径转过60°过程中，a线圈中磁通量改变多少？ 解析：当磁场方向转过60°角时，磁场方向与线圈平面之间的夹角为30° 则磁通量的改变量ΔΦ′＝0.8×3.14×(0.1)2×(1－0.5) Wb＝1.256×10－2 Wb。 答案：1.256×10－2 Wb　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 20 18 19 16 17 (3)磁感应强度B大小、方向均不变，线圈a绕直径转过180°过程中，a线圈中磁通量改变了多少？ 解析：当线圈转过180°时，磁通量变化量 ΔΦ″＝BS－(－BS)＝2BS＝5.024×10－2 Wb。 答案：5.024×10－2 Wb 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 章末过关检测 13 14 15 20 18 19 16 17 $