第3章 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Word(鲁科版)

本讲义聚焦电磁场与电磁波、磁场性质及电磁感应等核心知识点，系统梳理从麦克斯韦电磁场理论、电磁波传播特性，到磁感应强度定义、磁场叠加原理，再到感应电流产生条件的知识脉络，为学生构建连贯的学习支架。 该资料通过概念辨析题（如电磁场物质性判断）深化物理观念，借助磁场叠加计算（如等边三角形顶点电流磁场合成）培养科学思维，结合“探究感应电流条件”实验题强化科学探究。课中助力教师检测学情，课后学生可通过解析巩固知识，有效查漏补缺。

单元过关检测(三) (时间：75分钟　分值：100分) 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 解析：选A。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。 2．下列说法正确的是(　　) A．因为B＝，所以某处磁感应强度的大小与通电导线的长度有关 B．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 C．一小磁针放在磁场中的某处，若小磁针不转动，则该处一定没有磁场 D．一小段通电导线放在磁场中的某处，若不受磁场力，则该处一定没有磁场 解析：选B。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。 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 解析：选D。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．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 解析：选C。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。 5.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示。两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0，则C处磁场的合磁感应强度大小是(　　) A．0　　　　　　　　 B．B0 C．B0 D．2B0 解析： 选C。根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC指向右下，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC指向右上，如图所示，根据平行四边形定则得到，C处的合磁感应强度B合＝2B0cos 30°＝B0，故C正确，A、B、D错误。 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 解析：选A。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。 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(　　) A．匀强磁场方向垂直于纸面向里 B．将导线Q撤去，a点磁感应强度大小为B0 C．将导线P撤去，a点磁感应强度大小为B0 D．将导线Q中电流反向，a点磁感应强度大小为2B0 解析：选C。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；因纸面内与两导线等距离的a点处的磁感应强度为零，所以每根导线在a点处产生的磁感应强度为B0，将导线Q或P撤去，a点磁感应强度大小应为B0，故B错误，C正确；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。 8．已知直导线中电流在周围空间产生的磁感应强度大小B＝k，k为常量，I为电流，r为到导线的距离。b、c、d处有三根长通电直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，ac垂直于bd且ab＝ad＝ac，b、c、d处的三根导线中电流分别为I、I、2I。已知导线c在a点的磁感应强度大小为B，则a点处的合磁感应强度大小为(　　) A．B　　　　　　 B．3B C．2B D．B 解析： 选A。由于c处直导线在a点处的磁感应强度大小为B，又因为b、c、d处三根导线中电流分别为I、I、2I，且ab＝ad＝ac，所以b处直导线在a点的磁感应强度大小也等于B，而d处直导线在a点的磁感应强度大小等于2B，根据安培定则可判断方向如图所示。b、d处直导线在a点产生的磁感应强度方向向左，合成后大小为3B，c处直导线在a点产生的磁感应强度方向向下，大小为B，根据平行四边形定则可知，a点的合磁感应强度大小B合＝＝B，故B、C、D错误，A正确。 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(　　) A．B0 B．B0 C．2B0 D．0 解析：选A。根据安培定则可知，b、d导线在O点产生的磁感应强度等大反向、相互抵消，a、c导线在O点产生的磁感应强度方向均水平向左，大小为B0，则各个导线在O点的磁感应强度大小均为。如果让d中的电流反向，其他条件不变，则d导线在O点产生的磁感应强度方向竖直向上，与b导线在O点产生的磁感应强度方向相同，这两处导线在O点产生的合磁感应强度大小为B0，方向竖直向上。已知a、c导线在O点产生的合磁感应强度方向水平向左，大小为B0，根据平行四边形定则可知，四根导线在O点处的磁感应强度大小为B0，故A正确，B、C、D错误。 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(　　) 解析：选C。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。 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 解析：选A。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。 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(　　) A． B． C． D． 解析：选B。导线框进入磁场与出磁场时有感应电流，完全在磁场中时，导线框不产生感应电流，产生感应电流的路程s＝2l，则线框中存在感应电流的时间t＝，故B正确。 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 解析：选CD。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。 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 解析：选CD。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。 15．在物理学中，用物理量之比表示研究对象的某种性质，从而定义新物理量的方法叫比值定义法。在用比值定义磁感应强度B时，下列理解正确的是(　　) A．这一比值不描述电流元的性质，也不描述磁场的性质 B．被定义的B跟定义式中的物理量描述的是同一研究对象 C．在定义B的同时，也就确定了B与F，以及IL单位间的关系 D．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 解析：选CD。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；在定义B的同时，也就确定了B与F，以及IL单位间的关系，即1 T＝1，故C正确；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。 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 解析：选BC。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。 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(　　) 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 解析：选CD。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；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。 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 解析：选BCD。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。 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。 (1)实验装置中已连接了部分电路，请用笔画线代替导线补全电路。 (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”)。 (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”)。 (4)产生感应电流的条件是________________________________________。 解析：(1)笔画线代替导线补全电路，如图所示。 (2)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。 (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，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。 (4)只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就有感应电流产生。 答案：(1)见解析图　(2)不偏转　(3)偏转 (4)穿过闭合回路的磁通量发生变化 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： (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？ (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？ (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：(1)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。 (2)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。 (3)当线圈转过180°时，磁通量变化量 ΔΦ″＝BS－(－BS)＝2BS＝5.024×10－2 Wb。 答案：(1)1.256×10－2 Wb　1.256×10－2 Wb (2)1.256×10－2 Wb　(3)5.024×10－2 Wb 章末知识网络建构 [备选答案] 提示：将以下答案前的字母填入左侧正确的位置。 A．λf　　 B.磁通量 C.磁场 D.麦克斯韦 E.hν F. G.电场 H.BS I.赫兹 答案：F　H　B　G C　D　I　A　E 学科网（北京）股份有限公司 $