寒假作业05 电磁感应与电磁波初步 巩固分层练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

寒假作业05 电磁感应与电磁波初步 巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是（ ） A．物理学家伽利略，小磁针的S极垂直转向纸内 B．物理学家楞次，小磁针的N极垂直转向纸内 C．物理学家牛顿，小磁针静止不动 D．物理学家奥斯特, 小磁针的N极垂直转向纸内 2．在空间直角坐标系中选取如图所示的棱柱形空间，空间存在沿轴正方向的匀强磁场．通过面积（所围的面积）、（所围的面积）和（所围的面积）的磁通量大小分别为、和，则（　　） A． B． C． D．三者均不为零 3．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．则以下符合事实的是（　　） A．丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象 B．洛伦兹发现了“磁生电”现象 C．法拉第首先发现了电磁感应现象，并总结出引起感应电流的原因 D．安培定则用来判断通电导线在磁场中所受安培力的方向 4．下列说法不正确的是（　　） A．光是一种电磁波 B．电磁波是一种物质 C．麦克斯韦提出了相对论时空观 D．赫兹用实验证实了电磁波的存在 5．2020年12月我国在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。下列关于能量子的说法中正确的是（　　） A．能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的 B．能量子表示微观世界的不连续性观念 C．电磁波波长越长，其能量子的能量越大 D．能量子是类似于质子、中子的微观粒子 6．关于磁感线，下列说法正确的是（　　） A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱 B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极 C．磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场 D．同一磁场的两条磁感线可能相交 7．关于磁通量，下列哪个说法正确（    ）． A．穿过某一面积的磁感线条数，叫做穿过这个面积的磁通量 B．穿过单位面积的磁感线条数，叫做穿过这个面积的磁通量 C．某一面积与该处磁感应强度的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量 D．垂直穿过某一面积的磁感线条数与该面积的比值，叫做磁通量 8．某学习小组用如图所示的电路探究感应电流产生的条件，线圈与学生电源、滑动变阻器、开关组成闭合回路，线圈B与电流表组成闭合回路，在实验中他们进行了以下操作，其中不能使电流表指针发生偏转的是（　　） A．开关闭合的瞬间 B．开关闭合后保持不动 C．开关闭合后移动滑动变阻器的滑片 D．开关闭合后把线圈从线圈中拔出来 分层二：能力提升练 二、多选题 9．关于磁场，下列说法中正确的是（　　） A．磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种理想模型 B．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的 D．磁感线总是从磁体的N极指向S极 10．如图所示，纸面内有一直角三角形ABC，∠C=30°，D是BC的中点。电流分别为I1、I2的无限长通电直导线垂直纸面放置在A点、C点，方向如图所示。已知通有电流I的长直导线在距其r处产生磁场的磁感应强度大小为（其中k为常量），下列说法正确的是（　　） A．电流I1在D点的磁场与电流I2在D点的磁场方向夹角为60° B．电流I1在B点的磁场方向与AB垂直，平行于AC斜向上 C．若B点的磁场方向由B指向C，则I1、I2的比值为1：2 D．若B点的磁场方向由B指向A，则I1、I2的比值为1：4 11．某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路．在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏．由此可以判断，在保持开关闭合的状态下   （    ） A．当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 B．当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向左偏 C．当滑动变阻器的滑片加速向N端滑动时，灵敏电流计的指针向左偏转 D．当滑动变阻器的滑片减速向N端滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转 12．雷达是利用无线电波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波．测速雷达主要是利用多普勒效应原理，可由回波的频率改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。以下说法正确的是（　　） A．雷达发射的是不连续的电磁波 B．雷达用的是微波波段的无线电波 C．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率 D．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率 三、填空题 13．小磁针静止时 极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。 14．某同学利用假期进行实验复习，验证电磁感应产生的条件。他通过如图所示实验，观察到以下实验现象：①把磁铁插入线圈时，线圈中有感应电流；②把磁铁放在线圈内不动，线圈中无感应电流；③把磁铁从线圈中拔出，线圈中有感应电流。这次实验表明，穿过闭合线圈的磁通量 （选填“变化”或“不变化”），线圈中就有感应电流。 15．一长直导线沿南北方向水平放置，在导线正下方有一灵敏小磁针，现在导线中通以图甲所示方向的恒定电流，上下移动小磁针，测得小磁针静止时偏离南北方向的角度的正切值与小磁针距导线的距离x的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为，则通电后，小磁针的N极向纸 （选填“里”或“外”）偏转。小磁针距导线时，电流在该处产生的磁场的磁感应强度大小为 ，该处合磁场的磁感应强度大小为 。 四、解答题 16．波长为4×10-7m的红光，从相距15m处的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？该红光的频率为多少？（电磁波在空气中的传播速度c取3.0×108m/s） 17．如图所示闭合线圈ABCD在通电长直导线正下方做下列各种运动时，会产生感应电流的是哪几种情况？ 18．地磁场具有“屏蔽”宇宙射线的重要作用，从太阳发出的高能带电粒子流（通常叫太阳风），受到地磁场的作用发生偏转，避免了直射地球，从而大气环境得到保护，生命才能够存在。如图所示为地磁场的示意图，完成下列问题； （1）请根据你对地磁场的认知，在图中直线OO'两侧分别用箭头“/”标出地磁场的方向； （2）假设宇宙射线均直射地球，则南北两极和赤道附近相比，哪个区域地磁场对宇宙射线的“屏蔽”作用更强？请简要说明理由； （3）若在北半球某处平行于地面沿南北方向放置一根通电直导线，电流方向从北向南，试分析该导线受到的安培力方向。 19．如图所示，面积为S的矩形线框垂直处于磁感应强度为B的匀强磁场中，可绕垂直于磁感线的轴转动。 （1）求线框处于图示位置时穿过线框的磁通量大小； （2）若线框从图示位置绕转过角，求转动后穿过线框的磁通量大小； （3）若线框从图示位置绕转过角，求转动后穿过线框的磁通量大小及此过程的磁通量的变化量大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《寒假作业05 电磁感应与电磁波初步 巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C C B A A B BC AD 题号 11 12 答案 AC ABD 1．D 【详解】发现电流周围存在磁场的科学家是奥斯特，根据安培定则可知该导线下方飞磁场方向垂直纸面向里，因此小磁针的N极垂直转向纸内，故ABC错误，D正确． 【点睛】本题考查了电流磁效应的发现已经直导线周围磁场的分部情况，比较简单，对于类似简单问题不能忽视，要不断加强练习． 2．C 【详解】根据磁通量的定义可知，在匀强磁场中 其中为匀强磁场的场强，处处相同。为有效面积，即平面在与磁场垂直方向的投影。由题意可知，匀强磁场方向沿轴正方向，和平面在与磁场垂直方向的投影均为所围的面积大小，故 与磁场方向平行，即在与磁场垂直方向的投影为，故。 故选C。 3．C 【详解】A．物理学家法拉第梦圆磁生电，终于发现了电磁感应现象，选项A错误； B．法拉第发现了“磁生电”现象，选项B错误； C．法拉第首先发现了电磁感应现象，并总结出引起感应电流的原因，选项C正确； D．左手定则用来判断通电导线在磁场中所受安培力的方向，选项D错误。 故选C。 4．C 【详解】AD．麦克斯韦的电磁理论预言了光是一种电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，AD正确； B．电磁波是周期性变化的电磁场由近及远地传播出去，是一种物质，可以在真空中传播，B正确； C．爱因斯坦提出了相对论时空观，C错误。 故选C。 5．B 【详解】A．能量子假设是由普朗克最早提出来的，故A错误； B．能量子表示微观世界的不连续性观念，故B正确； C．电磁波波长越长，其能量子的能量越小，故C错误； D．能量子是不可再分的最小能量值，不是指类似于质子、中子的微观粒子，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线上任意一点的切线方向表示磁场的方向，疏密表示强弱，故A正确；在磁体外部从N极到S极，内部从S极到N极，是闭合的曲线，故B错误；电流和磁铁都能产生磁场，故C错误；因为同一点的磁场方向是确定的，同一磁场的两条磁感线不可能相交，故D错误．所以A正确，BCD错误． 7．A 【详解】AB．穿过某一面积的磁感线条数，叫做穿过这个面积的磁通量，选项A正确，B错误； C．垂直于磁场方向的面积与该处磁感应强度的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，选项C错误； D．垂直穿过某一面积的磁感线条数与该面积的比值，叫做磁通密度，选项D错误。 故选A. 8．B 【详解】A．感应电流产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，电流表指针发生偏转即穿过线圈B的磁通量发生变化产生感应电流；开关闭合的瞬间穿过线圈B的磁通量增加，会产生感应电流，故A不符合题意； B．开关闭合后保持不动，穿过线圈B的磁通量不变，不能产生感应电流，故B符合题意； C．开关闭合后移动滑动变阻器的滑片，线圈所在电路的电流发生变化，故穿过线圈B的磁通量发生变化，会产生感应电流，故C不符合题意； D．开关闭合后把线圈从线圈B中拔出来，穿过线圈B的磁通量减少，会产生感应电流，故D不符合题意。 故选B。 9．BC 【详解】A．磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质，它与实物粒子不同，磁场是看不见、摸不到，但又确实是客观存在的，通常用人们假想的磁感线来描述，故A错误； B．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同，故B正确； C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的，故C正确； D．在磁体的外部，磁感线总是从N极指向S极，在磁体的内部则是从S极指向N极，故D错误。 故选BC。 10．AD 【详解】A．根据右手螺旋定则，D点的场强如图，根据几何关系可知两个磁场方向夹角为60°；A正确； B．根据右手螺旋定则，电流I1在B点的磁场方向与AB垂直，平行于AC斜向下，B错误； CD．若B点的磁场方向由B指向C，如图，根据磁场的叠加可知在垂直于BC方向上合场强为零 而 根据几何关系可知 同理若B点的磁场方向由B指向A，则在垂直于BA方向的合场强为零 可解得 C错误，D正确。 故选AD。 11．AC 【详解】A．因开关闭合的瞬间，穿过线圈的磁通量变大，灵敏电流计的指针向左偏．当线圈A中的铁芯拔出时，穿过线圈的磁通量减小，故灵敏电流计的指针向右偏，选项A正确； B．当线圈A拔出时，穿过线圈的磁通量减小，电流计指针向右偏转，故B错误； CD．当滑动变阻器的滑片加速向N端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路电流增大，穿过线圈的磁通量增大，电流计指针向左偏转，故C正确，D错误。 故选AC。 12．ABD 【详解】雷达发射的是不连续的电磁波，采用微波进行发射．根据多普勒效应，当目标离雷达天线而去时反射信号频率低于发射信号频率，当目标向雷达天线靠近时反射信号频率高于发射信号频率，ABD正确，C错误。 故选ABD。 13．N 【详解】[1]小磁针静止时N极受力方向即N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。 14．变化 【分析】考查了产生感应电流的条件 【详解】产生感应电流的条件为：只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化就有感应电流产生。 【点睛】对产生感应电流的条件一定要切记两点，一电路闭合，二穿过电路的磁通量变化。 15． 里 【详解】[1]根据安培定则可知，通电后，电流在小磁针处产生的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针的N极向纸里偏转。 [2][3]小磁针距导线时，设电流在该处产生的磁场的磁感应强度大小为，则 可得 由矢量的合成可知，小磁针距导线时，该处合磁场的磁感应强度大小为。 16．t=5╳10-8s ； f=7.5╳1014Hz 【详解】红光在真空中的速度为c=3×108 m/s，从15m外的传来需要时间 由 可知 17．①③④⑤⑥ 【详解】长直导线电流的磁场的磁感线在垂直于导线的平面内是一组以导线与平面相交点为圆心的同心圆且距直导线越远磁场越弱。 ①线圈向下平动时，磁感应强度减小，线圈的磁通量减小，故①线圈中有感应电流。 ②线圈向右平动，磁通量不变，故②线圈中无感应电流。 ③情况我们可以改画成下图甲那样，例如线圈从AB平移到位置，线圈的磁通量减小，所以③线圈中有感应电流。 ④情况线圈的磁通量在不断变化，例如下图乙所示，在位置磁通量是减小的，在位置时磁通量是增大的，故④情况线圈中有感应电流。 ⑤情况下当线圈绕轴转动时线圈的磁通量在不断地变化，例如当线圈绕轴从图示位置转过90°时磁通量由最大值减小为零，故⑤线圈中有感应电流。 ⑥情况下当线圈绕轴转动时，线圈的磁通量在不断变化，例如下图丙所示，在AB位置时磁通量最大，当在位置时线圈的磁通量为零，故⑥线圈中有感应电流。 18．（1）；（2）赤道附近的地磁场对宇宙射线的“屏蔽”作用更强，理由见解析；（3）向东 【详解】（1）如图所示 （2）赤道附近的地磁场对宇宙射线的“屏蔽”作用更强，理由如下： 南北两极的地磁场方向大致为垂直于地面，带电粒子的速度方向与磁场方向平行（或接近平行），在南北两极几乎不受洛伦磁力； 赤道附近的地磁场方向大致由地理南极指向地理北极，带电粒子的速度方向与磁场方向垂直（或接近垂直），受到了较大（或较明显）的洛伦兹力； （3）北半球的地磁场有竖直向下的分量，根据左手定则，通电导线受到的安培力向东； 19．（1）BS；（2）0.5BS；（3）0，-BS 【详解】（1）线框处于图示位置时，线框与磁场垂直，穿过线框的磁通量 （2）线框绕OO＇转过60°角后，穿过线框的磁通量 （3）线框绕OO＇转过90°角后，线框与磁场平行，穿过线框的磁通量 则此过程的磁通量的变化量 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $