单元检测卷(三) 电磁场与电磁波初步-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

单元检测卷(三)　电磁场与电磁波初步 (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1. (2025·广东汕头高二统考期末)奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了(　　) A．任何导线周围均存在磁场 B．电流周围有磁场 C．地磁场的存在 D．地磁场的方向 答案：B 解析：奥斯特实验发现通电直导线下方的小磁针发生了偏转，其价值在于直接证实了电流周围会产生磁场。故选B。 2.如图所示的磁场中垂直磁场放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右)，由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是(　　) A．穿过线圈S1的磁通量比较大 B．穿过线圈S2的磁通量比较大 C．穿过线圈S1、S2的磁通量一样大 D．不能比较 答案：A 解析：穿过线圈S1的磁感线条数多，故穿过线圈S1的磁通量比较大。故选A。 3．(2025·安徽合肥一中高二上学期期末)某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图(a)所示。小明为了测量当地的地磁场，在手机上建立直角坐标系，如图(b)所示，手机显示屏所在平面为xOy平面。某次测量手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据Bx＝50 μT、By＝0、Bz＝0。根据测量结果可以推断(　　) A．测量地点位于北半球 B．测量地点位于赤道 C．y轴正方向指向南方 D．当地的地磁场大小约为50 μT 答案：B 解析：地磁场可以看成一巨大的“条形磁铁”，地磁场的N极在地球的南极附近，地磁场的S极在地球的北极附近。在赤道上地磁场的磁感线是平行于地面的，所以，测量地点在赤道，且y轴正方向指向西方，故A、C错误，B正确；测量点的磁场大小是三个方向的磁场的合成，所以测量地点的磁场大小为B＝＝50 μT，故D错误。 4．(2025·四川绵阳高二统考期末)将一个面积为8×10－2m2的单匝线圈，放在磁感应强度为B＝0.04 T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向成60°的夹角时，穿过线圈的磁通量为(　　) A．0 B．1.6×10－3 Wb C．1.6×10－3 Wb D．3.2×10－3 Wb 答案：C 解析：根据磁通量的定义式可知，穿过线圈的磁通量为Φ＝BSsin60°，解得Φ＝1.6×10－3 Wb。故选C。 5. (2025·四川南充高二统考期末)如图所示，通有恒定电流的直导线竖直放置，和导线在同一平面有矩形闭合导线圈abcd，线圈ab边平行于直导线，当线圈做下面几种运动时，线圈中不会产生感应电流的是(　　) A．线圈ab边平行于直导线向上移动 B．线圈ab边垂直于直导线向右移动 C．线圈以ab边为轴，cd边向纸里的方向转动90°角 D．线圈以ad边为轴，bc边向纸里的方向转动90°角 答案：A 解析：线圈ab边平行于直导线向上移动， 穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A正确；线圈ab边垂直于直导线向右移动， 穿过线圈的磁通量减小，会产生感应电流，故B错误；线圈以ab边为轴，cd边向纸里的方向转动90°角，穿过线圈的磁通量减小，会产生感应电流，故C错误；线圈以ad边为轴，bc边向纸里的方向转动90°角，穿过线圈的磁通量减小，会产生感应电流，故D错误。 6.如图所示，a、b两个单匝线圈用同样的导线制成。a、b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则下列说法正确的是(　　) A．穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶2 B．穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶4 C．a、b两线圈的电阻大小之比为1∶2 D．a、b两线圈的电阻大小之比为1∶4 答案：C 解析：由图可知，线圈与磁场垂直，则穿过线圈的磁通量为Φ＝BS，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶1，故A、B错误；根据电阻定律R＝ρ＝ρ，可得＝＝，故C正确，D错误。 7．通电长直导线在其周围空间某点处产生磁场的磁感应强度大小为B＝k(k为常量，I为导线中的电流，r为该点到长直导线的距离)。如图所示，两根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于θ＝37°的直角三角形的顶点a、b处，其中a处导线电流大小为I、方向如图所示，此时c处磁感应强度方向平行于ab向右，sin 37°＝0.6，则b处导线中电流的大小和方向为(　　) A．I，垂直纸面向外 B．I，垂直纸面向里 C．2I，垂直纸面向外 D．2I，垂直纸面向里 答案：B 解析：如图，由安培定则知a处导线在c处产生的磁场的磁感应强度方向为由c指向b，大小为B1，所以b处的电流方向必须是垂直纸面向里，这样b处导线在c处产生的磁场的磁感应强度方向是由a指向c，大小为B2，最终使c处的磁感应强度方向平行于ab向右，大小为B3。设顶点a、c距离为L，由题知B1＝k。 设b处电流为Ib，则根据矢量叠加原理可知B2＝＝k ，解得Ib＝I。故选B。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．(2025·福建高考)地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是(　　) A．地表电荷为负电荷 B．环形电流方向与地球自转方向相同 C．若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大 D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大 答案：AC 解析：根据右手螺旋定则可知，环形电流方向与地球自转方向相反，则地表电荷为负电荷，故A正确，B错误；若地表电荷的电量增加，则等效电流增大，地磁场强度增大，故C正确；若地球自转角速度减小，则等效电流减小，地磁场强度减小，故D错误。 9．下列关于电磁波的说法，正确的是(　　) A．电磁波在真空中的速度为3×108 m/s B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波 C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波 D．电磁波不能传播能量 答案：ABC 解析：电磁波在真空中的速度等于光速，c＝3×108 m/s，选项A正确；根据电磁波谱的知识可知，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，选项B正确；手机既可接收电磁波，又可发射电磁波，选项C正确；电磁波不但能传播信息，还能传播能量，选项D错误。 10.如图所示，三角形线框ABC与长直导线MN彼此绝缘，AB∥MN，且线框被导线分成面积相等的两部分，当导线中通有由N到M的恒定电流I时，下列说法正确的是(　　) A．穿过三角形线框的磁通量为0 B．穿过三角形线框的磁通量一定不为0 C．穿过三角形线框的磁通量可能为0 D．导线MN向左移动少许，穿过三角形线框的磁通量可能为0 答案：BD 解析：根据安培定则可知穿过线框右侧的磁场向里、穿过左侧的磁场向外。但通电导线MN左侧的线框部分比右侧部分处的磁感应强度大，根据磁通量概念可知穿过左侧部分的磁通量大于右侧的，则穿过线框的磁通量不为0，导线MN向左移动少许可能使两侧的磁通量等大反向、合磁通量为0，选项B、D正确，A、C错误。 三、非选择题(本题共6小题，共54分。按题目要求作答。计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 11．(6分)如图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接。 (1)请用笔画线代替导线将实验器材连接起来构成实验电路图，要求移动滑动变阻器滑片时灵敏电流计指针发生偏转。 (2)在实验过程中灵敏电流计指针发生偏转时，A、B两个线圈中 (选填“A”或“B”)线圈相当于电源。 答案：(1)见解析图　(2)B 解析：(1)探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路。实验电路图如图所示。 (2)由上述分析可知，B线圈相当于电源。 12．(8分)连长l＝10 cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，如图所示，磁感应强度随时间变化的规律为B＝2＋3t(T)，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？ 答案：3×10－2 Wb 解析：第3 s内就是从2 s末到3 s末，所以2 s末时磁感应强度为B1＝(2＋3×2) T＝8 T 3 s末时的磁感应强度为B2＝(2＋3×3) T＝11 T 所以ΔΦ＝ΔBS＝(11－8)×(10×10－2)2 Wb＝3×10－2 Wb。 13. (8分)三根平行的长直导线垂直放置在一个等腰直角三角形的三个顶点上，且每根导线中电流的方向如图所示，现若使每根通电导线在斜边中点O处产生的磁感应强度大小均为B，则O点实际磁感应强度的大小和方向如何？ 答案：见解析 解析：根据安培定则可知，I1和I3在O点处产生的磁感应强度方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度方向与它们垂直，如图所示。O点实际磁感应强度的大小B0＝＝B，方向在三角形所在平面内且与斜边夹角为θ，tan θ＝＝2。 14. (10分)如图所示，用特制的弹簧测力计将单匝线框悬挂在匀强磁场中，线框长为10 cm，宽为2 cm(引出线a、b可与电源相接)，线框平面与磁场垂直，线框通电前弹簧测力计的示数为0.1 N。通以1.6 A电流后，弹簧测力计的示数为0.11 N，试求： (1)磁场的磁感应强度的大小； (2)如果通电后线框在磁场中的长度为5 cm，穿过线框的磁通量的大小。 答案：(1)0.312 5 T　(2)3.125×10－4 Wb 解析：(1)由题意可知，通电后，弹簧测力计的示数变大，其差值为0.11 N－0.1 N＝0.01 N，则可知，线框所受磁场力的方向竖直向下，大小为0.01 N。由B＝可知磁场的磁感应强度B＝＝ T＝0.312 5 T。 (2)通电线框在磁场中的长度为5 cm，则由Φ＝BS可知，穿过线框的磁通量为Φ＝BS＝0.312 5×2×10－2×5×10－2 Wb＝3.125×10－4 Wb。 15. (10分)如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，求： (1)穿过平面的磁通量为多少？ (2)若使框架绕OO′转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？穿过线框平面的磁通量变化量为多少？ 答案：(1)BS　(2)BS　－BS 解析：(1)根据磁通量的定义知，穿过平面的磁通量为Φ1＝BS。 (2)转过60°角后穿过线框平面的磁通量为Φ2＝BS⊥＝BS·cos 60°＝BS 磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS。 16. (12分)如图所示，在边长为2l的正方形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一边长为l的正方形导线框沿垂直磁场的方向以速度v匀速通过磁场区域，从ab边刚进入磁场时开始计时(t＝0)。 (1)指出哪些时间段内有感应电流产生； (2)画出磁通量随时间变化的图像。 答案：(1)0～　～　(2)见解析 解析：(1)线框进入磁场的过程，在0～时间段内穿过线框垂直纸面向里的磁通量均匀增加，Φ＝Blvt，有感应电流产生，当t＝时，Φm＝Bl2，线框完全进入磁场。在磁场中运动的过程，在～时间段内穿过线框的磁通量不变，无感应电流产生。线框离开磁场的过程，在～时间段内穿过线框垂直纸面向里的磁通量均匀减少，有感应电流产生。当t＝时，线框完全穿出磁场，Φ＝0。 (2)由(1)分析可得磁通量随时间变化的图像如图所示。 学生用书↓第139页 学科网（北京）股份有限公司 $