第十周 电磁感应与电磁波初步（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

第十周　电磁感应与电磁波初步 一、选择题 1.关于电磁波和能量量子化,下列说法正确的是 (　 ) A.法拉第最先预言电磁波的存在 B.电磁波的频率越高,能量子的能量越大 C.红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长依次变长 D.从距离地面340 km的天宫一号空间站发送信号到地面接收站,至少需要10-3s 2.5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段,比4G及以下网络(通信频率在特高频段)拥有更大的带宽,如图所示。5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10Gbps (bps为bit per second的英文缩写,即比特率),是4G网络的50~100倍。5G信号与4G信号相比 (　 ) A.在真空中传播速度更慢 B.在真空中传播速度更快 C.波长更长 D.频率更高,传输速率更快 3.如图所示,ab是闭合电路的一部分,处在垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法正确的是 (　 ) A.当ab垂直于纸面向外平动时,ab中有感应电流 B.当ab垂直于纸面向里平动时,ab中有感应电流 C.当ab垂直于磁感线向右平动时,ab中有感应电流 D.当ab垂直于磁感线向左平动时,ab中无感应电流 4.如图所示,长直导线中通有向上的恒定电流,矩形线框与长直导线共面,线框在位置1和位置2时穿过线框的磁通量分别为Φ1、Φ2,位置1处磁场方向及Φ1、Φ2大小关系正确的是 (　 ) A.垂直于线框平面向里,Φ1>Φ2 B.垂直于线框平面向里,Φ1<Φ2 C.垂直于线框平面向外,Φ1>Φ2 D.垂直于线框平面向外, Φ1<Φ2 5.如图所示,两根完全相同且互相平行长直导线,通有大小相等,方向相同的电流。设每一根通电导线单独在O点产生的磁感应强度大小是B。△AOB是等腰直角三角形,∠AOB=90°。则O点的磁感应强度大小是 (　 ) A.2B B.B C.B D.0 6.如图所示为某磁场磁感线分布示意图,两相同金属圆环S1、S2的圆心O、O'在磁场的中轴线上,两圆环环面均与中轴线垂直,点P、Q、P'在圆环上,P、Q关于O点对称。以下说法正确的是 (　 ) A.P、Q两点磁感应强度相同 B.P点磁感应强度比P'点小 C.穿过圆环S1的磁通量大于穿过圆环S2的磁通量 D.圆环S1以P、Q连线为轴旋转时,圆环S1没有感应电流产生 7.关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是 (　 ) A.磁感线是闭合曲线,而电场线不是闭合曲线 B.磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线 C.磁感线起始于N极,终止于S极;电场线起始于正电荷,终止于负电荷 D.磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向 8.关于地磁场,下列叙述正确的是 (　 ) A.地球的地磁两极和地理两极重合 B.地磁的S极在地理的南极附近 C.南宁上空地磁场的竖直分量垂直水平面向下 D.南宁上空地磁场的竖直分量垂直水平面向上 9.下列四幅图所描述的磁场中,磁感应强度不变的是 (　 ) 10.如图所示,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外,则 (　 ) A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 11.一段长为0.5 m的导线放在匀强磁场中,当通过4 A的电流时,受到磁场力大小为4 N,则该磁场的磁感应强度大小可能是 (　 ) A.3 T　　 B.1.5 T　　C.1 T　　D.0.2 T 二、非选择题 12.(6分)“探究影响感应电流方向的因素”的实验器材及部分连线如图所示。 (1)用笔画线代替导线,将实验电路补充完整。(2分) (2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应移至最　　　　端。(选填“左”或“右”)(2分)  (3)部分实验操作与观察到的指针偏转情况如表格中所示。除表格中的操作外,下列能观察到电流表指针左偏的操作有　　　　。(填选项前字母)(2分)  将A插入 电流表指针左偏 将A抽出 电流表指针右偏 A.断开开关 B.将滑动变阻器的滑片向左移动 C.将滑动变阻器的滑片向右移动 D.抽出A中的铁芯 13.(14分)如图所示,垂直纸面向外的匀强磁场中放置有固定足够长的cOd金属框架,∠cOd=45°,导体棒ab垂直金属框架的Od边放置在框架上。求: (1)若磁感应强度大小B=0.3 T,导体棒ab从O点开始水平向右以0.4 m/s的速度匀速运动5 s时,回路的磁通量的变化量;(6分) (2)若回路面积从S0=2 m2增大为St=7 m2,磁感应强度大小从B0=0.3 T增大为Bt=0.5 T,回路中的磁通量的变化量。(8分) 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 第十周 1.选B　麦克斯韦最先预言电磁波的存在,故A错误;根据能量计算公式E=hν,可知电磁波的频率越高,能量子的能量越大,故B正确;根据电磁波谱可知红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长依次变短,故C错误;电磁波的波速为光速,根据公式 t== s≈1.13×10-3 s,故D错误。 2.选D　5G信号与4G信号均为电磁波,其在真空中的传播速度相等,均等于光速,故A、B错误;5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段,4G网络通信频率在特高频段,即5G网络使用的无线电通信频率比4G网络使用的无线电通信频率大,根据c==λf可知,频率越大,波长越短,即5G信号与4G信号相比波长更短,故C错误;结合上述,根据题意可知,5G信号与4G信号相比频率更高,传输速率更快,故D正确。 3.选C　闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,回路中一定有感应电流,故当ab垂直于纸面向外、向里平动时都不切割磁感线,ab中都没有感应电流,故A、B错误;当ab垂直于磁感线向右、向左平动时都切割磁感线,ab中都有感应电流,故C正确,D错误。 4.选D　根据安培定则,长直导线左侧磁场方向垂直纸面向外,线框在位置2时更靠近导线,平均磁感应强度B更大,根据Φ=BS可知在位置2时磁通量更大,即Φ1<Φ2。 5.选B　根据矢量的叠加原则,O点的磁感应强度大小为=B。 6.选C　磁感线分布的密集程度表示磁感应强度的大小,磁场方向沿磁感线切线方向,可知,P、Q两点磁感应强度大小相等,方向不相同,即P、Q两点磁感应强度不相同,故A错误;磁感线分布的密集程度表示磁感应强度的大小,根据题图中磁感线分布情况可知,P点磁感应强度比P'点大,故B错误;磁感线分布的密集程度表示磁感应强度的大小,根据题图中磁感线分布情况可知,圆环S1所在位置的磁感应强度大于圆环S2所在位置的磁感应强度,由于圆环与中轴线垂直,有效面积相等,则穿过圆环S1的磁通量大于穿过圆环S2的磁通量,故C正确;圆环S1以P、Q连线为轴旋转时,穿过圆环的磁通量发生变化,可知圆环S1有感应电流产生,故D错误。 7.选A　磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,在内部则是从S极回到N极,磁感线是闭合曲线,电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,电场线不是闭合曲线,故A正确,C错误;磁感线或电场线不一定互相平行,故B错误;磁感线和电场线不仅能表示方向,分布疏密程度可以反映磁场和电场的强弱,越密越强,反之越弱,故D错误。 8.选C　地理的南北极与地磁的南北极并不重合,地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近,故A、B错误;根据地磁场的分布特点可知,南宁上空地磁场竖直分量垂直水平面向下,故C正确,D错误。 9.选A　磁感应强度是矢量,所以磁感应强度处处相等是指大小相等,方向相同,所以磁感应强度处处相等的磁场一定是匀强磁场,匀强磁场的磁感线是平行同向且均匀分布的直线,故A正确,B、C、D错误。 10.选C　设L1中的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小为B1,L2中的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小为B2,由安培定则可知L1中的电流在a点产生的磁场方向垂直于纸面向里,L2中的电流在a点产生的磁场方向垂直于纸面向里;L1中的电流在b点产生的磁场方向垂直于纸面向里,L2中的电流在b点产生的磁场方向垂直于纸面向外,所以根据已知条件可得B0-(B1+B2)=,B0-B1+B2=,解得B1=,B2=。 11.选A　当磁感应强度与电流方向垂直时,磁感应强度最小,Bmin== T=2 T,故该磁场的磁感应强度范围为B≥2 T。 12.解析:(1)B线圈与电流表构成回路,A线圈与电源、滑动变阻器构成回路,作出电路图如图所示。 (2)滑动变阻器采用限流式接法,为了确保安全,闭合开关前,应使滑动变阻器接入电阻最大,即闭合开关前,滑动变阻器滑片应移至最右端。 (3)根据表格可知,将A插入时,穿过B线圈的磁通量增大,电流表指针左偏,将A抽出时,穿过B线圈的磁通量减小,电流表指针右偏,若将开关断开,穿过B线圈的磁通量减小,电流表指针右偏,故A错误;若将滑动变阻器的滑片向左移动,滑动变阻器接入电阻减小,通过A线圈的电流增大,则穿过B线圈的磁通量增大,电流表指针左偏,故B正确;若将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电阻增大,通过A线圈的电流减小,则穿过B线圈的磁通量减小,电流表指针右偏,故C错误;若抽出A中的铁芯,则穿过B线圈的磁通量减小,电流表指针右偏,故D错误。 答案:(1)见解析图　(2)右　(3)B 13.解析:(1)导体棒ab向右以0.4 m/s的速度匀速运动5 s时,位移为x=vt=0.4×5 m=2 m 由于∠cOd=45°,此时回路的面积为S=x2=×22 m2=2 m2 回路的磁通量的变化量为ΔΦ1=Φ-0=BS=0.6 Wb。 (2)初、末状态回路中的磁通量分别为 Φ0=B0S0=0.3×2 Wb=0.6 Wb Φt=BtSt=0.5×7 Wb=3.5 Wb 故回路中的磁通量的变化量为 ΔΦ2=Φt-Φ0=Wb=2.9 Wb。 答案:(1)0.6 Wb　(2)2.9 Wb $