第十三章电磁感应与电磁波初步（提升版）单元测试-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

绝密★启用前 第十三章电磁感应与电磁波初步（提升） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．关于电磁场理论，有下列说法，其中正确的是（    ） ①变化的电场可以在周围空间产生磁场，变化的磁场也可以在周围空间产生电场 ②电荷周围存在着电场，运动电荷周围存在着磁场 ③在电场的周围一定会产生磁场 ④在磁场的周围一定会产生电场。 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 2．如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，下列线圈的运动能使线圈中的磁通量发生变化的是（　　） A．向左或向右平动 B．向上或向下平动 C．绕O1O2转动 D．平行于纸面向里运动 3．下列说法正确的是（　　） A．楞次最先发现了电流的磁效应 B．奥斯特最早提出了分子电流假说 C．安培最早发现通电导体周围存在磁场 D．法拉第最早提出利用磁感线形象化地描述磁场 4．自从1862年麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在、1888年赫兹通过实验证实了电磁波的存在后，利用电磁波的技术雨后春笋般相继问世：无线电报、无线电广播、无线电导航、无线电话、电视、雷达，以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……，它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。下列有关的说法中正确的是（  ） A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速c B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流 C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物 D．在无线电通讯中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射 5．通电长直导线周围某点的磁感应强度大小为（式中为通过导线的电流强度，为该点到通电长直导线的距离，为比例系数）。如图所示，将一段长直导线沿南北方向水平放置，导线正下方处放有一个小磁针，小磁针南北指向；若在导线中通以大小为的电流，小磁针偏离南北方向，偏转角恰好为，则该处地磁场的磁感应强度在水平方向上的分量大小可表示为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。为等边三角形的中心，分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（   ） A． B． C． D． 7．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为和，且，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导线中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 8．如图，a、b、c为三根相互平行的固定长直导线，两两等距，均通有大小相等的电流，a中电流方向与b、c相反。O点与a、b、c的距离相等，已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B0，则O点的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C． D．2 9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.05T，方向沿x轴的正方向，且线段MN、DC相等，长度为0.4m。线段NC、EF、MD、NE、CF相等，长度为0.3m。通过平面MNCD、NEFC、MEFD、MNE的磁通量分别为、、和，关于它们的大小，正确的是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，固定于水平面上的金属导轨PP'Q'Q，金属棒MN沿导轨向右运动。t=0时，垂直导轨平面向下的磁场磁感应强度为，金属棒MN到PQ的距离为l，速度为，并且开始做匀减速直线运动，加速度大小为a。已知金属棒MN与金属架始终接触良好，在金属棒MN停止之前，为使MN棒中不产生感应电流，则从t=0开始，磁感应强度B随时间t的变化关系应为（　　） A． B． C． D． 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．在电磁学发展过程中，下列说法正确的是 A．奥斯特发现了电流磁效应 B．洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律 C．法拉第发现了电磁感应现象 D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律 12．如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（　　） A．a处的磁感应强度大小比c处的小 B．b、c两处的磁感应强度大小相等 C．a、c两处的磁感应强度方向相反 D．b处的磁感应强度为零 13．关于电场与磁场，下列说法正确的是（      ） A．电流周围存在的是电场 B．磁极周围存在磁场 C．磁极与磁极之间通过磁场而相互作用 D．磁极与电流之间没有相互作用 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．在“探究感应电流产生的条件”实验中，所用灵敏电流计不通电时指针位于表盘的正中央。如图甲所示电路，闭合开关S时，观察到电流计的指针偏转。如图乙中，闭合开关S后，磁体不动，电流计的指针不偏转；当磁体快速插入螺线管，电流计的指针______（选填“偏转”或“不偏转”）。 15．如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材． （1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。_______ （2）由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转( ) A．闭合开关 B．断开开关 C．保持开关一直闭合 D．将线圈A从B中拔出 （3）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，将原线圈A迅速拔出副线圈B，发现电流计的指针向________偏；原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，发现电流计的指针向________偏。 16．如图所示，闭合导线框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B。 （1）分别求出B⊥S（图示位置）和B∥S（线框绕OO′转90°）时，穿过闭合导线框架平面的磁通量。 （2）由图示位置绕OO′转过60°时，穿过框架平面的磁通量为多少？ （3）这个过程中磁通量变化了多少？ 17．如图所示，在无限长的通电直导线附近放置一矩形线圈，与导线处在同一平面内，且线圈中的上下两条边与导线平行。则当线圈做下列三种不同方向的平行移动时，线圈内能否产生感应电流？ （1）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向一致； （2）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向垂直，并保持线圈与导线在同一平面内； （3）线圈平行移动的方向垂直于纸面向上。 18．如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B1＝1×10-2T。矩形线框置于水平桌面上，其面积S＝4×10-2m2。在线框中心O点正上方某位置水平放置一通电长直导线，电流产生的磁场在O点的磁感应强度B2＝1×10-2T。求： （1）O点磁感应强度大小 ； （2）穿过线框的磁通量 。 19．地球表面附近存在一个竖直向下的电场，其大小约为100V/m，在该电场的作用下，大气中正离子向下运动，负离子向上运动，从而形成较为稳定的电流，这叫做晴天地空电流。地表附近某处地空电流虽然微弱，但全球地空电流的总电流强度很大，约为1800A。以下分析问题时假设地空电流在全球各处均匀分布。 （1）请问地表附近从高处到低处电势升高还是降低？ （2）如果认为此电场是由地球表面均匀分布的负电荷产生的，且已知电荷均匀分布的带电球面在球面外某处产生的场强相当于电荷全部集中在球心所产生的场强；地表附近电场的大小用E表示，地球半径用R表示，静电力常量用k表示，请写出地表所带电荷量的大小Q的表达式； （3）取地球表面积S=5.1×1014m2，试计算地表附近空气的电阻率ρ0的大小； （4）我们知道电流的周围会有磁场，那么全球均匀分布的地空电流是否会在地球表面形成磁场？如果会，说明方向；如果不会，说明理由。 试卷第6页，共8页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 第十三章电磁感应与电磁波初步（提升） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．关于电磁场理论，有下列说法，其中正确的是（    ） ①变化的电场可以在周围空间产生磁场，变化的磁场也可以在周围空间产生电场 ②电荷周围存在着电场，运动电荷周围存在着磁场 ③在电场的周围一定会产生磁场 ④在磁场的周围一定会产生电场。 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 【答案】A 【详解】①变化的电场才能产生磁场，变化的磁场才能产生电场，故①正确； ②电荷的周围存在电场，运动电荷可以形成电流，则可以形成磁场；故②正确； ③只有变化的电场才能形成磁场，恒定的电场不能产生磁场；故③错误； ④只有变化的磁场才能产生电场；故④错误； A. ①②。故A正确； B. ③④。故B错误； C. ②③。故C错误； D. ①④。故D错误。 2．如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，下列线圈的运动能使线圈中的磁通量发生变化的是（　　） A．向左或向右平动 B．向上或向下平动 C．绕O1O2转动 D．平行于纸面向里运动 【答案】C 【详解】无论线圈在纸面内沿哪个方向平动，或者在垂直纸面方向运动，线圈中的磁通量都不会变化。当线圈沿O1O2转动时，线圈中的磁通量会发生变化，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．下列说法正确的是（　　） A．楞次最先发现了电流的磁效应 B．奥斯特最早提出了分子电流假说 C．安培最早发现通电导体周围存在磁场 D．法拉第最早提出利用磁感线形象化地描述磁场 【答案】D 【详解】AC．奥斯特最早发现通电导体周围存在磁场,发现了电流的磁效应,故AC错误； B．安培最早提出了分子电流假说，故B错误； D．法拉第第一次提出了利用电场线、磁感线形象化描述电场、磁场，故D正确。 故选D。 4．自从1862年麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在、1888年赫兹通过实验证实了电磁波的存在后，利用电磁波的技术雨后春笋般相继问世：无线电报、无线电广播、无线电导航、无线电话、电视、雷达，以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……，它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。下列有关的说法中正确的是（  ） A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速c B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流 C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物 D．在无线电通讯中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射 【答案】B 【详解】A．电磁波只有真空中速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中光速，故A错误； B．微波传播的是变化的电磁场，变化的磁场在传播过程中遇到金属导体时，会产生电磁感应现象，故B正确； C．波长越长，越容易产生衍射现象，微波的波长与无线电波短，微波在传播过程中比无线电广播所用的中波不容易绕过障碍物，故C错误； D．因声音的频率较低，而发射电磁波必须是高频的电磁场才能发射出去，故通过调制把音频信号加到高频载波上，检波是把音频信号从调制的高频载波中找出来的过程，故D错误。 故选B。 5．通电长直导线周围某点的磁感应强度大小为（式中为通过导线的电流强度，为该点到通电长直导线的距离，为比例系数）。如图所示，将一段长直导线沿南北方向水平放置，导线正下方处放有一个小磁针，小磁针南北指向；若在导线中通以大小为的电流，小磁针偏离南北方向，偏转角恰好为，则该处地磁场的磁感应强度在水平方向上的分量大小可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由右手螺旋定则可知，导线电流产生的磁感应强度在导线下方垂直纸面向里，从导线向下看小磁针，如图所示，则有 解得 ACD错误，B正确。 故选B。 6．如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。为等边三角形的中心，分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设每根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B0，a、b中的电流在N点产生的磁感应强度大小都为B0′，则根据安培定则以及磁场叠加可知三根导线在O点的合磁感应强度B1=B0 在N点有B2=2B0′+B0 撤去导线a后，在M点有BM=B0+B0′ 联立各式解得 故选A。 7．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为和，且，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导线中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】B 【详解】A．由安培定则可知，两电流在a点的磁感应强度方向相反，由于I1>I2，a点离I1近，I1在a点产生的磁感应强度大于I2在a点的磁感应强度，a点磁感应强度不可能是零，A错误； B．两电流在b点的磁感应强度方向相反，由于I1>I2，b点离I2近，因此两电流在b点产生的磁感应强度大小有可能相等，所以b点的磁感应强度可能是零，B正确； CD．两电流分别在c点和d点的磁感应强度的方向不在一条直线上，合成时不可能是零，因此c、d两点的磁感应强度不可能是零，CD错误。 故选B。 8．如图，a、b、c为三根相互平行的固定长直导线，两两等距，均通有大小相等的电流，a中电流方向与b、c相反。O点与a、b、c的距离相等，已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B0，则O点的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C． D．2 【答案】D 【详解】导线a与导线b在O点产生的磁场方向竖直向上，大小为，则三根导线在O点产生的磁感应强度大小为 故选D。 9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.05T，方向沿x轴的正方向，且线段MN、DC相等，长度为0.4m。线段NC、EF、MD、NE、CF相等，长度为0.3m。通过平面MNCD、NEFC、MEFD、MNE的磁通量分别为、、和，关于它们的大小，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．通过平面MNCD的磁通量为，故A正确； B．平面NEFC在垂直磁场方向的投影面积为零，则，故B错误； C．平面MEFD在垂直磁场方向的投影面积等于平面MNCD的面积，可知，故C错误； D．平面MNE在垂直磁场方向的投影面积为零，则，故D错误。 故选A。 10．如图所示，固定于水平面上的金属导轨PP'Q'Q，金属棒MN沿导轨向右运动。t=0时，垂直导轨平面向下的磁场磁感应强度为，金属棒MN到PQ的距离为l，速度为，并且开始做匀减速直线运动，加速度大小为a。已知金属棒MN与金属架始终接触良好，在金属棒MN停止之前，为使MN棒中不产生感应电流，则从t=0开始，磁感应强度B随时间t的变化关系应为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设MN长为，为使MN棒中不产生感应电流，则应使磁通量不发生变化，即 解得 故选B。 解得 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．在电磁学发展过程中，下列说法正确的是 A．奥斯特发现了电流磁效应 B．洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律 C．法拉第发现了电磁感应现象 D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律 【答案】AC 【详解】奥斯特发现了电磁感应效应，故A正确；洛伦兹发现磁场对运动电荷作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，故BD错误；法拉第发现了电磁感应现象，故C正确；故选AC． 12．如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（　　） A．a处的磁感应强度大小比c处的小 B．b、c两处的磁感应强度大小相等 C．a、c两处的磁感应强度方向相反 D．b处的磁感应强度为零 【答案】CD 【详解】A．由安培定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，故A错误； B．b、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流在两处产生大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，故B错误； C．由安培定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，故C正确； D．b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，故D正确。 故选CD。 13．关于电场与磁场，下列说法正确的是（      ） A．电流周围存在的是电场 B．磁极周围存在磁场 C．磁极与磁极之间通过磁场而相互作用 D．磁极与电流之间没有相互作用 【答案】BC 【详解】:A、电流的周围存在磁场；静电荷周围存在的是电场，故A错误； B、磁极的周围存在磁场，故B正确； C、磁极与磁极之间可能通过磁场而产生相互作用，故C正确； D、磁极对电流会产生安培力的作用，故D错误 综上所述本题答案是：BC 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．在“探究感应电流产生的条件”实验中，所用灵敏电流计不通电时指针位于表盘的正中央。如图甲所示电路，闭合开关S时，观察到电流计的指针偏转。如图乙中，闭合开关S后，磁体不动，电流计的指针不偏转；当磁体快速插入螺线管，电流计的指针______（选填“偏转”或“不偏转”）。 【答案】偏转 【详解】当磁体快速插入螺线管，螺线管中的磁通量增大，则闭合回路中产生感应电流，即电流计的指针偏转。 15．如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材． （1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。_______ （2）由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转( ) A．闭合开关 B．断开开关 C．保持开关一直闭合 D．将线圈A从B中拔出 （3）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，将原线圈A迅速拔出副线圈B，发现电流计的指针向________偏；原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，发现电流计的指针向________偏。 【答案】 ABD 右 右 【详解】（1）[1]将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示． （2）[2] AB．将开关闭合或断开，导致穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，电流表指针偏转，AB正确； C．保持开关一直闭合，则穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针偏转，C错误； D．将螺线管A插入（或拔出）螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针偏转，D正确。 故选ABD。 （3）[3][4]在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转，原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转。 16．如图所示，闭合导线框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B。 （1）分别求出B⊥S（图示位置）和B∥S（线框绕OO′转90°）时，穿过闭合导线框架平面的磁通量。 （2）由图示位置绕OO′转过60°时，穿过框架平面的磁通量为多少？ （3）这个过程中磁通量变化了多少？ 【答案】（1）BS，0；（2）BS；（3） 【详解】（1）B⊥S时穿过闭合导线框架平面的磁通量为 Φ1＝BS B∥S时穿过闭合导线框架平面的磁通量为0。 （2）由图示位置绕OO′转过60°时，穿过框架平面的磁通量为 Φ2＝BScos60°= （3）这个过程中磁通量的变化量为 ΔΦ=Φ2－Φ1= 17．如图所示，在无限长的通电直导线附近放置一矩形线圈，与导线处在同一平面内，且线圈中的上下两条边与导线平行。则当线圈做下列三种不同方向的平行移动时，线圈内能否产生感应电流？ （1）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向一致； （2）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向垂直，并保持线圈与导线在同一平面内； （3）线圈平行移动的方向垂直于纸面向上。 【答案】（1）不能；（2）能；（3）能 【详解】（1）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向一致时线圈中的磁通量不变，所以没有感应电流产生。 （2）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向垂直并保持线圈与导线在同一平面内时线圈中的磁通量发生变化，有感应电流产生。 （3）线圈平行移动的方向垂直于纸面向上时磁通量发生变化，有感应电流产生。 18．如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B1＝1×10-2T。矩形线框置于水平桌面上，其面积S＝4×10-2m2。在线框中心O点正上方某位置水平放置一通电长直导线，电流产生的磁场在O点的磁感应强度B2＝1×10-2T。求： （1）O点磁感应强度大小 ； （2）穿过线框的磁通量 。 【答案】（1）；（2）4×10-4Wb 【详解】（1）电流在O点产生的磁感应强度B1水平向左，O点磁感应强度如图 解得 （2）电流的磁场穿过线框的磁通量为零，竖直向下的匀强磁场穿过线框的磁通量 解得 19．地球表面附近存在一个竖直向下的电场，其大小约为100V/m，在该电场的作用下，大气中正离子向下运动，负离子向上运动，从而形成较为稳定的电流，这叫做晴天地空电流。地表附近某处地空电流虽然微弱，但全球地空电流的总电流强度很大，约为1800A。以下分析问题时假设地空电流在全球各处均匀分布。 （1）请问地表附近从高处到低处电势升高还是降低？ （2）如果认为此电场是由地球表面均匀分布的负电荷产生的，且已知电荷均匀分布的带电球面在球面外某处产生的场强相当于电荷全部集中在球心所产生的场强；地表附近电场的大小用E表示，地球半径用R表示，静电力常量用k表示，请写出地表所带电荷量的大小Q的表达式； （3）取地球表面积S=5.1×1014m2，试计算地表附近空气的电阻率ρ0的大小； （4）我们知道电流的周围会有磁场，那么全球均匀分布的地空电流是否会在地球表面形成磁场？如果会，说明方向；如果不会，说明理由。 【答案】（1）降低；（2）；（3）2.8×1013Ω·m；（4）不会，见解析 【详解】(1)由题意知，电场方向竖直向下，沿电场方向电势降低，故地表附近从高处到低处电势降低。 (2)由点电荷场强公式 整理可得 (3)从地表开始向上取一小段高度为Δh的空气层（Δh远小于地球半径R），如图所示    则从空气层上表面到下表面之间的电势差为 这段空气层的电阻为 且 联立解得 代入题中数据解得 (4)为了研究地球表面附近A点的磁场情况，可以考虑关于过A点的地球半径对称的两处电流和，如图所示    根据右手螺旋定则可以判断，这两处电流在A点产生的磁场的磁感应强度刚好方向相反，大小相等，所以和产生的磁场在A点的合磁感应强度为零。同理，地球上各处的地空电流在A点的合磁感应强度都为零，即地空电流不会在A点产生磁场。同理，地空电流不会在地球附近任何地方产生磁场。 试卷第10页，共14页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $