第13章 电磁感应与电磁波初步 章末综合检测-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册教用课件（人教版）

该高中物理单元复习课件系统梳理了电磁感应与电磁波初步的核心知识，涵盖磁场性质、电磁感应条件、磁通量计算及电磁波应用，通过实验案例和实际应用串联知识点，构建完整知识网络。 其亮点在于融合科学探究与物理观念，设计分层练习，如通过“线圈旋转磁通量变化”分析培养科学思维，结合手机磁传感器等实例强化应用，帮助学生巩固知识，教师可精准把握学情提升复习效率。

章末综合检测（五）电磁感应与电磁波初步 （满分：100分） 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·辽宁大连期中）图中与磁现象有关的四个实验，其对应判断正确的是（　　） A. 甲图中小磁针的偏转情况形象描述了 磁体周围磁场的分布 B. 乙图说明磁场对电流有力的作用，根据该原理制成了电动机 C. 丙图表明通电导线周围存在着磁场，这一物理现象是法拉第发现的 D. 丁图中左边铁钉吸引大头针较多，表明左侧线圈内电流大，电磁铁磁性强 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 物理·必修第三册 解析：　条形磁铁周围存在磁场，故在甲图中小磁针的偏转情况形象描 述了条形磁铁周围磁场的分布，故A正确；乙图是电磁感应的装置图，根 据此原理制成了发电机，故B错误；丙图表明通电导线周围存在着磁场， 这一物理现象是奥斯特发现的，故C错误；由丁图可知，两边线圈的电流 相同，但左边线圈的匝数多，故其磁性强，则左边铁钉吸引大头针多，故 D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 2. （2025·贵州贵阳期末）安培认为，在物质内部，存在着一种环形电流—分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。若某一物质微粒两侧磁极如图所示，下列利用安培定则判断电流方向正确的是（　　） 解析：　根据安培定则：用右手握住环形电流，让四指指向电流的方 向，那么大拇指所指的方向就是环形电流轴线处磁场方向，故选D。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 3. （2025·四川成都期末）关于磁铁和电流的磁感线分布，下列四幅图中 正确的是（　　） √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：　磁铁外部的磁感线从磁铁的N极发出，S极进入，A、D错误；直 线电流的磁场方向根据安培定则判断，大拇指指向电流方向，弯曲的四指 指向磁感线方向，即从上向下看应为顺时针方向，B错误；环形电流产生 的磁场方向根据安培定则判断，弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向环 形电流轴线处磁感线方向，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 4. （2025·山东菏泽期中）如图所示，我国的球面射电望远镜（FAST）是 世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”，并通过随地球自 转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为D，其边缘圆周处于同一水 平面内，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ， 则（　　） A. 穿过“眼眶”的磁通量大小为BπD2 B. 磁感应强度B的方向为穿出“眼眶”斜向上 C. 在地球自转90°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0 D. 在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为BπD2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：　地磁场的磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ，则穿过 “眼眶”的磁通量大小为Φ1＝Bsin θ·π＝BπD2sin θ，故A错误；“超 级天眼”处于北半球，根据地磁场的分布特征可知，磁感应强度B的方向 为穿出“眼眶”斜向下，故B错误；根据地磁场的分布特征的对称性规律 可知，地球自转过程中，“天眼眼眶”所在处地磁场的磁感应强度大小始 终为B，方向始终与水平面夹角为θ，即穿过“眼眶”的磁通量大小始终为 BπD2sin θ，则在地球自转过程中，任意时间内穿过“眼眶”磁通量的变 化量始终为0，故C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 5. （2025·辽宁沈阳期末）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甲所示。小明为了测量当地的地磁场，在手机上建 立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面，如图乙所示。某次测量 时，手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据Bx＝0、By＝22 μT、Bz＝－45 μT。根据测量结果可以推断（　　） A. 测量地点位于南半球 B. x轴正方向指向西方 C. y轴正方向指向北方 D. 当地地磁场的磁感应强度大小约 为30 μT √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：　地球磁场的南极大致在地理北极附近，磁场的北极大致在地理 南极附近，由表中z轴数据可看出z轴的磁场方向竖直向下，则测量地点应 位于北半球，故A错误；由上述可知测量地在北半球，而北半球地磁场指 向北方斜向下，由于Bx＝0、By＞0可知，y轴正方向指向北方，x轴正方向 指向东方，故B错误，C正确；磁感应强度为矢量，由题目数据可得此处的 磁感应强度大致为B＝≈50 μT，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 6. 如图所示，图甲中金属线框平面 与磁感线始终垂直；图乙中通电导 线中的电流恒定，金属线框的转轴 MN与通电直导线平行；图丙中金属框架水平，磁场竖直向下。以下几种情况中，对于感应电流分析正确的是（　） A. 图甲中金属线框匀加速向右运动，线框中一定有感应电流 B. 图乙中金属线框绕MN匀速转动，线框中一定有感应电流 C. 图丙中磁感应强度逐渐减弱（未减至0）的过程中，金属棒MN在水平金 属框架上向右匀速运动，回路中一定有感应电流产生 D. 图甲、乙、丙中都不会产生感应电流 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：　图甲中电路闭合，但磁通量不变，没有感应电流产生，A错误； 图乙中金属线框绕MN匀速转动，磁通量时刻变化，能产生感应电流，B正 确；图丙中电路闭合，面积增大，磁感应强度减弱，无法判断磁通量是否 变化，故无法判断是否有感应电流产生，C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 7. （2025·四川攀枝花期末）如图，一根通电直导线垂直放在方向水平向 右、磁感应强度大小为B＝1 T的匀强磁场中，以导线为圆心的圆周上有a、 b、c、d四个点，ac为竖直直径，bd为水平直径，直导线垂直于纸面，已知 c点的磁感应强度大小为0。下列说法正确的是（　　） A. 直导线中电流方向垂直于纸面向里 B. a点的磁感应强度大小为0 C. b点的磁感应强度方向与B的方向成45°斜向右下方 D. b点的磁感应强度大小为2 T √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：　c点的磁感应强度大小为0，说明通电直导线在c点产生的磁感应 强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即通电直导线在c点产 生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流 方向垂直于纸面向外，故A错误；根据安培定则可知，通电直导线在a点产 生的磁感应强度方向水平向右，与匀强磁场的磁感应强度进行合成可知， a点的磁感应强度大小为2 T，故B错误；根据安培定则可知，通电直导线 在b点产生的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形定则可知，b点的 磁感应强度大小为 T，方向与B的方向成45°斜向右下方，故C正确，D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 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 个选项中多个选项符合题目要求，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. （2025·四川成都期末）长度为L、通有电流I的直导线按甲、乙、丙、 丁四种方式放入四个不同的匀强磁场中，所受的磁场力大小均为F。关于 各磁场的磁感应强度大小B，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中磁场的磁感应强度大小B1＝ B. 图乙中磁场的磁感应强度大小B2＝ C. 图丙中磁场的磁感应强度大小B3＝ D. 图丁中磁场的磁感应强度大小B4＝ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：磁感应强度定义式B＝的适用条件是通电直导线垂直于磁场方向，若不垂直时，L为通电直导线垂直于磁场方向的有效投影长度，图甲中通电直导线垂直于磁场方向的有效投影长度为Lcos θ，所以磁感应强度大小为B1＝，A正确；图乙、丙、丁中通电直导线均与磁场垂直，所以磁感应强度大小均为B＝，C正确，B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 9. （2025·河南周口阶段练习）将面积为4.0×10－4 m2的矩形线圈放入水平 方向的匀强磁场中，线圈与磁场之间的夹角为30°，ad、bc边与磁场垂 直，如图所示，该匀强磁场的磁感应强度大小为0.2 T。现将线圈以ad边为 轴按图中所示方向旋转60°，则（　　） A. 初始状态穿过线圈的磁通量为4×10－5 Wb B. 旋转60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为零 C. 旋转60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为8×10－5 Wb D. 旋转过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：设原磁通量为正值，则Φ1＝BSsin 30°＝4×10－5 Wb，A错误；旋转60°后磁通量Φ2＝－BSsin 30°＝－4×10－5 Wb，由此可知磁通量的变化量ΔΦ＝＝8×10－5 Wb，B错误，C正确；旋转过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 10. 雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向 发射电磁波脉冲，当电磁波脉冲遇到障碍物时会发生反射。雷达在发射和 接收到反射回来的电磁波脉冲时，在监视屏上将对应呈现出一个尖形波。 某防空雷达发射的电磁波频率f＝3×104 MHz，如果雷达监视屏上显示某次 发射和接收的尖形波如图所示（相邻刻线间表示的时间间隔为1.0×10－5 s），则被监视的目标到雷达的距离x以及该雷达发出的电磁波的波长λ为 （　　） A. x＝30 km B. x＝15 km C. λ＝0.10 m D. λ＝1.0 cm √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：电磁波从发射到接收，通过的路程是雷达到目标距离的2倍，从题图中可以看出，两个尖形波间隔为10个小格，即全程的时间为1×10－4 s，单程的时间为0.5×10－4 s，则x＝vt＝3.0×108 m/s×0.5×10－4 s＝15 km，故A错误，B正确；该雷达发出的电磁波的波长λ＝＝0.01 m＝1.0 cm，故C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. （6分）（2025·湖北武汉期中）某实验小组准备了如图甲、乙所示的 实验装备组成实验电路，研究电磁感应现象。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 （1）接好电路，合上开关的瞬间，电流计指针发生偏转的是 （填正 确答案前的标号）。 A. 图甲 B. 图乙 C. 图甲和图乙 D. 都未发生偏转 解析：合上开关的瞬间，图甲中的导体棒没有做切割磁感线的运动，没有感应电流，电流计的指针不会发生偏转，A错误；合上开关的瞬间，线圈A中的磁通量发生改变，进而引起线圈B中的磁通量发生改变，从而产生感应电流，电流计的指针会发生偏转，B正确，C、D均错误。 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 （2）实验探究过程中，下列说法正确的是（多选，填正确答案前的标 号）（　BD　） A. 图甲，导体ab在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时，电流 计指针均会偏转 B. 图乙，闭合开关，拔出线圈A中的铁棒一瞬间时，电流计的指针发生偏 转 C. 图乙，当开关闭合，线圈A电流稳定后，电流计的指针发生偏转 D. 图乙，开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，电流计的指针偏转，线 圈B中出现感应电流 BD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：图甲，导体ab在磁场中垂直于磁感线运动时，电流计指针会偏转，而沿着磁感线运动时，电流计指针不会偏转，A错误；图乙，闭合开关，拔出线圈A中铁棒的瞬间，线圈A中的磁通量发生改变，线圈B中的磁通量随之发生改变，产生感应电流，电流计的指针发生偏转，B正确；图乙，当开关闭合，线圈A电流稳定后，线圈中的磁通量没有发生改变，不能产生感应电流，电流计的指针不发生偏转，C错误；图乙，开关闭合，移动滑动变阻器的滑片时，线圈A中的电流大小发生改变，磁感应强度发生改变，通过线圈的磁通量发生改变，线圈B中的磁通量随之改变，线圈B从而产生感应电流，故电流计的指针发生偏转，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 （3）图乙接通开关进行实验时，滑动变阻器滑片P应该滑置在 （填 “C”或“D”）端。 解析：闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，即图示中的C端。 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 （1）1831年，物理学家法拉第用如图所示的实验，成功发现了磁生电现 象，当开关始终处于闭合状态时，a线圈中 （选填“有”或 “无”）感应电流产生，当开关闭合或断开瞬间，a线圈中 （选填 “有”或“无”）感应电流产生。 无 有 12. （8分）（2025·山西运城期中）逆向思维是一种重要的思想方法，在 这种思想方法的引领下，许多重要的科学定律被发现。“电生磁，磁生 电”这种逆向互生的关系，体现了物理学中的一种对称美。请思考： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：当开关始终处于闭合状态时，因穿过a线圈的磁通量不变，所以无感应电流产生。闭合开关瞬间，穿过a线圈的磁通量突然增大，所以有感应电流产生。断开开关瞬间，穿过a线圈的磁通量突然减小，所以有感应电流产生。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 （2）如图是某兴趣小组研究磁生电现象所准备的器材。 请你协助该小组完成如下工作，用实线代替导线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路；将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路，并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式： ① 　　； ② 　　； ③ 　　。 答案：图见解析　①见解析　②见解析　③见解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 解析：实物连接如图所示。 ①将原线圈A插入副线圈B中，闭合（或断 开）开关瞬间； ②闭合开关后，将原线圈A插入副线圈B时 或从副线圈B中抽出时； ③闭合开关，将原线圈A插入副线圈B后， 移动滑动变阻器的滑片。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 13. （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？ 答案：BS　 解析：根据磁通量的定义知，穿过平面的 磁通量为Φ1＝BS。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 （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：BS　BS 解析： 转过60°后穿过线框平面的磁通量为Φ2＝BS⊥＝BS·cos 60°＝BS 磁通量变化量为ΔΦ＝｜Φ2－Φ1｜＝BS 即穿过线框平面的磁通量的变化量为BS。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 14. （14分）如图所示，将一根长为L＝0.5 m的直导线垂直于磁感线方向 放入水平匀强磁场中，当导线通以2 A的电流时，导线受到的磁场力为 1.0×10－4 N。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； 答案：1.0×10－4 T　 解析：直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中，由B＝代入 数据解得 B＝＝ T＝1.0×10－4 T。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 （2）若该导线中通以3 A的电流，试求此时导线所受磁场力的大小。 答案：1.5×10－4 N 解析：由F＝BIL可知在磁感应强度和导线长度一定时，磁场力与电流成正比，即＝ 代入数据解得F2＝1.5×10－4 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 15. （16分）一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道 闪光称为一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s，波 长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W。 （1）每列光脉冲的长度是多少？ 答案：3.0×10－3 m　 解析：光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需要的时间，所以一个光脉冲的长度为ΔL＝cΔt＝3.0×108×1.0×10－11 m＝3.0×10－3 m。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 （2）用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm2吸收能量达到60 J以后，色斑便 逐渐消失，一颗色斑的面积是50 mm2，则它需要吸收多少个红宝石激光脉 冲才能逐渐消失？ 答案：300个 解析：一个光脉冲所具有的能量为ΔE＝PΔt＝1.0×1010×1.0×10－11 J ＝0.1 J 消除面积为50 mm2的色斑需要的光脉冲数是n＝＝＝300 （个）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第三册 $