第十三章 电磁感应与电磁波初步（举一反三单元测试）物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理第十三章“电磁感应与电磁波初步”单元检测卷，以神舟十七号、量子雷达等科技情境为载体，融合实验探究与综合计算，全面考查电磁感应、磁场、电磁波等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|电磁波传播、感应电流产生条件、磁场叠加、磁通量|结合神舟十七号通信考查电磁波性质，以特高压输电情境考查磁场叠加，体现科技前沿| |实验题|2/22|直线电流磁场探究、感应电流产生条件|通过磁传感器定量探究B与I、r关系，结合电流传感器分析感应电流大小影响因素，突出科学探究| |计算题|3/32|磁感应强度计算、磁通量变化、电磁感应综合|以旋转线圈、匀速运动线框为模型，考查磁通量变化量计算及感应电流产生条件，强化科学推理|

第十三章 电磁感应与电磁波初步（单元检测） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 选择题 （共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题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。） 1．2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 B．电磁波可以在真空中传播 C．不能用实验验证电磁波的存在 D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 【答案】B 【解析】电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，选项A错误；电磁波可以在真空中传播，选项B正确；可以用实验验证电磁波的存在，选项C错误；太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，选项D错误。 故选B。 2.下列图示中的闭合金属线圈始终全部处在匀强磁场中运动，其中线圈感应电流不为零的是（　　） A. 甲图中线圈水平向右匀速运动到图示位置 B. 乙图中线圈绕OO′匀速转动到与B垂直的图示位置 C. 丙图中线圈绕OO′匀速转动到图示位置 D. 丁图中线圈绕OO′匀速转动到与B平行的图示位置 【答案】D 【解析】甲图中线圈水平向右匀速运动到图示位置，运动过程线圈的磁通量一直为零，磁通量保持不变，线圈感应电流为零，故A错误；乙图中线圈绕OO′匀速转动到与B垂直的图示位置，此时通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，故B错误；丙图中线圈绕OO′匀速转动到图示位置，线圈转动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量保持不变，线圈感应电流为零，故C错误；．丁图中线圈绕OO′匀速转动到与B平行的图示位置，此时通过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故D正确。 3.特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流和，a、b、c三点连线与两根导线垂直并共面，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点等距，d点位于b点正上方。不考虑地磁场的影响，则（　　） A．d点处的磁感应强度方向竖直向上 B．a点处的磁感应强度方向竖直向下 C．a、c两点处的磁感应强度方向相同 D．b处磁感应强度小于d处磁感应强度 【答案】D 【解析】根据题意，由安培定则画出通电导线在各点的磁场，侧视图如图所示 A．由图可知，d点处的磁感应强度方向与两根导线所在平面平行，大小不为零，故A错误； BC．由图可知，a点处的磁感应强度方向竖直向上，c点处的磁感应强度方向竖直向下，即a、c两点处的磁感应强度方向相反，故BC错误； D．由于两条导线通有大小相等的电流，则b点的磁感应强度为零，b处磁感应强度小于d处磁感应强度，故D正确。 4.（2026高二上·湖南衡阳·期中）在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点的地磁场磁感应强度大小为。如图所示，将一条形磁铁固定在过P点的水平线上，让N极指向正北方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为；现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为（可认为地磁南、北极与地理北、南极重合）（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】设条形磁铁在P点的磁感应强度为B，未旋转条形磁铁时，两个磁场在P点的方向相同均由南指向北，由磁场的叠加可得 B+B0=B1 条形磁铁旋转后，地磁场方向未变，大小为B0，方向由南向北，条形磁铁在P点磁感应强度大小也不变仍为B，方向由西指向东。根据叠加原理可得 代入数据可得 故选B。 5.（2026江苏省锡山高级中学高二上学期期中如图所示，一束磁感线全部穿过两圆环A、B，圆环A的面积大于圆环B的面积，a、b是磁感线分布中的两点，则下列说法正确的（　　） A. 穿过A、B两环的磁通量的大小不相等， B. 穿过A、B两环的磁通量的大小不相等， C. a、b两点的磁感应强度的大小不相等， D. a、b两点的磁感应强度的大小不相等， 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据，形象上来看，磁通量即为通过线圈的磁感线总条数，由图可知，穿过A、B两环的磁通量的大小相等，故AB错误； CD．磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，由图可知，，故C错误，D正确。 故选D。 6.如图所示为家庭电路中的漏电保护器原理简图，变压器原线圈由火线和零线并绕而成，副线圈接有控制器，当副线圈端有电压时，控制器会控制脱扣开关断开，从而起保护作用。下列说法正确的是（  ） A．开关闭合瞬间，铁芯中磁通量变大 B．用户正常用电时，铁芯中磁通量为0 C．用电器总功率过大，a、b间有电压 D．灯泡发生短路时，a、b间有电压 【答案】B 【解析】铁芯中的磁通量，是由火线和零线中的电流产生的，当无漏电时即使是开关闭合瞬间或者用电器总功率过大或者灯泡发生短路时，火线和零线中的电流总是等大反向，铁芯中的磁通量始终为零，a、b间无电压。故选B。 7．.量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达，仍采用发射经典态的电磁波，但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是（　　） A．量子就是α粒子 B．隐身战机不向外辐射红外线 C．电磁波在真空中的传播速度与其频率无关 D．量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的 【答案】C 【解析】量子是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子，选项A错误；任何物体都会向外发射红外线，选项B错误；任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速c，选项C正确； 依据题意，量子雷达仍采用发射经典态的电磁波，不是目标物体发射的电磁波，选项D错 8.直流电铃原理如图所示，当电路接通时，蹄形电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，使小锤击打铃碗，同时导致电路断开，在弹性片弹力作用下衔铁弹回，电路再次接通，如此反复。关于电铃工作时的说法正确的是（　　） A. 电铃工作时，电能转化为机械能 B. 小锤击打铃碗时，电磁铁仍有磁性 C. 电磁铁有磁性时，端为S极 D. 若改变电流方向，电铃能正常工作 【答案】AD 【解析】电铃工作时，在磁力作用下，弹性片形变，产生弹性势能，则电能转化为机械能，故A正确；小锤击打铃碗时，电路断开，电磁铁没有磁性，故B错误；电磁铁有磁性时，根据安培定则，端为N极，故C错误；若改变电流方向，电磁铁仍会吸引衔铁，电铃能正常工作，故D正确。 9．最近媒体报导了几起怪事，有人发现从正规渠道购买的金条能被磁铁“吸”得动起来，当强磁铁对着金条前后快速移动时，金条被“吸”得前后摆动，于是就怀疑金条有问题，但通过专业检测这些金条都符合国家标准。检测员再次用强磁铁在金条旁边上下左右、前后缓慢移动时，未发现金条被吸引的现象，只有在前后快速移动磁铁时才发现吸引现象，对此现象下列解释合理的是（　　） A．金条被“吸”的原因和铁钴镍被磁铁吸引的原因相同 B．前后快速移动磁铁时磁通量变化较快，金条中产生涡流和磁铁发生相互作用，发生摆动 C．前后缓慢移动磁铁时，金条中磁通量不发生变化，所以没有感应电流 D．上下或左右缓慢移动磁铁时，磁通量变化较慢，金条中感应电流很小，和磁铁相互作用很弱，不足以观察到金条摆动 【答案】BD 【解析】铁钴镍属于磁性材料，被吸引的原因是因为被磁铁磁化产生磁性，和金条被吸引的原因不同。故A错误；当磁铁快速前后移动时，穿过金条的磁通量变化较快，金条中产生涡流，从而和磁铁发生相互作用，发生摆动，故B正确；当磁铁在金条前后缓慢移动时，穿过金条的磁通量变化较慢，金条中感应电流很小，和磁铁相互作用很弱，不足以观察到金条摆动，并不是没有感应电流，故C错误；当磁铁在金条旁边上下左右缓慢移动时，穿过金条的磁通量变化较慢，金条中感应电流很小，和磁铁相互作用很弱，不足以观察到金条摆动。故D正确。 10．一激光器发光功率为，发出的激光在折射率为的介质中波长为，若在真空中速度为，普朗克常量为，则下列叙述正确的是（　　） A．该激光在真空中的波长为 B．该波的频率为 C．该激光器在内辐射的能量子数为 D．该激光器在内辐射的能量子数为 【答案】AC 【解析】由知在介质中速度在真空中波长故A正确； B．频率故B错误；在内辐射能量每个能量子能量故在内辐射的能量子数为故C正确，D错误。 第Ⅱ卷 非选择题（共54分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共22分。） 11．（10分） 11．某实验小组准备定量探究直线电流周围磁场的决定因素。实验室提供了以下实验器材： A．电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.2Ω） B．直导线（长度适宜、阻值约为3Ω） C．滑动变阻器R（0~15Ω，额定电流为2A） D．定值电阻 E.电源（电动势为E=3.0V，内阻很小） F.磁传感器和测试仪 G.开关S和导线若干 （1）实验设计和电路连接 ①磁传感器和测试仪可以测定空间中某点磁场的强弱，该小组猜测直导线周围的磁场强弱可能跟电流强度I以及场点到直导线的距离r有关，为完成实验定量探究，他们应该采用的实验方法为 。 ②实验电路中，连接定值电阻R0的目的是 。 ③如图甲所示为已正确连接的部分电路，为定量测量直导线周围磁场的磁感应强度，请用笔画线代替导线，完成图甲中剩余实验器件的连接 。 （2）探究磁感应强度B与电流强度Ⅰ的关系 ①闭合开关S，保持磁传感器位置不变，记录电流表读数I和磁传感器及测试仪的读数B，电流表示数如图乙所示，该读数为 A。 ②改变滑动变阻器滑片的位置，重复①中操作。 ③在B-I坐标系中描点作图如图丙所示，可知磁感应强度B与电流强度I成正比，图线的斜率为 μT/A（结果保留两位有效数字）。 （3）探究磁感应强度B与场点到直导线距离r的关系 保持电路中电流不变，改变场点位置，测得磁感应强度B与场点到直导线距离r成反比关系。 【答案】 控制变量法 （1分） 保护电路（1分） （2分） 0.23 （2分） 38（2分） 【详解】（1）①[1]磁感应强度B与距离r和电流强度I都有关，应该采用控制变量法。 ②[2]为保证电流表读数不超过量程，应该串联定值电阻R₀保护电路。 ③[3]实物连接如图所示 （2）①[1]根据电流表读数规则可得读数为0.23 A。 ③[2]图线的斜率为 。 12．（12分）某同学在做“探究感应电流产生的条件”实验中，先将灵敏电流计连接在图甲所示的电路中，如图甲所示。 (1)下列实验操作过程说法正确的是________。 A．开关闭合后，线圈A插入线圈B过程或从线圈B中拔出过程，都会引起电表的指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均不会偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转 (2)为了探究影响感应电流方向的因素，该同学先确定了灵敏电流表G的偏转方向与电流方向的关系，发现按图乙所示电路接通时，电流表的指针向左偏转。接着他将灵敏电流表G与一螺线管相连，某次磁铁运动时，电流表指针向右偏转，如图丙所示，则可判断此次条形磁铁的运动情况是 （填“向上远离”或“向下靠近”）。 (3)该同学发现在做向线圈插入条形磁铁的实验中，插入的速度越快，电流表的偏转角度越大，他通过图丁实验装置继续探究感应电流的大小的影响因素。将一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。将一条形磁铁从铜线圈上端不同高度沿中轴线由静止释放，两次实验中分别得到了如图1、2所示的电流随时间变化的图线，若忽略空气阻力，下列说法正确的是________。 A．在磁铁穿过线圈的过程中，两次线圈内磁通量的变化量相同 B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，产生的感应电流峰值越大 C．若增加铜线圈匝数，在磁铁穿过线圈的过程，两次线圈内磁通量的变化量均增大 D．两次磁体受到的线圈的作用力都是先向上后向下 【答案】(1)AD（3分） (2)向上远离（2分） (3)AB（3分） 【详解】（1）A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都会使线圈B的磁通量发生变化，回路产生感应电流，从而引起电表的指针偏转，故A正确； B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，A线圈的电流都会发生变化，从而使线圈B的磁通量发生变化，回路产生感应电流，电表的指针均会偏转，故B错误； CD．开关闭合后，无论滑动变阻器的滑片P匀速滑动、加速滑动或者减速滑动，滑动变阻器接入电路阻值发生变化，A线圈的电流发生变化，从而使线圈B的磁通量发生变化，回路产生感应电流，电表的指针会偏转，指针不会静止在中央零刻度，故C错误，D正确。 故选AD。 （2）由图乙可知，当电流从灵敏电流计左端流入时，指针向左偏转；而丙图指针向右偏转，可知电流从灵敏电流计右端流入，则线圈中感应电流的方向是逆时针的（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁磁场方向向上，根据楞次定律可知，线圈中磁通量减小，则条形磁铁向上远离。 （3）A．在磁铁穿过线圈的过程中，由于两次用同一条形磁铁，则线圈内磁通量的变化量相同，故A正确； B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，在磁铁穿过线圈的过程中，条形磁铁的速度越大，使得线圈内磁通量的变化越快，产生的感应电动势越大，产生的感应电流峰值越大，故B正确； C．若仅增加铜线圈匝数，在磁铁穿过线圈的过程，两次线圈内磁通量的变化量均相同，故C错误； D．由于磁铁一直相对于线圈向下运动，根据“来拒去留”推论可知，磁体所受的磁场力一直向上，故D错误。 故选AB。 三、计算题（本题共3小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13．（8分）空间内有一匀强磁场，磁感线方向竖直向下： (1)在磁场中放入一根长、与磁场方向垂直的直导线，让导线中通过的电流，这段导线受到的磁场力为。求该磁场的磁感应强度大小。 (2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈，线圈平面与水平方向夹角，线圈平面面积，穿过线圈的磁通量为多少？若将线圈以为轴顺时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？若将线圈以为轴逆时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？ 【答案】(1)2T (2)，1.2Wb，0.4Wb 【详解】（1）由磁感应强度的定义式得（3分） （2）线圈在垂直磁场方向上的投影面积 穿过线圈的磁通量（1分） 线圈以为轴顺时针方向转过后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量（1分） 故磁通量的变化量大小为（2分） 线圈以为轴逆时针方向转过后变为与磁场方向平行，线圈在垂直磁场方向上的投影面积为0，故此时通过线圈的磁通量（1分） 故磁通量的变化量（2分） 14．（10分）如图所示，在粗螺线管中心轴线上垂直放置一根转轴，截面积为S的单匝闭合线圈与水平面的夹角为30°，螺线管与电源和滑动变阻器相连，开关始终处于闭合状态，螺线管中形成匀强磁场，电流越大，磁场越强，初始时刻管内磁场的磁感应强度大小为B。 (1)指出螺线管磁场的方向。 (2)求初始时刻穿过线圈的磁通量。 (3)当滑动变阻器的滑片向左滑动时，磁感应强度随时间变化规律为B＝（2＋3t）T，S＝10 cm2，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？ 【答案】(1)螺线管内部磁场的方向从左向右，外部磁场方向从右向左 (2) (3) 【详解】（1）依据右手螺旋定则，结合题目中的图，电流沿逆时针方向，可知螺线管内部磁场的方向从左向右，外部磁场方向从右向左。（2分） （2）初始时刻线圈与水平面的夹角为30°，磁场的磁感应强度大小为B，依据磁通量公式得 （3分） （3）当滑动变阻器的滑片向左滑动时，流过线圈的电流增加，导致穿过单匝闭合线圈的磁通量增加，磁感应强度随时间的变化规律为，则在第3 s内磁感应强度变化为 （2分） 故在第3s内穿过线圈的磁通量变化量大小为 （3分） 15．（16分）如图所示，正方形金属框abcd的边长为l，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，磁场区域范围足够大，P点位于cd的中点，cd与PN在同一条直线上，规定此时穿过金属框的磁通量为正。 (1)此时穿过金属框的磁通量为多少？ (2)若将金属框以bc边为轴，分别向纸面外转动和，磁通量变化量分别为多少？ (3)以图示位置为计时起点，线框向右以速度v做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使线框中不产生感应电流，求磁感应强度B与时间t之间的关系式。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）根据磁通量的定义式，其中 （2分） 代入解得此时穿过金属框的磁通量为 （2分） （2）若向纸面外转动，则 （1分） 所以磁通量的变化量为 （2分） 若向纸面外转动，则 （1分） 所以磁通量的变化量为 （1分） （3）要使线框中不产生感应电流，即线框中的磁通量不发生变化，则经任意时刻t，线框运动的位移为 （2分） 此时穿过金属框的磁通量 （2分） 且 （2分） 联立可得磁感应强度B与时间t之间的关系式 （1分） / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十三章 电磁感应与电磁波初步（单元检测） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 选择题 （共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题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。） 1．2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 B．电磁波可以在真空中传播 C．不能用实验验证电磁波的存在 D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 2.下列图示中的闭合金属线圈始终全部处在匀强磁场中运动，其中线圈感应电流不为零的是（　　） A. 甲图中线圈水平向右匀速运动到图示位置 B. 乙图中线圈绕OO′匀速转动到与B垂直的图示位置 C. 丙图中线圈绕OO′匀速转动到图示位置 D. 丁图中线圈绕OO′匀速转动到与B平行的图示位置 3.特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流和，a、b、c三点连线与两根导线垂直并共面，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点等距，d点位于b点正上方。不考虑地磁场的影响，则（　　） A．d点处的磁感应强度方向竖直向上 B．a点处的磁感应强度方向竖直向下 C．a、c两点处的磁感应强度方向相同 D．b处磁感应强度小于d处磁感应强度 4.（2026高二上·湖南衡阳·期中）在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点的地磁场磁感应强度大小为。如图所示，将一条形磁铁固定在过P点的水平线上，让N极指向正北方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为；现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为（可认为地磁南、北极与地理北、南极重合）（　　） A． B． C． D． 5.（2026江苏省锡山高级中学高二上学期期中如图所示，一束磁感线全部穿过两圆环A、B，圆环A的面积大于圆环B的面积，a、b是磁感线分布中的两点，则下列说法正确的（　　） A. 穿过A、B两环的磁通量的大小不相等， B. 穿过A、B两环的磁通量的大小不相等， C. a、b两点的磁感应强度的大小不相等， D. a、b两点的磁感应强度的大小不相等， 6.如图所示为家庭电路中的漏电保护器原理简图，变压器原线圈由火线和零线并绕而成，副线圈接有控制器，当副线圈端有电压时，控制器会控制脱扣开关断开，从而起保护作用。下列说法正确的是（  ） A．开关闭合瞬间，铁芯中磁通量变大 B．用户正常用电时，铁芯中磁通量为0 C．用电器总功率过大，a、b间有电压 D．灯泡发生短路时，a、b间有电压 7．.量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达，仍采用发射经典态的电磁波，但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是（　　） A．量子就是α粒子 B．隐身战机不向外辐射红外线 C．电磁波在真空中的传播速度与其频率无关 D．量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的 8.直流电铃原理如图所示，当电路接通时，蹄形电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，使小锤击打铃碗，同时导致电路断开，在弹性片弹力作用下衔铁弹回，电路再次接通，如此反复。关于电铃工作时的说法正确的是（　　） A. 电铃工作时，电能转化为机械能 B. 小锤击打铃碗时，电磁铁仍有磁性 C. 电磁铁有磁性时，端为S极 D. 若改变电流方向，电铃能正常工作 9．最近媒体报导了几起怪事，有人发现从正规渠道购买的金条能被磁铁“吸”得动起来，当强磁铁对着金条前后快速移动时，金条被“吸”得前后摆动，于是就怀疑金条有问题，但通过专业检测这些金条都符合国家标准。检测员再次用强磁铁在金条旁边上下左右、前后缓慢移动时，未发现金条被吸引的现象，只有在前后快速移动磁铁时才发现吸引现象，对此现象下列解释合理的是（　　） A．金条被“吸”的原因和铁钴镍被磁铁吸引的原因相同 B．前后快速移动磁铁时磁通量变化较快，金条中产生涡流和磁铁发生相互作用，发生摆动 C．前后缓慢移动磁铁时，金条中磁通量不发生变化，所以没有感应电流 D．上下或左右缓慢移动磁铁时，磁通量变化较慢，金条中感应电流很小，和磁铁相互作用很弱，不足以观察到金条摆动 10．一激光器发光功率为，发出的激光在折射率为的介质中波长为，若在真空中速度为，普朗克常量为，则下列叙述正确的是（　　） A．该激光在真空中的波长为 B．该波的频率为 C．该激光器在内辐射的能量子数为 D．该激光器在内辐射的能量子数为 第Ⅱ卷 非选择题（共54分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共22分。） 11．（10分） 11．某实验小组准备定量探究直线电流周围磁场的决定因素。实验室提供了以下实验器材： A．电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.2Ω） B．直导线（长度适宜、阻值约为3Ω） C．滑动变阻器R（0~15Ω，额定电流为2A） D．定值电阻 E.电源（电动势为E=3.0V，内阻很小） F.磁传感器和测试仪 G.开关S和导线若干 （1）实验设计和电路连接 ①磁传感器和测试仪可以测定空间中某点磁场的强弱，该小组猜测直导线周围的磁场强弱可能跟电流强度I以及场点到直导线的距离r有关，为完成实验定量探究，他们应该采用的实验方法为 。 ②实验电路中，连接定值电阻R0的目的是 。 ③如图甲所示为已正确连接的部分电路，为定量测量直导线周围磁场的磁感应强度，请用笔画线代替导线，完成图甲中剩余实验器件的连接 。 （2）探究磁感应强度B与电流强度Ⅰ的关系 ①闭合开关S，保持磁传感器位置不变，记录电流表读数I和磁传感器及测试仪的读数B，电流表示数如图乙所示，该读数为 A。 ②改变滑动变阻器滑片的位置，重复①中操作。 ③在B-I坐标系中描点作图如图丙所示，可知磁感应强度B与电流强度I成正比，图线的斜率为 μT/A（结果保留两位有效数字）。 （3）探究磁感应强度B与场点到直导线距离r的关系 保持电路中电流不变，改变场点位置，测得磁感应强度B与场点到直导线距离r成反比关系。 12．（12分）某同学在做“探究感应电流产生的条件”实验中，先将灵敏电流计连接在图甲所示的电路中，如图甲所示。 (1)下列实验操作过程说法正确的是________。 A．开关闭合后，线圈A插入线圈B过程或从线圈B中拔出过程，都会引起电表的指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均不会偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转 (2)为了探究影响感应电流方向的因素，该同学先确定了灵敏电流表G的偏转方向与电流方向的关系，发现按图乙所示电路接通时，电流表的指针向左偏转。接着他将灵敏电流表G与一螺线管相连，某次磁铁运动时，电流表指针向右偏转，如图丙所示，则可判断此次条形磁铁的运动情况是 （填“向上远离”或“向下靠近”）。 (3)该同学发现在做向线圈插入条形磁铁的实验中，插入的速度越快，电流表的偏转角度越大，他通过图丁实验装置继续探究感应电流的大小的影响因素。将一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。将一条形磁铁从铜线圈上端不同高度沿中轴线由静止释放，两次实验中分别得到了如图1、2所示的电流随时间变化的图线，若忽略空气阻力，下列说法正确的是________。 A．在磁铁穿过线圈的过程中，两次线圈内磁通量的变化量相同 B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，产生的感应电流峰值越大 C．若增加铜线圈匝数，在磁铁穿过线圈的过程，两次线圈内磁通量的变化量均增大 D．两次磁体受到的线圈的作用力都是先向上后向下 三、计算题（本题共3小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13．（8分）空间内有一匀强磁场，磁感线方向竖直向下： (1)在磁场中放入一根长、与磁场方向垂直的直导线，让导线中通过的电流，这段导线受到的磁场力为。求该磁场的磁感应强度大小。 (2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈，线圈平面与水平方向夹角，线圈平面面积，穿过线圈的磁通量为多少？若将线圈以为轴顺时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？若将线圈以为轴逆时针转过角，则通过线圈的磁通量变化量为多少？ 14．（10分）如图所示，在粗螺线管中心轴线上垂直放置一根转轴，截面积为S的单匝闭合线圈与水平面的夹角为30°，螺线管与电源和滑动变阻器相连，开关始终处于闭合状态，螺线管中形成匀强磁场，电流越大，磁场越强，初始时刻管内磁场的磁感应强度大小为B。 (1)指出螺线管磁场的方向。 (2)求初始时刻穿过线圈的磁通量。 (3)当滑动变阻器的滑片向左滑动时，磁感应强度随时间变化规律为B＝（2＋3t）T，S＝10 cm2，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？ 15．（16分）如图所示，正方形金属框abcd的边长为l，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，磁场区域范围足够大，P点位于cd的中点，cd与PN在同一条直线上，规定此时穿过金属框的磁通量为正。 (1)此时穿过金属框的磁通量为多少？ (2)若将金属框以bc边为轴，分别向纸面外转动和，磁通量变化量分别为多少？ (3)以图示位置为计时起点，线框向右以速度v做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使线框中不产生感应电流，求磁感应强度B与时间t之间的关系式。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $