高中物理单元测试——第十三章电磁感应与电磁波初步（较易版02）

**基本信息** 高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步单元复习卷，以磁星、普朗克时间等科技情境为载体，通过基础概念辨析与实验探究，落实物理观念与科学思维，适配单元巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|磁场性质（磁星磁场）、磁性材料、单位制|结合宇宙磁星情境考查磁场基本性质| |多选题|3/18|奥斯特实验、磁通量变化、磁场力|通过电流磁场叠加问题培养科学推理| |作图题|1/6|磁化磁极标注|直观考查磁场对软铁的磁化作用| |实验题|2/15|电磁感应现象、螺线管磁场测量|基于DIS实验落实科学探究能力| |解答题|2/33|磁通量计算及转动变化|综合考查磁通量公式应用与动态分析|

高中物理单元测试 —— 第十三章 电磁感应与电磁波初步（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）宇宙中存在着各种各样的恐怖天体，比如黑洞，中子星，脉冲星，磁星。1979年人类首次发现磁星，磁星被称为宇宙磁王。若某个磁星的磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，分布与地球类似，下列有关磁星的磁场说法正确的是（　　） A．磁星可能只有N极 B．磁场只存在于磁星外部，而磁星内部不存在磁场 C．由于磁场特别强，所以该磁星表面真实的存在磁感线 D．磁星表面的磁感线不可能相交 【答案】D 【详解】AB．任何磁体都有N、S极；磁感线为假想的闭合曲线，实际不存在，在“磁星”内部仍然存在磁场，故ABC错误； D．磁场中某点不能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故D正确； 故选D 。 2．（本题4分）下列用途的物体用到软磁性材料的是（　　） A．录音带上的磁性材料 B．录像带上的磁性材料 C．电脑用的磁盘 D．电磁铁的铁芯 【答案】D 【详解】ABC．录音磁带上的磁性材料、录像磁带上的磁性材料和电脑用的磁盘，都是硬磁性材料在我们生活中应用广泛，使为了在外磁场撤去后磁性不容易失去，使信息得以保存，故ABC错误。 D．电磁铁的铁芯是利用软磁性材料制成的，能方便随时通断。故D正确。 故选D。 3．（本题4分）在国际单位制中磁感应强度的单位是“T”，若用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据 可知 故选D。 4．（本题4分）1820年，毕奥与萨伐尔通过实验方法证明，很长的直导线MN在空间某点产生磁场的磁感应强度与这一点到直导线的距离成反比，与电流成正比。如图所示，空间中存在两根无限长的平行直导线P、Q，通有大小相等、方向相同的电流。两导线所在平面内存在M、O、N三点，M与O关于P对称、O与N关于Q对称、O到P、Q的距离相等。初始时，M处的磁感应强度大小为，现保持P中电流不变，仅将Q撤去，则N点的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题可知M、O、N三点到相邻导线的距离都相等，设为r，设电流大小为I，初始时，M处的磁感应强度大小为，则有 仅将Q撤去，则N点的磁感应强度大小为 解得 故选D。 5．（本题4分）普朗克时间是指时间量子间的最小间隔，约为。用万有引力常数G、真空中的光速c和普朗克常数h表示普朗克长度，则普朗克时间正确的一项是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】普朗克长度为，则普朗克时间为 故选D。 6．（本题4分）在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（　　） A．黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关 C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的 D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波 【答案】C 【详解】A．黑体不反射电磁波，但会向外辐射电磁波，即黑体辐射，故A错误； B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故B错误； C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的，即只能是元电荷的整数倍，故C正确； D．麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹用实验捕捉到了电磁波，故D错误。 故选C。 7．（本题4分）下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．电流的方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场的方向导线左侧为垂直纸面向外，导线右侧为垂直纸面向里，故A错误； B．电流的方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场的方向从上向下看应为逆时针方向，故B错误； C．根据电流的绕向，结合安培定则知，螺线管内部的磁场方向向右，故C错误； D．环形电流的方向从上往下看为逆时针方向，根据安培定则知，磁场的方向向上，故D正确。 故选D。 二、多选题 8．（本题6分）小明准备自己动手重做奥斯特实验，并希望观察到小磁针最大的偏转，他用绝缘支架架好直导线，并在直导线正下方放置了一枚小磁针。有关该实验，以下说法正确的是（　　） A．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置 B．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该通正弦交变电流 C．通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 D．未通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 【答案】AD 【详解】A．地磁场的方向沿地理南北方向，为了使实验现象明显，直导线电流产生的磁场在小磁针位置的方向应该沿东西方向，根据安培定则可知，为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置，故A正确； B．为了让通电前后小磁针有稳定的最大的偏转，直导线应该通较大的恒定电流，故B错误； C．由于通电导线产生的磁场的影响，小磁针指向应该为合磁场的方向，由于地磁场沿南北，则通电时，直导线正下方的小磁针S极应该偏离地理南极位置，故C错误； D．未通电时，由于地磁场沿南北，直导线正下方的小磁针在地磁场的作用下，S极应该指向地理位置南极，故D正确。 故选AD。 9．（本题6分）如图所示，边长为的匝正方形线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（　　） A．图示位置时，穿过线框的磁通量为 B．图示位置时，穿过线框的磁通量为 C．线框从图示位置绕边转60°的过程中，线框中有感应电流 D．线框从图示位置向左平移的过程中，线框中有感应电流 【答案】BD 【详解】AB．穿过线框的磁通量大小与线框匝数无关，图示位置时，穿过线框的磁通量 故A错误，B正确； C．由于 可知，线框从图示位置绕边转60°的过程中，穿过线框的磁通量始终为 即磁通量不变，则线框从图示位置绕边转60°的过程中，线框中没有感应电流，故C错误； D．线框从图示位置向左平移的过程中，穿过线框的磁通量减小，线框中有感应电流，故D正确。 故选BD。 10．（本题6分）Ioffe- Prichard磁阱常用来约束带电粒子的运动.如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过平面，1、2、3、4直导线与平面的交点成边长为的正方形且关于轴和轴对称，各导线中电流方向已标出。已知通电无限长直导线产生的磁感应强度大小与到直导线距离成反比。下列说法正确的是（　　） A．点的磁感应强度为零 B．直导线1、3之间的相互作用力为排斥力 C．直导线1、2在点产生的磁场的磁感应强度方向沿轴负方向 D．直导线2受到其他导线的磁场力可能为零 【答案】AC 【详解】A．据右手螺旋定则可判导线1、3和导线2、4在点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，合场强为零，故A正确； B．当1、3通有同向电流时，表现为吸引力，B错误； C．据右手螺旋定则判定1、2导线产生的磁感应强度，矢量合成可得方向沿轴的负向，C正确； D．利用同向电流互相吸引，异向电流排斥，导线1、3对导线2的合力大于导线4对导线2的作用力，不为零，故D错误。 故选AC。 三、作图题 11．（本题6分）下图中的A、B、C是放在通电螺线管磁场中不同位置的三块软铁，试标出它们被磁化后的磁极极性___ 【答案】见解析 【详解】根据电源的左端为正极，螺线管的线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极。A的右端靠近螺线管S极，所以其被磁化后，右端为N极，左端为S极；B的左端靠近螺线管S极，所以其被磁化后，左端为N极，右端为S极；C的左端靠近螺线管N极，所以其被磁化后，左端为S极，右端为N极。 四、实验题 12．（本题6分）课外实验小组使用如图所示的电路探究电磁感应现象。 （1）开关S闭合的瞬间电流计的指针向右偏，在将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，穿过线圈B的磁通量___________（填“增大”或“减小”），则电流计的指针将___________（填“向左”、“向右”或“不”）偏转。开关S断开的瞬间电流计的指针也会发生偏转。 （2）以上实验操作说明：只要穿过闭合电路的___________发生变化，电路中就有感应电流产生。 【答案】 增大 向右 磁通量 【详解】（1）[1][2] 开关S闭合的瞬间回路磁通量增大，电流计的指针向右偏，在将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，回路电流变大，穿过线圈B的磁通量增大则电流计的指针向右偏转。 （2）[3] 以上实验操作说明：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流产生。 13．（本题9分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中 （1）在对螺线管通电______（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零； （2）若读数为负，要使读数出现正值的操作是：______或______。 （3）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为( ) A．5mT      B．－5mT      C．3mT      D．－3mT （4）用传感器测量通电螺线管轴线上的磁感应强度，然后绘出B－x图像，设x=0处为螺线管的中央，下面哪个图最符合实际情况( ) A． B． C． D． 【答案】 前 将电源正负极对换 将探管从另一端插入 D B 【详解】（1）[1]在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零，否则会有误差。 （2）[2][3]若读数为负，要使读数出现正值可以将电流的方向反向，即将电源正负极对换，或者从另一端插入。 （3）[4]减小通电螺线管的电流后，螺线管内的磁感应强度变小，由于从螺线管的另一端插入，磁传感器的读数可能为－3mT。 故选D。 （4）[5]通电螺线管的内部可认为是匀强磁场，所以在中间位置一定范围内磁场强度几乎不变，内部磁场比螺线管端口磁场强度大，结合图像。 故选B。 五、解答题 14．（本题14分）面积为0.5m2的矩形线圈处于磁感应强度为3T的匀强磁场中，求： (1)线圈平面与磁场方向垂直，穿过该线圈的磁通量是多少？ (2)如果转动线圈使线圈平面与磁场方向夹角为，穿过该线圈的磁通量又是多少？ 【答案】(1)1.5Wb (2) 【详解】（1）线圈平面与磁场方向垂直，穿过该线圈的磁通量是 （2）线圈平面与磁场方向夹角为，穿过该线圈的磁通量 15．（本题19分）边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于范围足够大，磁感应强度0.2T的匀强磁场中，试求： （1）图示位置时穿过线圈的磁通量为多少？ （2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为多少？将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了多少？ （3）以图中所示状态为计时起点，若线圈以图中虚线为轴以角速度ω匀速转动，试求线圈中磁通量与转动时间t的关系。 【答案】（1）；（2），；（3） 【详解】（1）正方形线圈的面积 图示位置时，磁场与线圈垂直，穿过线圈的磁通量为 （2）将线圈以一边为轴转过60°，磁场与线圈夹角为，穿过线圈的磁通量 将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了 （3）以图中所示状态为计时起点，若线圈以图中虚线为轴以角速度ω匀速转动，试求线圈中磁通量与转动时间t的关系 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第十三章 电磁感应与电磁波初步（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）宇宙中存在着各种各样的恐怖天体，比如黑洞，中子星，脉冲星，磁星。1979年人类首次发现磁星，磁星被称为宇宙磁王。若某个磁星的磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，分布与地球类似，下列有关磁星的磁场说法正确的是（　　） A．磁星可能只有N极 B．磁场只存在于磁星外部，而磁星内部不存在磁场 C．由于磁场特别强，所以该磁星表面真实的存在磁感线 D．磁星表面的磁感线不可能相交 2．（本题4分）下列用途的物体用到软磁性材料的是（　　） A．录音带上的磁性材料 B．录像带上的磁性材料 C．电脑用的磁盘 D．电磁铁的铁芯 3．（本题4分）在国际单位制中磁感应强度的单位是“T”，若用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（本题4分）1820年，毕奥与萨伐尔通过实验方法证明，很长的直导线MN在空间某点产生磁场的磁感应强度与这一点到直导线的距离成反比，与电流成正比。如图所示，空间中存在两根无限长的平行直导线P、Q，通有大小相等、方向相同的电流。两导线所在平面内存在M、O、N三点，M与O关于P对称、O与N关于Q对称、O到P、Q的距离相等。初始时，M处的磁感应强度大小为，现保持P中电流不变，仅将Q撤去，则N点的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 5．（本题4分）普朗克时间是指时间量子间的最小间隔，约为。用万有引力常数G、真空中的光速c和普朗克常数h表示普朗克长度，则普朗克时间正确的一项是（　　） A． B． C． D． 6．（本题4分）在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（　　） A．黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关 C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的 D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波 7．（本题4分）下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）小明准备自己动手重做奥斯特实验，并希望观察到小磁针最大的偏转，他用绝缘支架架好直导线，并在直导线正下方放置了一枚小磁针。有关该实验，以下说法正确的是（　　） A．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置 B．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该通正弦交变电流 C．通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 D．未通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 9．（本题6分）如图所示，边长为的匝正方形线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（　　） A．图示位置时，穿过线框的磁通量为 B．图示位置时，穿过线框的磁通量为 C．线框从图示位置绕边转60°的过程中，线框中有感应电流 D．线框从图示位置向左平移的过程中，线框中有感应电流 10．（本题6分）Ioffe- Prichard磁阱常用来约束带电粒子的运动.如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过平面，1、2、3、4直导线与平面的交点成边长为的正方形且关于轴和轴对称，各导线中电流方向已标出。已知通电无限长直导线产生的磁感应强度大小与到直导线距离成反比。下列说法正确的是（　　） A．点的磁感应强度为零 B．直导线1、3之间的相互作用力为排斥力 C．直导线1、2在点产生的磁场的磁感应强度方向沿轴负方向 D．直导线2受到其他导线的磁场力可能为零 三、作图题 11．（本题6分）下图中的A、B、C是放在通电螺线管磁场中不同位置的三块软铁，试标出它们被磁化后的磁极极性___ 四、实验题 12．（本题6分）课外实验小组使用如图所示的电路探究电磁感应现象。 （1）开关S闭合的瞬间电流计的指针向右偏，在将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，穿过线圈B的磁通量___________（填“增大”或“减小”），则电流计的指针将___________（填“向左”、“向右”或“不”）偏转。开关S断开的瞬间电流计的指针也会发生偏转。 （2）以上实验操作说明：只要穿过闭合电路的___________发生变化，电路中就有感应电流产生。 13．（本题9分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中 （1）在对螺线管通电______（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零； （2）若读数为负，要使读数出现正值的操作是：______或______。 （3）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为( ) A．5mT      B．－5mT      C．3mT      D．－3mT （4）用传感器测量通电螺线管轴线上的磁感应强度，然后绘出B－x图像，设x=0处为螺线管的中央，下面哪个图最符合实际情况( ) A． B． C． D． 五、解答题 14．（本题14分）面积为0.5m2的矩形线圈处于磁感应强度为3T的匀强磁场中，求： (1)线圈平面与磁场方向垂直，穿过该线圈的磁通量是多少？ (2)如果转动线圈使线圈平面与磁场方向夹角为，穿过该线圈的磁通量又是多少？ 15．（本题19分）边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于范围足够大，磁感应强度0.2T的匀强磁场中，试求： （1）图示位置时穿过线圈的磁通量为多少？ （2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为多少？将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了多少？ （3）以图中所示状态为计时起点，若线圈以图中虚线为轴以角速度ω匀速转动，试求线圈中磁通量与转动时间t的关系。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $