第十三章 电磁感应与电磁波初步（单元自测·培优卷）物理人教版必修第三册

**基本信息** 高二物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步培优卷，90分钟100分，通过选择、实验、计算题覆盖电磁感应、磁通量等核心知识点，注重物理观念建构与科学思维培养，适配单元复习提升需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/48|电磁感应、磁通量、磁场叠加、电磁波、能量子|结合射电望远镜、自发电门铃等科技情境，基础题（如磁通量定义）与提升题（磁场叠加分析）梯度分布| |实验题|2/12|通电直导线磁场分布（控制变量法）、感应电流方向因素|注重科学探究，如用传感器测磁场强度，分析磁通量变化率对感应电流的影响| |计算题|4/40|磁通量计算、磁场叠加、电磁感应中的运动与磁场变化、激光能量子应用|综合运动与磁场变化（金属棒匀速运动中磁通量变化），联系激光点焊视网膜等实际问题，强化科学推理与模型建构|

………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高二物理必修三单元自测 第十三章 电磁感应与电磁波初步·培优卷 （建议用时：90分钟，试卷满分：100分） 一．选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．下列关于四幅图的说法正确的是（     ） A．图甲中内窥镜利用了光的干涉 B．图乙中牛顿利用扭秤装置测出了万有引力常量G C．图丙中给车加油前触摸一下静电释放器，可释放掉人身上的静电 D．图丁中射电望远镜通过接收天体辐射的X射线来进行天体物理研究 2．如图甲所示，矩形线圈位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的边与导线平行。导线中电流与时间的关系如图乙所示，在这段时间内，线圈中不一定产生感应电流的操作是（     ） A．线框沿导线向下做匀速运动 B．线框水平向右远离导线 C．线框水平向左靠近导线 D．线框以直导线为轴转动 3．在研究磁场时我们定义了磁通量，与之类似，在静电场中，把电场强度的大小E与垂直于场强方向的面积S的乘积定义为电通量，定义式为，可以反映穿过该面电场线条数的多少。现有如下情境：图甲和图丙中是磁感应强度大小为B的匀强磁场（方向如图），图乙中是电荷量为q的点电荷的电场（提示：球体的表面积）。下列说法正确的是（　　） A．图甲中穿过该平面S的磁通量 B．图乙中穿过以点电荷所在位置为球心，半径为r的球面的电通量 C．图乙中点电荷从某球面球心位置向右移动少许（仍在所研究的球面内），穿过该球面的电通量变小 D．图丙中通过一半径为R的球面的磁通量为 4．下列关于磁感应强度和磁通量的说法正确的是（　　） A．磁感应强度是矢量，其方向为小磁针N极在磁场中的受力方向 B．磁通量是矢量，方向就是穿过面积的磁场的方向 C．若穿过某面积的磁通量由变为，则 D．垂直穿过某面积的磁场，当磁场反向时，穿过该面积的磁通量不变 5．如图所示，水平放置的匝矩形线框面积为，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面成角斜向上，现使矩形线框以边为轴顺时针旋转90°到竖直的虚线位置。已知，，关于矩形线框的磁通量，下列说法正确的是（    ） A．初态磁通量大小为 B．末态磁通量大小为 C．磁通量变化量的大小为 D．磁通量变化量的大小为 6．如图所示，两根平行固定放置的长直导线a和b载有大小相等、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F，当在a、b两导线所在平面加入垂直纸面向里的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为3F，则此时b受到的磁场力大小为（     ） A．F B．2F C．3F D．4F 7．如图所示，带负电的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转，忽略地磁场对小磁针的影响，当放置在圆盘附近的小磁针偏转稳定后，下列说法正确的是（　　） A．S极指向圆盘 B．N极指向圆盘 C．仅改变圆盘的转动方向，N极指向不变 D．仅改变圆盘所带电荷的电性，N极指向不变 8．为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（     ） A． B． C． D． 9．如图所示，A、B为两根足够长的垂直于纸面的通电直导线，导线通有大小相等、方向相同的电流，在纸面内，A、B连线的中点为O 点，C、D分别为连线、中垂线上的两点，D 、D' 关于O点对称，下列说法正确的是（     ） A．O点的磁感应强度为零 B．C 点磁感应强度方向沿CO连线背离O点 C．D点磁感应强度方向沿DO 连线指向O点 D．D点磁感应强度方向水平向右 10．如下左图为某“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如下右图所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是（　　） A．按下按钮过程，电流方向由P到Q B．松开按钮过程，螺线管Q端电势较高 C．若更快按下按钮，则P、Q两端的电势差更大 D．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 11．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直 C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 12．1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（　　） A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 二．实验题：本大题共2小题，共12分。 13．（6分）利用如图所示的装置，探究通电直导线周围产生磁场的分布规律，已知直导线MM中电流通过控制电路（未画出）可以调节电流I的大小，P为磁感应强度传感器，可以测出A、B、C等各点磁感应强度大小B，利用刻度尺可以测出A、B、C等测量点距直导线的距离L。完成下列问题： (1)根据你已有的知识，该实验应用的物理思想为__________ A．控制变量法 B．理想模型法 C．等效替代法 D．转化法 (2)经多次测量，并将处理数据统计为下列表格中，其中测量点A、B、C距离直导线分别为2cm、3cm、5cm磁感应强度的单位： 电流I 电流2I 电流3I 测量点A 3.0 6.1 8.9 测量点B 1.9 4.0 6.1 测量点C 1.2 2.3 3.6 据此表格数据，初步得出的实验结论为：_______________________ (3)如图乙所示，A、B为彼此绝缘且相互垂直通有电流大小相等的导体圆，若通电导体圆A在中心产生的磁场大小为B，根据本实验，可以确定中心的磁场大小为_____ 14．（6分）某小组探究“影响感应电流方向的因素”。 (1)首先按图1所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的最主要目的是____________。（选填字母标号） a．检查各仪器及导线是否完好 b．检查电流计量程是否合适 c．判断电流从不同接线柱流入时电流计指针的偏转方向 (2)某次实验时，将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图3所示的方式连接。当闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏。由此可知：当滑动变阻器的滑片向左移动时，灵敏电流计的指针向____________（选填“左”或“右”）偏。 (3)图3中，闭合开关电路稳定后，断开开关的瞬间，线圈A和线圈B中电流的磁场方向____________（选填“相同”或“相反”） (4)图3中，闭合开关电路稳定后，分别两次移动滑动变阻器的滑片，第一次慢慢向右移动，第二次快速向右移动，通过观察电流计发现第二次指针的摆动幅度较大，其原因是线圈B中的____________第二次比第一次的大。（选填字母标号） a．磁通量　　b．磁通量的变化率　　c．磁通量的变化量 三．计算题：本题共4小题，共40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。 15．（10分）固定于水平面上的足够长金属支架DEF处于竖直向下的匀强磁场中，其顶角为45°，如图所示；金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动，t=0时磁感应强度为，此时MN离E点的距离为l，求： (1)t=0时回路中的磁通量； (2)为了使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始磁感应强度B应该怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。 16．（10分）纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，求： （1）每次“点焊”视网膜的时间． （2）在这段时间内发出的激光光子的数量． 17．（10分）半径为、电流为的通电圆环圆心处的磁感应强度为，在圆环下方距圆心为的地方水平放置一根电流为的无限长直导线时，圆环圆心处的磁感应强度变为零，设圆环平面与长直导线在同一竖直平面内，如图所示，求： (1)根据对称性，直导线电流在导线正下方处的点产生的磁感应强度大小是多少？方向如何？ (2)如果把圆环平移到点，使圆环的圆心与点重合，则圆环电流与直线电流在点产生的合磁场的磁感应强度大小是多少？方向如何？ 18．（10分）为了得到某一匀强磁场的磁感应强度，某同学在该磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2A，导线长0.1m，它受到的磁场力为0.4N。如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在该匀强磁场中，磁场方向竖直向下，金属棒MN沿框架以速度向右做匀速运动。时，MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为0.1m的正方形。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)时，穿过MDEN的磁通量； (3)为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度应随时间变化，求磁感应强度与时间的关系式。 试题 第7页（共8页） 试题 第8页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二物理必修三单元自测 第十三章 电磁感应与电磁波初步·培优卷 （建议用时：90分钟，试卷满分：100分） 一．选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．下列关于四幅图的说法正确的是（     ） A．图甲中内窥镜利用了光的干涉 B．图乙中牛顿利用扭秤装置测出了万有引力常量G C．图丙中给车加油前触摸一下静电释放器，可释放掉人身上的静电 D．图丁中射电望远镜通过接收天体辐射的X射线来进行天体物理研究 【答案】C 【详解】A．内窥镜的光导纤维利用的是光的全反射原理，不是光的干涉，A错误； B．万有引力常量是卡文迪许利用扭秤装置测出的，牛顿只提出了万有引力定律，B错误； C．静电释放器可以将人体积累的静电导走，避免静电引发火灾，加油前触摸能够释放人体静电，C正确； D．射电望远镜是通过接收天体辐射的无线电波（射电波）开展天体物理研究，不是接收X射线，D错误。 故选C。 2．如图甲所示，矩形线圈位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的边与导线平行。导线中电流与时间的关系如图乙所示，在这段时间内，线圈中不一定产生感应电流的操作是（     ） A．线框沿导线向下做匀速运动 B．线框水平向右远离导线 C．线框水平向左靠近导线 D．线框以直导线为轴转动 【答案】C 【详解】AD．在内导线中电流减小，长直导线周围磁感应强度随电流减小而减小。线框沿导线向下匀速运动或以直导线为轴转动时，线框各处到导线的距离不变，线框面与磁场方向的相对关系不变，穿过线框的磁通量随电流减小而减小，能产生感应电流，故AD不符合题意； B．线框水平向右远离导线时，到导线的距离增大，导线电流减小和距离增大都会使穿过线框的磁通量减小，能产生感应电流，故B不符合题意； C．线框水平向左靠近导线时，到导线的距离减小会使磁通量增大，而导线电流减小会使磁通量减小，两种影响可能相互抵消，磁通量可能不变，可能不产生感应电流，C符合题意。 故选C。 3．在研究磁场时我们定义了磁通量，与之类似，在静电场中，把电场强度的大小E与垂直于场强方向的面积S的乘积定义为电通量，定义式为，可以反映穿过该面电场线条数的多少。现有如下情境：图甲和图丙中是磁感应强度大小为B的匀强磁场（方向如图），图乙中是电荷量为q的点电荷的电场（提示：球体的表面积）。下列说法正确的是（　　） A．图甲中穿过该平面S的磁通量 B．图乙中穿过以点电荷所在位置为球心，半径为r的球面的电通量 C．图乙中点电荷从某球面球心位置向右移动少许（仍在所研究的球面内），穿过该球面的电通量变小 D．图丙中通过一半径为R的球面的磁通量为 【答案】B 【详解】A．图甲中穿过该平面S的磁通量 故A错误； B．图乙中电通量 故B正确； C．由于穿过球面的电场线条数未发生变化，电通量不变，故C错误； D．球面的磁感应线穿进和穿出条数相等，磁通量为零，故D错误。 故选B。 4．下列关于磁感应强度和磁通量的说法正确的是（　　） A．磁感应强度是矢量，其方向为小磁针N极在磁场中的受力方向 B．磁通量是矢量，方向就是穿过面积的磁场的方向 C．若穿过某面积的磁通量由变为，则 D．垂直穿过某面积的磁场，当磁场反向时，穿过该面积的磁通量不变 【答案】A 【详解】A．磁感应强度是矢量，其方向定义为小磁针N极在磁场中的受力方向，A正确； B．磁通量是标量，没有方向，B错误； C．磁通量变化量 ，C错误； D．当磁场垂直穿过某面积时，初始磁通量 （）。磁场反向后，，磁通量变为 ，，D错误。 故选A。 5．如图所示，水平放置的匝矩形线框面积为，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面成角斜向上，现使矩形线框以边为轴顺时针旋转90°到竖直的虚线位置。已知，，关于矩形线框的磁通量，下列说法正确的是（    ） A．初态磁通量大小为 B．末态磁通量大小为 C．磁通量变化量的大小为 D．磁通量变化量的大小为 【答案】D 【详解】A．线框水平放置，磁场与水平面成，垂直于线框平面的磁感应强度分量为，因此初态磁通量，故A错误； B．线框绕顺时针转到竖直位置后，垂直于线框平面的磁感应强度分量为，且穿过线框的方向与初态相反，因此末态磁通量 末态磁通量大小为，故B错误； CD．，变化量与匝数无关，故C错误，D正确。 故选D。 6．如图所示，两根平行固定放置的长直导线a和b载有大小相等、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F，当在a、b两导线所在平面加入垂直纸面向里的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为3F，则此时b受到的磁场力大小为（     ） A．F B．2F C．3F D．4F 【答案】C 【详解】设外加匀强磁场对每根导线产生的安培力大小为，由于两根导线中的电流大小相等，因此外磁场对两根导线的安培力大小相等。 两导线中电流方向相反，导线相互排斥，导线受到导线的安培力方向向左；根据左手定则，外加磁场对导线的安培力方向向右。由题意有 解得 导线受到导线的安培力方向向右，外加磁场对导线的安培力方向向左，因此导线所受合磁场力大小为 代入解得 故选C。 7．如图所示，带负电的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转，忽略地磁场对小磁针的影响，当放置在圆盘附近的小磁针偏转稳定后，下列说法正确的是（　　） A．S极指向圆盘 B．N极指向圆盘 C．仅改变圆盘的转动方向，N极指向不变 D．仅改变圆盘所带电荷的电性，N极指向不变 【答案】B 【详解】AB．圆盘绕中心轴转动，电荷定向移动形成电流，根据安培定则可知，圆盘产生的磁场方向向左，所以小磁针的N极指向圆盘，故A错误，B正确； C．仅改变圆盘的转动方向，形成的电流的方向与初始相反，小磁针N极的偏转方向也与之前相反，故C错误； D．仅改变圆盘所带电荷的电性，形成的电流的方向与初始相反，小磁针N极的偏转方向也与之前相反，故D错误。 故选B。 8．为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必须指向南方，根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。 故选C。 9．如图所示，A、B为两根足够长的垂直于纸面的通电直导线，导线通有大小相等、方向相同的电流，在纸面内，A、B连线的中点为O 点，C、D分别为连线、中垂线上的两点，D 、D' 关于O点对称，下列说法正确的是（     ） A．O点的磁感应强度为零 B．C 点磁感应强度方向沿CO连线背离O点 C．D点磁感应强度方向沿DO 连线指向O点 D．D点磁感应强度方向水平向右 【答案】AD 【详解】A．导线通有大小相等，方向相同的电流，根据右手螺旋定则可得，A导线在O点产生的磁感应强度的方向竖直向下，B导线在O点产生的磁感应强度的方向竖直向上，二者大小相等，所以O点的磁感应强度为零，故A正确； B．A导线在C点产生的磁感应强度的方向竖直向下，B导线在C点产生的磁感应强度的方向竖直向上，前者大于后者，所以C点的磁感应强度竖直向下，故B错误； CD．A导线在D点产生的磁感应强度的方向垂直于AD指向右下方，B导线在D点产生的磁感应强度的方向垂直于BD指向右上方，二者大小相等，所以D点的磁感应强度水平向右，故C错误，D正确。 故选AD。 10．如下左图为某“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如下右图所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是（　　） A．按下按钮过程，电流方向由P到Q B．松开按钮过程，螺线管Q端电势较高 C．若更快按下按钮，则P、Q两端的电势差更大 D．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 【答案】AC 【详解】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从端流入从端流出，故A正确； B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流为从端流入，从端流出，螺线管充当电源，则输出电压端电势较高，故B错误； C．若更快按下按钮，则螺线管中磁通量变化率更大，、两端的电势差更大，故C正确； D．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故D错误。 故选AC。 11．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直 C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 【答案】AB 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度即为光速，与电磁波的频率无关，故A正确； B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直，即电磁波是横波，故B正确； C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，且电磁波能通过电缆、光缆传输，故C错误； D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会消失，会继续传播，故D错误。 故选AB。 12．1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（　　） A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 【答案】ABC 【详解】能量子假说认为，物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份能量单位，称为“能量子”，能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 二．实验题：本大题共2小题，共12分。 13．（6分）利用如图所示的装置，探究通电直导线周围产生磁场的分布规律，已知直导线MM中电流通过控制电路（未画出）可以调节电流I的大小，P为磁感应强度传感器，可以测出A、B、C等各点磁感应强度大小B，利用刻度尺可以测出A、B、C等测量点距直导线的距离L。完成下列问题： (1)根据你已有的知识，该实验应用的物理思想为__________ A．控制变量法 B．理想模型法 C．等效替代法 D．转化法 (2)经多次测量，并将处理数据统计为下列表格中，其中测量点A、B、C距离直导线分别为2cm、3cm、5cm磁感应强度的单位： 电流I 电流2I 电流3I 测量点A 3.0 6.1 8.9 测量点B 1.9 4.0 6.1 测量点C 1.2 2.3 3.6 据此表格数据，初步得出的实验结论为：_______________________ (3)如图乙所示，A、B为彼此绝缘且相互垂直通有电流大小相等的导体圆，若通电导体圆A在中心产生的磁场大小为B，根据本实验，可以确定中心的磁场大小为_____ 【答案】(1)A (2)在误差允许的范围内，通电直导线周围空间某点的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比 (3) 【详解】（1）探究通电直导线周围产生磁场的分布规律，需要控制电流I的大小和各点到通电导线的距离，可知该实验应用的物理思想为控制变量法。 故选A。 （2）由表可得到通电导线的距离一定，磁感应强度与电流大小成正比；导线中的电流大小一定，磁感应强度与到导线的距离成反比，可知在误差允许的范围内，通电直导线周围空间某点的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。 （3）若通电导体圆A在中心产生的磁场大小为B，A、B为彼此绝缘且相互垂直通有电流大小相等的导体圆，根据对称性可知通电导体圆B在中心产生的磁场大小也为B，方向相互垂直，可知中心的磁场大小为 14．（6分）某小组探究“影响感应电流方向的因素”。 (1)首先按图1所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的最主要目的是____________。（选填字母标号） a．检查各仪器及导线是否完好 b．检查电流计量程是否合适 c．判断电流从不同接线柱流入时电流计指针的偏转方向 (2)某次实验时，将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图3所示的方式连接。当闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏。由此可知：当滑动变阻器的滑片向左移动时，灵敏电流计的指针向____________（选填“左”或“右”）偏。 (3)图3中，闭合开关电路稳定后，断开开关的瞬间，线圈A和线圈B中电流的磁场方向____________（选填“相同”或“相反”） (4)图3中，闭合开关电路稳定后，分别两次移动滑动变阻器的滑片，第一次慢慢向右移动，第二次快速向右移动，通过观察电流计发现第二次指针的摆动幅度较大，其原因是线圈B中的____________第二次比第一次的大。（选填字母标号） a．磁通量　　b．磁通量的变化率　　c．磁通量的变化量 【答案】(1)c (2)左 (3)相同 (4)b 【详解】（1）首先按图1和图2所示方式连接电路，发现电流从正负不同接线柱流入灵敏电流计时指针偏转方向不同，由此可知进行该预备实验的最主要目的是判断电流从不同接线柱流入时电流计指针的偏转方向，以便后续通过指针偏转方向判断感应电流的方向，故选c。 （2）当闭合开关瞬间，线圈中电流从无到有，穿过线圈的磁通量增加，此时灵敏电流计的指针向右偏，这说明穿过线圈的磁场方向不变且磁通量增加时电流计指针向右偏转，当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，原电路中电流减小，线圈产生的磁场减弱，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场要阻碍磁通量的减小，此时感应电流的方向与磁通量增加时的方向相反，故灵敏电流计的指针向左偏转。 （3）图3中，闭合开关电路稳定后，断开开关的瞬间，原电路中电流迅速减小至零，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律的“增反减同”原则可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，为了阻碍原磁通量的减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即线圈和线圈中电流的磁场方向相同。 （4）闭合开关电路稳定后，分别两次移动滑动变阻器的滑片，第二次快速向右移动，在此过程中穿过线圈的磁通量变化更快，即磁通量的变化率较大，根据法拉第电磁感应定律有 可知第二次线圈中产生的感应电动势较大，导致回路中感应电流较大，灵敏电流计指针受到的安培力较大，摆动幅度较大，说明原因是线圈中的磁通量的变化率第二次比第一次的大，故选b。 三．计算题：本题共4小题，共40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。 15．（10分）固定于水平面上的足够长金属支架DEF处于竖直向下的匀强磁场中，其顶角为45°，如图所示；金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动，t=0时磁感应强度为，此时MN离E点的距离为l，求： (1)t=0时回路中的磁通量； (2)为了使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始磁感应强度B应该怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）t=0时，回路包含的面积 又 故 （2）若回路中不产生感应电流，则，即 解得 16．（10分）纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，求： （1）每次“点焊”视网膜的时间． （2）在这段时间内发出的激光光子的数量． 【答案】（1）  （2）个 【详解】(1)已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10-3J，根据E=Pt得，每次“点焊”视网膜的时间是 (2)设每个光子的能量为E0，则 在这段时间内发出的激光光子的数量 17．（10分）半径为、电流为的通电圆环圆心处的磁感应强度为，在圆环下方距圆心为的地方水平放置一根电流为的无限长直导线时，圆环圆心处的磁感应强度变为零，设圆环平面与长直导线在同一竖直平面内，如图所示，求： (1)根据对称性，直导线电流在导线正下方处的点产生的磁感应强度大小是多少？方向如何？ (2)如果把圆环平移到点，使圆环的圆心与点重合，则圆环电流与直线电流在点产生的合磁场的磁感应强度大小是多少？方向如何？ 【答案】(1)，方向垂直纸面向外 (2)，方向垂直纸面向外 【详解】（1）圆环电流在圆心处产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，加上直导线后，处的磁感应强度为零，说明，直导线在处产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。又因为、两点到直导线的距离相等，因此，直导线在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。 （2）当把圆环平移到点后，圆环在点产生的磁感应强度为，方向垂直纸面向外；和直导线在点产生的磁感应强度合成后，点的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。 18．（10分）为了得到某一匀强磁场的磁感应强度，某同学在该磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2A，导线长0.1m，它受到的磁场力为0.4N。如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在该匀强磁场中，磁场方向竖直向下，金属棒MN沿框架以速度向右做匀速运动。时，MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为0.1m的正方形。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)时，穿过MDEN的磁通量； (3)为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度应随时间变化，求磁感应强度与时间的关系式。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据磁感应强度定义式 代入数据解得 （2）根据磁通量定义式 代入数据解得 （3）由产生感应电流的条件可知，为使MN棒中不产生感应电流，则穿过MDEN的磁通量应该不变。由上问可知时刻， 时刻的磁通量 代入数据整理解得 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二物理必修三单元自测 第十三章 电磁感应与电磁波初步·培优卷 （建议用时：90分钟，试卷满分：100分） 一．选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C C B A D C B C AD AC AB ABC 二．实验题：本大题共2小题，共12分。 13．（6分） 【答案】(1)A（2分） (2)在误差允许的范围内，通电直导线周围空间某点的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比（2分） (3)（2分） 14．（6分） 【答案】(1)c（1分） (2)左（2分） (3)相同（2分） (4)b（1分） 三．计算题：本题共4小题，共40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。 15．（10分） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）t=0时，回路包含的面积（2分） 又（2分） 故 （2分） （2）若回路中不产生感应电流，则，即 （2分） 解得 （2分） 16．（10分） 【答案】（1）  （2）个 【详解】(1)已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10-3J，根据E=Pt得，每次“点焊”视网膜的时间是 （3分） (2)设每个光子的能量为E0，则 （3分） 在这段时间内发出的激光光子的数量 （4分） 17．（10分） 【答案】(1)，方向垂直纸面向外 (2)，方向垂直纸面向外 【详解】（1）圆环电流在圆心处产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，加上直导线后，处的磁感应强度为零，说明，直导线在处产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。又因为、两点到直导线的距离相等，因此，直导线在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。（5分） （2）当把圆环平移到点后，圆环在点产生的磁感应强度为，方向垂直纸面向外；和直导线在点产生的磁感应强度合成后，点的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。（5分） 18．（10分） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据磁感应强度定义式（2分） 代入数据解得（1分） （2）根据磁通量定义式（2分） 代入数据解得（1分） （3）由产生感应电流的条件可知，为使MN棒中不产生感应电流，则穿过MDEN的磁通量应该不变。由上问可知时刻，（1分） 时刻的磁通量（2分） 代入数据整理解得（1分） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二物理必修三单元自测 第十三章 电磁感应与电磁波初步·培优卷 （建议用时：90分钟，试卷满分：100分） 一．选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．下列关于四幅图的说法正确的是（     ） A．图甲中内窥镜利用了光的干涉 B．图乙中牛顿利用扭秤装置测出了万有引力常量G C．图丙中给车加油前触摸一下静电释放器，可释放掉人身上的静电 D．图丁中射电望远镜通过接收天体辐射的X射线来进行天体物理研究 2．如图甲所示，矩形线圈位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的边与导线平行。导线中电流与时间的关系如图乙所示，在这段时间内，线圈中不一定产生感应电流的操作是（     ） A．线框沿导线向下做匀速运动 B．线框水平向右远离导线 C．线框水平向左靠近导线 D．线框以直导线为轴转动 3．在研究磁场时我们定义了磁通量，与之类似，在静电场中，把电场强度的大小E与垂直于场强方向的面积S的乘积定义为电通量，定义式为，可以反映穿过该面电场线条数的多少。现有如下情境：图甲和图丙中是磁感应强度大小为B的匀强磁场（方向如图），图乙中是电荷量为q的点电荷的电场（提示：球体的表面积）。下列说法正确的是（　　） A．图甲中穿过该平面S的磁通量 B．图乙中穿过以点电荷所在位置为球心，半径为r的球面的电通量 C．图乙中点电荷从某球面球心位置向右移动少许（仍在所研究的球面内），穿过该球面的电通量变小 D．图丙中通过一半径为R的球面的磁通量为 4．下列关于磁感应强度和磁通量的说法正确的是（　　） A．磁感应强度是矢量，其方向为小磁针N极在磁场中的受力方向 B．磁通量是矢量，方向就是穿过面积的磁场的方向 C．若穿过某面积的磁通量由变为，则 D．垂直穿过某面积的磁场，当磁场反向时，穿过该面积的磁通量不变 5．如图所示，水平放置的匝矩形线框面积为，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面成角斜向上，现使矩形线框以边为轴顺时针旋转90°到竖直的虚线位置。已知，，关于矩形线框的磁通量，下列说法正确的是（    ） A．初态磁通量大小为 B．末态磁通量大小为 C．磁通量变化量的大小为 D．磁通量变化量的大小为 6．如图所示，两根平行固定放置的长直导线a和b载有大小相等、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F，当在a、b两导线所在平面加入垂直纸面向里的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为3F，则此时b受到的磁场力大小为（     ） A．F B．2F C．3F D．4F 7．如图所示，带负电的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转，忽略地磁场对小磁针的影响，当放置在圆盘附近的小磁针偏转稳定后，下列说法正确的是（　　） A．S极指向圆盘 B．N极指向圆盘 C．仅改变圆盘的转动方向，N极指向不变 D．仅改变圆盘所带电荷的电性，N极指向不变 8．为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（     ） A． B． C． D． 9．如图所示，A、B为两根足够长的垂直于纸面的通电直导线，导线通有大小相等、方向相同的电流，在纸面内，A、B连线的中点为O 点，C、D分别为连线、中垂线上的两点，D 、D' 关于O点对称，下列说法正确的是（     ） A．O点的磁感应强度为零 B．C 点磁感应强度方向沿CO连线背离O点 C．D点磁感应强度方向沿DO 连线指向O点 D．D点磁感应强度方向水平向右 10．如下左图为某“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如下右图所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是（　　） A．按下按钮过程，电流方向由P到Q B．松开按钮过程，螺线管Q端电势较高 C．若更快按下按钮，则P、Q两端的电势差更大 D．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 11．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直 C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 12．1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（　　） A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 二．实验题：本大题共2小题，共12分。 13．（6分）利用如图所示的装置，探究通电直导线周围产生磁场的分布规律，已知直导线MM中电流通过控制电路（未画出）可以调节电流I的大小，P为磁感应强度传感器，可以测出A、B、C等各点磁感应强度大小B，利用刻度尺可以测出A、B、C等测量点距直导线的距离L。完成下列问题： (1)根据你已有的知识，该实验应用的物理思想为__________ A．控制变量法 B．理想模型法 C．等效替代法 D．转化法 (2)经多次测量，并将处理数据统计为下列表格中，其中测量点A、B、C距离直导线分别为2cm、3cm、5cm磁感应强度的单位： 电流I 电流2I 电流3I 测量点A 3.0 6.1 8.9 测量点B 1.9 4.0 6.1 测量点C 1.2 2.3 3.6 据此表格数据，初步得出的实验结论为：_______________________ (3)如图乙所示，A、B为彼此绝缘且相互垂直通有电流大小相等的导体圆，若通电导体圆A在中心产生的磁场大小为B，根据本实验，可以确定中心的磁场大小为_____ 14．（6分）某小组探究“影响感应电流方向的因素”。 (1)首先按图1所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的最主要目的是____________。（选填字母标号） a．检查各仪器及导线是否完好 b．检查电流计量程是否合适 c．判断电流从不同接线柱流入时电流计指针的偏转方向 (2)某次实验时，将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图3所示的方式连接。当闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏。由此可知：当滑动变阻器的滑片向左移动时，灵敏电流计的指针向____________（选填“左”或“右”）偏。 (3)图3中，闭合开关电路稳定后，断开开关的瞬间，线圈A和线圈B中电流的磁场方向____________（选填“相同”或“相反”） (4)图3中，闭合开关电路稳定后，分别两次移动滑动变阻器的滑片，第一次慢慢向右移动，第二次快速向右移动，通过观察电流计发现第二次指针的摆动幅度较大，其原因是线圈B中的____________第二次比第一次的大。（选填字母标号） a．磁通量　　b．磁通量的变化率　　c．磁通量的变化量 三．计算题：本题共4小题，共40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。 15．（10分）固定于水平面上的足够长金属支架DEF处于竖直向下的匀强磁场中，其顶角为45°，如图所示；金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动，t=0时磁感应强度为，此时MN离E点的距离为l，求： (1)t=0时回路中的磁通量； (2)为了使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始磁感应强度B应该怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。 16．（10分）纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，求： （1）每次“点焊”视网膜的时间． （2）在这段时间内发出的激光光子的数量． 17．（10分）半径为、电流为的通电圆环圆心处的磁感应强度为，在圆环下方距圆心为的地方水平放置一根电流为的无限长直导线时，圆环圆心处的磁感应强度变为零，设圆环平面与长直导线在同一竖直平面内，如图所示，求： (1)根据对称性，直导线电流在导线正下方处的点产生的磁感应强度大小是多少？方向如何？ (2)如果把圆环平移到点，使圆环的圆心与点重合，则圆环电流与直线电流在点产生的合磁场的磁感应强度大小是多少？方向如何？ 18．（10分）为了得到某一匀强磁场的磁感应强度，某同学在该磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2A，导线长0.1m，它受到的磁场力为0.4N。如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在该匀强磁场中，磁场方向竖直向下，金属棒MN沿框架以速度向右做匀速运动。时，MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为0.1m的正方形。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)时，穿过MDEN的磁通量； (3)为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度应随时间变化，求磁感应强度与时间的关系式。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $