第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元知识网络、素养提升和单元检测 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理“电磁感应与电磁波初步”单元复习检测卷，融合知识网络与素养提升，通过8道单选（32分）、4道多选（28分）、3道非选择（40分）全面考查物理观念、科学思维等核心素养，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|8/32|麦克斯韦电磁场理论、5G电磁波、磁通量计算等|结合5G通信、“天眼”射电望远镜等科技情境，考查物质观念与能量观念| |多选|4/28|红外测温原理、电磁波传播、电磁感应现象分析|以空间站出舱、红外测温枪等生活科技为载体，渗透科学推理与模型建构| |非选择|3/40|感应电流产生条件实验、电磁波能量子计算、螺线管磁场估测|通过实验探究（如“捕捉电磁波”）、数学建模（能量子计算），培养科学探究与科学态度|

高中物理知识网络、素养提升和复习单元检测卷 13 电磁感应与电磁波初步 知识网络 素养提升 物理 观念 1. 通过磁体之间、电流之间的相互作用，培养学生相互作用的物理观念。 2.基于生活现象，认识磁场强弱这一性质，了解磁感应强度的意义；掌握磁感应强度的概念，形成磁场的物质观念与磁感应强度中涉及的相互作用观。 3.培养学生“电生磁”“磁生电”的相互作用观念，使电和磁建立起了相互的联系。 4. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，从中渗透事物之间是相互联系的，可以转化的物理观念。基于电磁波谱，建立电磁波的物质观念和能量观念。 5.建立热辐射的能量观念。 科学 思维 1. 通过“用细铁屑模拟磁体的磁场”“感受磁场的强弱”等实验，提高收集信息和处理信息，得出物理结论，分析和解决问题的能力。 2 在形成磁感应强度的过程中，形成类比分析问题能力，关注比值定义法在物理学中的重要作用。通过探究通电导线受力大小与哪些因素有关的过程，体会控制变量法在多变量问题中的运用。依据磁感应强度的方向，抽象出磁感线的定义，形成物理模型建构的能力。通过excel做出通电导线受力大小与电流、导线长度的关系，建立数形结合的思想，提高应用数学研究物理问题的能力。 3 经历各种实验现象，学会通过现象，分析、归纳事物本质特征的科学思想方法实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。 4 通过学习使学生体会科学家研究物理问题的思想方法。通过电磁波的发现及其应用的学习，体会麦克斯韦从电磁感应现象中科学思维出变化的磁场产生电场，又根据自然规律的统一性与和谐性，得出变化的电场产生磁场。 5. 体会普朗克通过提出能量子假设，尝试得出与黑体辐射实验相符的黑体辐射规律的思维过程。 科学 探究 1. 通过对磁感线和磁场的学习，了解物理模型在物理学发展中的作用。 2. 通过体验磁感应强度的提出、探究过程，经历猜想—论证，基于证据得出结论的科学探究过程。 3. 经历感应电流产生条件的探究活动，提高学生的分析、论证能力。 4. 通过了解电磁场理论建立的历史过程，使学生感认识规律的普遍性和特殊性。 5. 通过“捕捉电磁波”实验，理解实验验证理论。 科学 态度 与责 任　 1. 通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就，进一步提高学习物理的兴趣。 2. 相信客观存在与客观规律，经历合作探究过程，领略科学探究中的思想; 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。 3 通过“磁生电”的物理学史学习使学生感悟到科学发现的艰辛和辩证的思维方法。 4 通过学习电磁场理论建立的简史，培养学生崇尚科学并愿为科学献身的精神。 5.通过“能量量子化”的学习，提高学生科学质疑能力和探究真理精神。 单元检测卷13 电磁感应与电磁波初步 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。每小题只有一个选项符合题目要求)　　　　　　　　　　　　　　 1.英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁场理论。下列说法正确的是(　　) A.电磁波是一种物质 B.电磁波可以传递信息,但不能传递能量 C.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同 D.变化的电场产生磁场,变化的磁场不能产生电场 2.我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术,目前处于世界领先水平。与4G相比,5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比,5G使用的电磁波(　　) A.波长更长 B.能量子的能量更小 C.能量子的能量更大 D.传播速度更快 3.我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“天眼”。如图所示,“天眼”的“眼眶”所围圆面积为S,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,与“眼眶”平面垂直、平行的分量分别为B1、B2,则(　　) A.穿过“眼眶”的磁通量大小为BS B.穿过“眼眶”的磁通量大小为B2S C.在地球自转180°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2B1S 4.如图所示,在直角三角形abc中,∠c=30°,d是ac的中点,在b、c两点放有垂直纸面的直导线,导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流,则此时d点的磁感应强度的方向为(　　) A.竖直向上　　　B.竖直向下 C.水平向右　　　D.水平向左 5.下列给出了四幅与感应电流产生相关的情景图,判断正确的是(　　) 　　　 　　　 A.图甲,水平直导线中电流逐渐减小时,其正下方的水平金属圆形线圈中有感应电流 B.图乙,正方形金属线圈以虚线为轴匀速转动时,线圈中无感应电流 C.图丙,矩形导线框以其任何一条边为轴转动时,线框中都有感应电流产生 D.图丁,正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时,线框中无感应电流产生 6.市面上有一种有趣的磁浮玩具,打开电源后,磁性玩偶会稳定地漂浮起来,其内部构造如图所示,其中滑动变阻器接入电路的阻值可改变,则下列说法正确的是(　　) A.该玩具的电源必须是交流电源 B.a端应接电源正极 C.软铁内的磁感线朝向上方 D.滑动变阻器的滑片向下滑动,玩偶的高度会上升 7.如图所示,通以相同电流的两根直导线平行放置在水平桌面上且关于虚线对称,一矩形线圈abcd从A位置运动到关于虚线对称的B位置过程中,下列说法正确的是(　　) A.在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下 B.在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上 C.从A到B穿过线圈的磁通量先减小再增大 D.从A到B穿过线圈的磁通量一直增大 8.如图所示为棱长为d的正方体,O为DE上的一点,OE=d,在FE、ND两棱放置足够长的直导线,通有大小相等的电流I,电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时,其周围磁场的磁感应强度B大小与到直导线的距离r成反比(B=k,式中k为常量)。图中O、Q两点处的磁感应强度大小之比为(　　) A.∶∶ C.1∶3　　　D.3∶1 二、多项选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。在每小题给出的四个选项中,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,有选错的得0分) 9. 红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比,具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列说法中正确的是(　　) A.红外测温枪利用了一切物体都在不停地辐射红外线,而且辐射红外线的强度与温度有关,温度越高,辐射红外线强度就越大 B.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线 C.红外线也属于电磁波,其波长比红光长 D.爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点 10.2021年7月4日,我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约为400 km的中国空间站,标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的。下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.电磁波波长越长,其能量子的能量越小 B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波 C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014 s D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论 11.以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是(　　) 　　 　　 A.图甲中闭合开关S瞬间,与线圈P连接的电流计的指针发生偏转 B.图乙中电流方向如图所示,则铁环中心O点的磁场垂直纸面向外 C.图丙中当电流从B流入时小磁体向下运动,则小磁体下端为N极 D.图丁中水平圆环从M向L运动的过程中,穿过圆环的磁通量先增大后减小 12.如图甲所示,面积为S的单匝矩形闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'匀速转动,匀强磁场的磁感应强度大小为B,穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 　　　 A.在t=时,穿过线圈的磁通量大小为BS B.在t=时,磁场方向与线圈所在平面垂直 C.线圈从图甲所示的位置转过60°,穿过线圈的磁通量大小为BS D.在t=时刻和t=时刻,穿过线圈的磁通量相同 三、非选择题(本题共3小题,共40分) 13.(10分)如图为“探究感应电流产生的条件”实验装置。 (1)请在图中用实线将所缺的导线补接完整。根据你的连线,在闭合开关S前,滑片P应置于滑动变阻器的　　　(选填“最左端”“中间”或“最右端”)。  (2)在完成“探究感应电流产生的条件”这一实验后,接下来继续使用这一实验装置进行“研究磁通量变化时感应电流的方向”这一实验。闭合开关S,使A放置在B线圈中保持静止,减小滑动变阻器接入电路中的阻值,观察到灵敏电流计G的指针向左偏转。根据这一现象判断,当A线圈相对B线圈向上运动时,灵敏电流计的指针　　　　(选填“向左”或“向右”)偏转。  14 .(14分)某广播电台的发射功率为10 kW,发射的是在空气中波长为187.5 m的电磁波,则:(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s)(结果均保留2位有效数字) (1)该电台每秒从天线发射多少个能量子? (2)若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的,求在离天线2.5 km处、直径为2 m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率。 15. (16分)某校物理兴趣小组用图示装置估测磁体附近的磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上,如图甲所示(小磁针未画出)。小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成30°角的方向,其俯视图如图乙所示,已知该实验所在地面处地磁场的磁感应强度的水平分量为3×10-5 T。 (1)请在图上标明螺线管导线的绕向; (2)求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小(画出必要的矢量示意图;计算结果保留3位有效数字)。 　　　 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理知识网络、素养提升和复习单元检测卷 13 电磁感应与电磁波初步 知识网络 素养提升 物理 观念 1.通过磁体之间、电流之间的相互作用，培养学生相互作用的物理观念。 2.基于生活现象，认识磁场强弱这一性质，了解磁感应强度的意义；掌握磁感应强度的概念，形成磁场的物质观念与磁感应强度中涉及的相互作用观。 3.培养学生“电生磁”“磁生电”的相互作用观念，使电和磁建立起了相互的联系。 4. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，从中渗透事物之间是相互联系的，可以转化的物理观念。基于电磁波谱，建立电磁波的物质观念和能量观念。 5.建立热辐射的能量观念。 科学 思维 1. 通过“用细铁屑模拟磁体的磁场”“感受磁场的强弱”等实验，提高收集信息和处理信息，得出物理结论，分析和解决问题的能力。 2 在形成磁感应强度的过程中，形成类比分析问题能力，关注比值定义法在物理学中的重要作用。通过探究通电导线受力大小与哪些因素有关的过程，体会控制变量法在多变量问题中的运用。依据磁感应强度的方向，抽象出磁感线的定义，形成物理模型建构的能力。通过excel做出通电导线受力大小与电流、导线长度的关系，建立数形结合的思想，提高应用数学研究物理问题的能力。 3 经历各种实验现象，学会通过现象，分析、归纳事物本质特征的科学思想方法实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。 4 通过学习使学生体会科学家研究物理问题的思想方法。通过电磁波的发现及其应用的学习，体会麦克斯韦从电磁感应现象中科学思维出变化的磁场产生电场，又根据自然规律的统一性与和谐性，得出变化的电场产生磁场。 5. 体会普朗克通过提出能量子假设，尝试得出与黑体辐射实验相符的黑体辐射规律的思维过程。 科学 探究 1. 通过对磁感线和磁场的学习，了解物理模型在物理学发展中的作用。 2. 通过体验磁感应强度的提出、探究过程，经历猜想—论证，基于证据得出结论的科学探究过程。 3. 经历感应电流产生条件的探究活动，提高学生的分析、论证能力。 4. 通过了解电磁场理论建立的历史过程，使学生感认识规律的普遍性和特殊性。 5. 通过“捕捉电磁波”实验，理解实验验证理论。 科学 态度 与责 任　 1. 通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就，进一步提高学习物理的兴趣。 2. 相信客观存在与客观规律，经历合作探究过程，领略科学探究中的思想; 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。 3 通过“磁生电”的物理学史学习使学生感悟到科学发现的艰辛和辩证的思维方法。 4 通过学习电磁场理论建立的简史，培养学生崇尚科学并愿为科学献身的精神。 5.通过“能量量子化”的学习，提高学生科学质疑能力和探究真理精神。 单元检测卷13 电磁感应与电磁波初步 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。每小题只有一个选项符合题目要求)　　　　　　　　　　　　　　 1.英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁场理论。下列说法正确的是(　　) A.电磁波是一种物质 B.电磁波可以传递信息,但不能传递能量 C.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同 D.变化的电场产生磁场,变化的磁场不能产生电场 答案 .A　 解析 电磁波是一种物质,A正确;电磁波既可以传递信息,也可以传播能量,B错误;红外线的波长大于X射线的波长,C错误;变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,D错误。 2.我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术,目前处于世界领先水平。与4G相比,5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比,5G使用的电磁波(　　) A.波长更长 B.能量子的能量更小 C.能量子的能量更大 D.传播速度更快 答案 .C　 解析 由题知,与4G相比,5G通信使用的电磁波频率更高,已知电磁波的波长与频率的关系为λ=,由此可知5G使用的电磁波波长更短,A错误;已知能量子的能量ε=hν,则与4G相比,5G使用的电磁波能量子的能量更大,B错误,C正确;真空中,各频率的电磁波的传播速度相等,为3×108 m/s,D错误。 3.我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“天眼”。如图所示,“天眼”的“眼眶”所围圆面积为S,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,与“眼眶”平面垂直、平行的分量分别为B1、B2,则(　　) A.穿过“眼眶”的磁通量大小为BS B.穿过“眼眶”的磁通量大小为B2S C.在地球自转180°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2B1S 答案 .C　 解析 穿过某平面的磁通量Φ=BS,S为垂直磁场方向的面积,故穿过“眼眶”的磁通量大小为Φ=B1S,A、B错误;在地球自转180°的过程中,“眼眶”相对地磁场静止,穿过“眼眶”磁通量的变化量为0,C正确,D错误。 4.如图所示,在直角三角形abc中,∠c=30°,d是ac的中点,在b、c两点放有垂直纸面的直导线,导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流,则此时d点的磁感应强度的方向为(　　) A.竖直向上　　　B.竖直向下 C.水平向右　　　D.水平向左 答案 .A　 解析 在b、c两点放有垂直纸面的直导线,导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流,根据安培定则可知,b、c两点处的电流在d点产生的磁感应强度方向如图所示,根据平行四边形定则结合图中几何关系可知,d点的磁感应强度方向竖直向上,选A。 5.下列给出了四幅与感应电流产生相关的情景图,判断正确的是(　　) 　　　 　　　 A.图甲,水平直导线中电流逐渐减小时,其正下方的水平金属圆形线圈中有感应电流 B.图乙,正方形金属线圈以虚线为轴匀速转动时,线圈中无感应电流 C.图丙,矩形导线框以其任何一条边为轴转动时,线框中都有感应电流产生 D.图丁,正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时,线框中无感应电流产生 答案 .D　 解析 题图甲中的金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方,则直线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零,减小导线中的电流,穿过圆形线圈的磁通量始终为零,不会产生感应电流,A错误;题图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中,穿过回路的磁通量发生变化,有感应电流产生,B错误;在题图丙所示的情况下,线框以竖直边为轴旋转时,线框中的磁通量始终为零,不会产生感应电流,C错误;题图丁中正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时,磁感线与平面平行,穿过回路的磁通量始终为零,线框中无感应电流产生,D正确。 6.市面上有一种有趣的磁浮玩具,打开电源后,磁性玩偶会稳定地漂浮起来,其内部构造如图所示,其中滑动变阻器接入电路的阻值可改变,则下列说法正确的是(　　) A.该玩具的电源必须是交流电源 B.a端应接电源正极 C.软铁内的磁感线朝向上方 D.滑动变阻器的滑片向下滑动,玩偶的高度会上升 答案 .B　 解析 由题可知,磁性玩偶稳定地飘浮起来,且下端为S极,则通电线圈的上端为S极,根据安培定则可得,a端为电源的正极,即电源通的是直流电,A错误,B正确;由通电线圈的上端为S极,知软铁内的磁感线朝向下方,C错误;若滑动变阻器的滑片向下滑动,其接入电路的电阻增大,则线圈中的电流减小,磁场减弱,玩偶的高度会下降,D错误。 7.如图所示,通以相同电流的两根直导线平行放置在水平桌面上且关于虚线对称,一矩形线圈abcd从A位置运动到关于虚线对称的B位置过程中,下列说法正确的是(　　) A.在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下 B.在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上 C.从A到B穿过线圈的磁通量先减小再增大 D.从A到B穿过线圈的磁通量一直增大 答案 .C　 解析 根据安培定则和磁场的叠加原理可知,在两根直导线之间虚线位置的磁感应强度为0,两直导线之间的区域,虚线左侧磁场方向向下,虚线右侧磁场方向向上,可知在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上,在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下,A、B错误;从A到B,磁感应强度先减小后增大,则从A到B穿过线圈的磁通量先减小再增大,C正确,D错误。 8.如图所示为棱长为d的正方体,O为DE上的一点,OE=d,在FE、ND两棱放置足够长的直导线,通有大小相等的电流I,电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时,其周围磁场的磁感应强度B大小与到直导线的距离r成反比(B=k,式中k为常量)。图中O、Q两点处的磁感应强度大小之比为(　　) A.∶∶ C.1∶3　　　D.3∶1 答案 .B　 解析 两根通电导线在Q点产生的磁感应强度大小均为B1=k,且磁场方向相互垂直,所以BQ=;通电导线EF在O点产生的磁感应强度大小为k,通电导线DN在O点产生的磁感应强度大小为k,两个磁场方向垂直,所以BO=·,可得BO∶BQ=,选B。 二、多项选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。在每小题给出的四个选项中,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,有选错的得0分) 9. 红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比,具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列说法中正确的是(　　) A.红外测温枪利用了一切物体都在不停地辐射红外线,而且辐射红外线的强度与温度有关,温度越高,辐射红外线强度就越大 B.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线 C.红外线也属于电磁波,其波长比红光长 D.爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点 答案 .AC　 解析 一切物体都在不停地辐射红外线,而且辐射红外线的强度与温度有关,温度越高,辐射红外线的强度就越大,红外测温枪就是利用这一特点工作的,A正确,B错误;红外线属于电磁波,其波长比红光长,C正确;普朗克在研究黑体辐射时,最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点,D错误。 10.2021年7月4日,我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约为400 km的中国空间站,标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的。下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.电磁波波长越长,其能量子的能量越小 B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波 C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014 s D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论 答案 .AD　 解析 由ε=hν=h可知,电磁波波长越长,其能量子的能量越小,A正确;根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的磁场或电场周围产生恒定的电场或磁场,不会产生电磁波,B错误;电磁波在真空中传播的速度v=3.0×108 m/s,空间站到地球表面的距离约为s=4×105 m,则电磁波从空间站传播到地面接收站所用的时间约为t= s≈0.001 3 s,C错误;麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到电磁波,从而证明了电磁波的存在,D正确。 11.以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是(　　) 　　 　　 A.图甲中闭合开关S瞬间,与线圈P连接的电流计的指针发生偏转 B.图乙中电流方向如图所示,则铁环中心O点的磁场垂直纸面向外 C.图丙中当电流从B流入时小磁体向下运动,则小磁体下端为N极 D.图丁中水平圆环从M向L运动的过程中,穿过圆环的磁通量先增大后减小 答案 .AD　 解析 题图甲中,闭合开关S的瞬间,线圈M中产生向左的磁场,穿过线圈P的磁通量增大,产生感应电流,与线圈P连接的电流计的指针发生偏转,A正确;题图乙中,对于左、右两个螺线管,分别由安培定则判断得上方均为N极,下方均为S极,所以环心O处的磁场竖直向下,B错误;题图丙中,当电流从B流入时,根据安培定则可知,电磁铁上端为N极,由于小磁体向下运动,知小磁体下端为S极,C错误;题图丁中,圆环向下运动的过程中,通过圆环的磁铁内部磁通量大于磁铁外部磁通量,圆环在磁铁中间时外部磁通量最小,净磁通量最大,则穿过圆环的磁通量先增大后减小,D正确。 12.如图甲所示,面积为S的单匝矩形闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'匀速转动,匀强磁场的磁感应强度大小为B,穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 　　　 A.在t=时,穿过线圈的磁通量大小为BS B.在t=时,磁场方向与线圈所在平面垂直 C.线圈从图甲所示的位置转过60°,穿过线圈的磁通量大小为BS D.在t=时刻和t=时刻,穿过线圈的磁通量相同 答案 .BC　 解析 根据题图乙知Φ=Φm sin t=BS sin t,则在t=时,Φ=BS sin BS, A错误;在t=时,线圈转过90°,此时磁场方向与线圈所在平面垂直,B正确;线圈从图甲所示的位置转过60°,穿过线圈的磁通量Φ=BS sin BS,C正确;在t=时刻,穿过线圈的磁通量Φ=BS sin =BS,在t=时刻,穿过线圈的磁通量Φ=BS sin =-BS,可知,在t=时刻和t=时刻,穿过线圈的磁通量不相同,D错误。 三、非选择题(本题共3小题,共40分) 13.(10分)如图为“探究感应电流产生的条件”实验装置。 (1)请在图中用实线将所缺的导线补接完整。根据你的连线,在闭合开关S前,滑片P应置于滑动变阻器的　　　(选填“最左端”“中间”或“最右端”)。  (2)在完成“探究感应电流产生的条件”这一实验后,接下来继续使用这一实验装置进行“研究磁通量变化时感应电流的方向”这一实验。闭合开关S,使A放置在B线圈中保持静止,减小滑动变阻器接入电路中的阻值,观察到灵敏电流计G的指针向左偏转。根据这一现象判断,当A线圈相对B线圈向上运动时,灵敏电流计的指针　　　　(选填“向左”或“向右”)偏转。  答案　(1)图见解析(6分)　最左端(2分)　 (2)向右(2分) 解析　(1)连接电路如图所示 由图可以看出,滑动变阻器采用限流式接法,开关闭合之前,要将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大,即将滑片置于最左端。 (2)减小滑动变阻器接入电路中的阻值,流过A线圈的电流增大,穿过B线圈的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏转。当A线圈相对B线圈向上运动时,穿过B线圈的磁通量减小,则灵敏电流计的指针向右偏转。 14 .(14分)某广播电台的发射功率为10 kW,发射的是在空气中波长为187.5 m的电磁波,则:(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s)(结果均保留2位有效数字) (1)该电台每秒从天线发射多少个能量子? (2)若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的,求在离天线2.5 km处、直径为2 m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率。 答案　(1)9.4×1030　(2)3.8×1023　4.0×10-4 W 解析　(1)每个能量子的能量 ε=hν= J=1.06×10-27 J(3分) 则电台每秒发射能量子数 N=≈9.4×1030(3分) (2)设球状天线每秒接收能量子数为n,以电台发射天线为球心,半径为R的球面积 S=4πR2(1分) 而球状天线的有效接收面积S'=πr2(1分) 所以n=N≈3.8×1023(3分) 接收功率P收=≈4.0×10-4 W(3分) 15. (16分)某校物理兴趣小组用图示装置估测磁体附近的磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上,如图甲所示(小磁针未画出)。小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成30°角的方向,其俯视图如图乙所示,已知该实验所在地面处地磁场的磁感应强度的水平分量为3×10-5 T。 (1)请在图上标明螺线管导线的绕向; (2)求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小(画出必要的矢量示意图;计算结果保留3位有效数字)。 　　　 答案　(1)图见解析　(2)见解析 解析　(1)由于小磁针的北极指向磁感应强度的方向,未接通电源时,小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向,可知地磁场的磁感应强度的水平分量沿y轴正方向;当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成30°角的方向,可得螺线管在小磁针处产生的磁感应强度沿x轴正方向,故螺线管的右端为N极,根据安培定则作出螺线管导线的绕向如图所示。(8分) (2)设该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度为Bx,由题意知地磁场的磁感应强度的水平分量为By=3×10-5 T,小磁针处合磁感应强度B与y轴正方向成30°角,如图所示(3分) 根据矢量合成法则可得 tan 30°=(3分) 解得Bx=1.73×10-5 T(2分) 学科网（北京）股份有限公司 $