内容正文:
专题05 电磁感应与电磁波初步
5大高频考点
1. 磁场 磁感线
2. 磁感应强度 磁通量
3. 电磁感应现象及应用
4. 电磁波的发现及应用
5. 能量量子化
考点1 磁场 磁感线
1.(2025-2026高二上·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)如图,相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连,处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动,速度大小为v。则导体棒ab所受的安培力为( )
A. ,方向向左
B. ,方向向右
C. ,方向向左
D. ,方向向右
【答案】A
【详解】导体棒ab切割磁感线在电路部分得有效长度为d,故感应电动势为回路中感应电流为根据右手定则,判断电流方向为b流向a。故导体棒ab所受的安培力为方向向左。故选A。
2.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)(多选)下列说法正确的是( )
A. 欧姆定律对金属导体、电解质溶液、气态导体、以及半导体都适用
B. 金属的电阻随温度升高而显著增大,常用来制作标准电阻
C. 奥斯特发现了电流磁效应,首次揭示了电与磁的联系
D. 只要穿过某一导体闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就一定能产生感应电流
【答案】CD
【详解】A.欧姆定律是个实验定律,适用于金属导体和电解质溶液,对气体导电、半导体导电不适用。故A错误。B.金属的电阻随温度升高而显著增大,所以不能来制作标准电阻,B错误;C.奥斯特发现了电流磁效应,首次揭示了电与磁的联系,C正确;D.根据产生感应电流的条件可知,只要穿过某一导体闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就一定能产生感应电流,D正确。故选CD。
3.(2025-2026高二上·浙江嘉兴八校-11月·期中)磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )
A. 两处的磁感应强度方向相同
B. 同一闭合线圈放在a处时磁通量一定小
C. a处的磁感应强度比b处小
D. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
【答案】C
【详解】AC.磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,所以a处的磁感应强度比b处小,磁场中磁感线某点的切线方向表示磁感应强度方向,由图可知a、b两处的磁感应强度方向不同。故C正确,A错误;B.磁通量的大小不但与磁场的磁感应强度有关,还与闭合线圈与磁场夹角有关。所以不能确定磁通量在两个地方的大小关系,故B错误;D.安培力的大小不但与磁感应强度有关,还与夹角有关,所以受力大小不能确定,故D错误。故选C。
4.(2025-2026高二上·浙江嘉兴八校-11月·期中)用安培定则分析下列现象,正确的是( )
A. 甲图中小磁针静止时的位置如图,则通电直导线的电流向上
B. 乙图中金属圆环通以逆时针方向的电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向里
C. 丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源左侧为正极
D. 丁图中,假设地磁场是由绕地轴的环形电流产生的,那么环形电流的方向如图所示
【答案】D
【详解】A.甲图中小磁针静止时位置如图,磁场为顺时针方向,根据安培定则可知,通电直导线的电流向下,故A错误;B.乙图中金属圆环通以逆时针电流时,根据安培定则可知,磁场垂直纸面向外,小磁针静止时N 极垂直纸面向外,故B错误;C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,右侧为S极,左侧为N极,根据安培定则可知,则电源左侧为负极,故C错误;D.地理北极附近是地磁南极,根据安培定则可知,安培假设绕地轴的环形电流与图示相同,故D正确。故选D。
5.(2025-2026高二上·浙江嘉兴八校-11月·期中)如图所示的四幅图中,导体棒的长度均为L,磁场的磁感应强度大小均为B,在各导体棒中通有相同的电流I。则下列选项正确的是( )
A. 图甲中导体棒所受的安培力大小为BIL,方向水平向左
B. 图乙中导体棒所受的安培力大小为BIL,方向竖直向下
C. 图丙中导体棒所受的安培力大小为BIL,方向竖直向上
D. 图丁中导体棒所受的安培力大小为BIL,方向水平向右
【答案】B
【详解】A.题图甲中,因电流方向与磁场平行,所以安培力为零,故A错误;B.题图乙中,导体棒与磁场垂直,则安培力的大小为BIL,根据左手定则可知,方向竖直向下,故B正确;C.题图丙中,导体棒与磁场垂直,则安培力的大小为BIL,方向垂直导体斜左上方,故C错误;D.题图丁中,导体棒与磁场成60°角,则安培力的大小为,方向垂直纸面向外,故D错误。故选B。
6.(2025-2026高二上·浙江舟山·期中)如图所示的等腰直角三角形,顶点、、分别水平固定长度均为,电流均为的直导线,、两导线中电流方向均垂直纸面向里,导线中电流方向垂直纸面向外,已知通电直导线在其周围空间产生的磁感应强度大小为,为直导线中的电流,为某点到直导线的距离,导线在点产生的磁感应强度大小为,则下列说法正确的( )
A. 导线,连线中点处的磁感应强度大小为零
B. 导线,连线中点处的磁感应强度大小为
C. 导线所受的安培力大小为,方向水平向右
D. 导线所受的安培力大小为,方向水平向右
【答案】D
【详解】A.导线b、c在b、c连线中点处产生的磁感应强度大小为零,则b、c连线中点处的磁感应强度大小为导线a在该点产生的磁感应强度,故A错误;B.已知导线b在a点产生的磁感应强度大小为,则导线a、b在a、b连线中点处产生的磁感应强度大小为,与导线c在a,b连线中点产生的磁感应强度进行矢量合成,可知导线a、b连线中点处的磁感应强度大于,故B错误;C.由题可知导线c在b点处的磁感应强度大小为b点的磁感应强度如图 由叠加原理可知b点的磁感应强度大小为,方向竖直向下则导线b所受的安培力大小为由左手定则可知安培力的方向水平向左,故C错误;D.导线b、c在a点处的磁感应强度大小为,方向竖直向下则导线a所受的安培力大小为由左手定则可知安培力的方向水平向右,故D正确。故选D。
7.(2025-2026高二上·浙江台州十校·期中)宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载:以磁石磨针锋,则能指南”。 进一步研究表明,地球周围和通电导体周围也存在磁场,如图甲所示。 下列关于磁场的说法正确的是( )
A. 磁感线是客观存在的特殊物质
B. 将中国古代的四大发明之一司南置于赤道,据甲图可知,磁勺尾(S极)静止时指向北方
C. 图乙中,环形导线的电流较大,若忽略地磁场的影响,小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外
D. 图丙中,小磁针在通电螺线管内部(线圈内部),若忽略地磁场的影响,静止时小磁针N极指向为向左
【答案】C
【详解】A.磁场是一种客观存在的特殊物质,而磁感线不是客观存在的曲线,是为了便于研究磁场而引入的,故A错误;B.地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,所以赤道出的磁场应指向北方,所以将司南置于赤道,磁勺尾(S极)静止时指向南方,故B错误;C.根据右手螺旋定则可知环形通电导线内部的磁场方向应垂直指向外,所以小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外,故C正确;D.根据右手螺旋定则可知,螺线管内部的磁感线应指向右,所以放在通电螺线管内部(线圈内部)的小磁针,静止时N极水平向右,故D错误。故选C。
8.(2025-2026高二上·浙江杭州及周边重点中学·期中)小明同学在做奥斯特实验时,设想了一个测量地磁场水平分量磁感应强度的方法。如图所示,他将小磁针静置于水平地面上,找一足够长的直导线平行固定于小磁针正上方,和小磁针间距为。给直导线通以电流,调节电流的大小,测量静止后小磁针偏转角度。已知通电长直导线在空间某处形成的磁场,磁感应强度大小可表示为,k为比例系数,为该点到导线的距离,为导线中的电流强度,不考虑地磁偏角的情况下,下列说法正确的是( )
A. 通电瞬间,小磁针N极垂直纸面向外偏转
B. 实验时,增大电流,偏转角也变大,则与成正比
C. 若电流时,测得偏转角,则可表示为
D. 若电流时,测得偏转角,则可表示为
【答案】C
【详解】A.通电瞬间、根据安培定则,,直线电流下方的磁场方向垂直纸面向里,因此小磁针N极垂直纸面向里偏转,故A错误;CD.若电流时,电流的磁场方向垂直纸面向里测得偏转角,合磁场方向如图所示 对可表示为,故C正确,D错误;B.电流为I时,电流的磁场根据上述分析得增大电流I,偏转角也变大,则与I不成正比,故B错误。故选C。
考点2 磁感应强度 磁通量
1.(2025-2026高二上·浙江嘉兴八校-11月·期中)下列说法正确的是( )
A. 甲图中闭合线圈在N处的磁通量为0
B. 乙图中虚线区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,则线圈内磁通量为
C. 丙图中通电直导线附近的线圈以导线为轴转动90°磁通量变大
D. 丁图中线圈从M位置移动到N位置时磁通量减小
【答案】D
【详解】A.甲图中闭合线圈在N处时有竖直向下的磁感线穿过线圈,故磁通量不为零,故A错误;B.乙图中虚线区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,则线圈内磁通量为,故B错误;C.丙图中,通电直导线的磁场是以导线为中心的同心圆,故在通电直导线附近的线圈以导线为轴转动90°磁通量不变,故C错误;D.丁图中,M位置的磁场更密集,N位置磁场更稀疏,线圈从M移到N,磁场减弱,即磁感应强度减小,所以磁通量减小,故D正确。故选D。
2.(2025-2026高二上·浙江杭州第二中学·期中)磁感应强度单位“特斯拉”用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. kg·s-1·C-1
B. kg·s-2·A-1
C. N·A-1·m-1
D. Wb·m-2
【答案】B
【详解】根据公式可得磁感应强度的单位为可得用国际单位制中的基本单位表示为kg·s-2·A-1。故选B。
3.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)以下属于比值定义法的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.公式 中,磁感应强度 由安培力 、电流 和导线长度 的比值定义,属于比值定义法,故A正确;B.公式 是匀强电场中电场强度与电势差 和距离 的关系式,属于导出式。电场强度的比值定义式为 ,故B错误;C.公式 是电阻的决定式,表明电阻由材料()、长度 和横截面积 共同决定,而非比值定义。电阻的比值定义式为 ,故C错误;D.公式 是磁通量的定义式,通过乘积( 与 )定义,而非比值,故D错误。故选A。
4.(2025-2026高二上·浙江杭州第二中学·期中)图甲是磁电式电表的内部构造,其截面如图乙,软铁内的磁场近乎均匀分布,线圈(软铁不动)从图示位置顺时针旋转过程中,线圈中的磁通量( )
A. 一直增大
B. 保持不变
C. 先增大后减小
D. 先减小后不变
【答案】A
【详解】图示位置线圈平面与磁场方向平行,穿过线圈的磁通量为0,线圈从图示位置顺时针旋转过程中,穿过线圈的磁通量逐渐增大,故选A。
5.(2025-2026高二上·浙江杭州第二中学·期中)如图所示,磁感应强度大小为B,方向水平向右的匀强磁场中,有一长为L的轻质半圆金属导线,通有从到的恒定电流I。现金属导线绕水平轴由水平第一次转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是( )
A. 转动过程中,安培力的方向不断变化
B. 转动过程中,安培力大小始终不变
C. 转动过程中,安培力大小一直减小
D. 转过时,安培力大小为
【答案】B
【详解】A.安培力方向始终竖直向上,保持不变,故A错误;BC.转动过程中,因有效长度不变,安培力大小始终不变,故B正确,C错误;D.半圆导线的半径为受到的安培力为故D错误。故选B。
6.(2025-2026高二上·浙江省金砖高中联盟-11月·期中)(多选)关于下列四副图,说法正确的是( )
A. 图甲是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,从而冶炼金属
B. 图乙中两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过电场的相互作用来实现的
C. 图丙中穿过金属圆环1和2的磁通量大小分别为φ1和φ2,则
D. 图丁中位于等边三角形顶点的两通电长直导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为,则C处磁场的合磁感应强度大小是
【答案】CD
【详解】A.图甲真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时,炉内的金属会产生涡流,涡流产生大量的热,而炼化金属,故A错误;B.图乙中两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过磁场的相互作用来实现的,故B错误;C.图丙中条形磁体内部磁场方向向上,外部线圈所在位置磁场方向向下,通过线圈净剩的磁感线方向向上,可知,图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为,故C正确;D.根据安培定则可知,A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小相等为B0,方向之间的夹角为60°,根据矢量叠加可知,C处磁场的合磁感应强度大小为,故D正确。故选CD。
7.(2025-2026高二上·浙江省浙南名校联盟·期中)如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,放置在该平面上的两根通电导线cd、ef,平行于ab且关于ab对称,分别通有同向电流、,且。若两根导线始终保持平行,并以相等的速度大小沿垂直于ab的方向匀速向ab靠拢(即相向运动),则在此过程中,穿过该圆面积的磁通量将( )
A. 逐渐变小
B. 逐渐变大
C. 始终为零
D. 不为零,但始终保持不变
【答案】B
【详解】根据安培定则可知,通电导线cd在圆形区域产生的磁场方向向上,通电导线ef在圆形区域产生的磁场方向向下,由于,故该圆形区域磁场方向向上;两根导线以相等的速度大小向ab匀速靠拢,两根通电导线在圆形区域产生磁场的磁感应强度都变大,由于,通电导线cd在圆形区域产生磁场的磁感应强度增加量较大,圆形区域的面积不变,故穿过该圆形面积的磁通量逐渐变大。故选B。
考点3 电磁感应现象及应用
1.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)一闭合线圈置于磁场中,若磁感应强度B随时间变化的规律如图所示,则下图中能正确反映线圈中感应电动势E随时间t变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】设感应电动势沿顺时针方向为正,磁感应强度方向向上为正。在前半周内,磁感应强度均匀增大,一定,感应电动势则E一定,根据楞次定律分析得到:感应电动势方向为负;同理,在后半周内,感应电动势E一定,方向为正,故D正确,ABC错误。
2.(2025-2026高二上·浙江舟山·期中)距离为的两平行金属板、之间有一匀强磁场,磁感应强度大小为,一束速度大小为的等离子体垂直于磁场喷入板间。相距为的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为,导轨平面与水平面夹角为,两导轨分别与、相连。质量为且电阻为的金属棒垂直导轨放置,恰好静止。重力加速度为,不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。下列说法正确的( )
A. 棒中的电流由流到
B. 导轨所处磁场的方向垂直于导轨平面向上
C. 金属棒所受安培力方向水平向右,大小为
D. 等离子体的速度大小
【答案】D
【详解】A.根据左手定则可知P板聚集了等离子体中的负电荷,Q板聚集了等离子体中的正电荷,所以Q板为正极,所以通过金属棒ab的电流由a流到b,故A错误;BC.根据平衡条件,金属棒ab所受安培力方向沿导轨平面向上,大小为根据左手定则可知导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,故BC错误;D.当P、Q之间电压稳定时,等离子体所受电场力与洛伦兹力大小相等,即流过导体棒的电流为安培力为联立解得,故D正确。故选D。
3.(2025-2026高二上·浙江宁波北仑中学·期中)如图所示,铁芯上绕有线圈A和B,线圈A与电源连接,线圈B与理想发光二极管D相连,衔铁E连接弹簧K控制触头C的通断,忽略A的自感,下列说法正确的是( )
A. 闭合S,D闪亮一下
B. 闭合S,C将会过一小段时间接通
C. 断开S,D不会闪亮
D. 断开S,C将会过一小段时间断开
【答案】D
【详解】AB.当闭合S瞬间时,穿过线圈B的磁通量要增加,根据楞次定律:增反减同,结合右手螺旋定则可知,线圈B的电流方向逆时针,而由于二极管顺时针方向导电,则线圈B不会闪亮一下,则线圈A中磁场立刻吸引C,导致其即时接触,故AB错误;CD.当断开S瞬间时,穿过线圈B的磁通量要减小,根据楞次定律:增反减同,结合右手螺旋定则可知,电流方向为顺时针,则二极管处于导通状态,则D会闪亮,同时对线圈A有影响,阻碍其磁通量减小,那么C将会过一小段时间断开,故C错误,D正确。故选D。【点睛】该题考查楞次定律与右手螺旋定则的应用,注意穿过闭合线圈的磁通量变化,线圈相当于电源,而电流是从负板流向正极,同时理解二极管的单向导电性。
4.(2025-2026高二上·浙江宁波北仑中学·期中)如图甲所示,一圆形线圈面积,匝数,电阻不计,处于匀强磁场中,磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示(取垂直纸面向里为正方向)。导线框右边与理想变压器的原线圈连接,已知变压器的原、副线圈的匝数比为,与副线圈连接的电阻,,D为理想二极管,下列说法正确的是( )
A. 时,圆形线圈中有逆时针方向的电流
B. 时,原线圈中电势差为
C. 内,流过的电荷量为
D. 内原线圈输入的能量为
【答案】C
【详解】A.在 t = 0.01 s 时,磁感应强度 B = 0,但磁通量的变化率最大。根据B-t图像,此时图像的斜率为负,表示穿过线圈向里(正方向)的磁通量在减小。根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向应为向里,以阻碍磁通量的减小。再根据安培定则,可知感应电流方向为顺时针,A错误;B.在 t = 0.005 s 时,磁感应强度B达到最大值,B-t 图像的切线斜率为零,此时线圈中产生的感应电动势为零,原线圈两端的电势差为零,B错误;C.在 0 ~ 0.005 s 时间内,根据法拉第电磁感应定律,原线圈中的平均感应电动势为副线圈的平均电动势为流过 R₁ 的平均电流为流过 R₁ 的电荷量为 ,C正确;D.原线圈中电动势的最大值为 有效值为副线圈两端电压的有效值为 电阻 R₁ 消耗的功率为 由于理想二极管 D 的单向导电性,电阻 R₂ 只在半个周期内有电流通过,其消耗的功率是正常工作时的一半,即 副线圈的总输出功率为输入功率 在 1 s 内原线圈输入的能量为 ,D错误。故选C。
5.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)中国空军八一飞行表演队应邀参加于2019年3月举行的巴基斯坦国庆日飞行表演.中国歼﹣10战斗机在广场上方沿水平方向自西向东飞行.该飞机翼展10m,表演地点位于北半球,该处磁场的竖直分量为5.0×10﹣5T,该机飞行时速度约为300m/s,下列说法正确的是( )
A. 该机两翼尖端电势差大小约为0.15V
B. 该机两翼尖端无电势差
C. 右端机翼电势较高
D. 若飞机转向为自东向西飞行,机翼右端电势较高
【答案】A
【详解】该机两翼尖端电势差大小约为U=BLv=0.15V,故A正确;我国的地磁场方向斜向下,在竖直方向的分量向下,根据右手定则可得,无论飞机沿水平方向自西向东飞行或是自东向西飞行,相对于飞行员来说机翼的左端电势高,故BCD错误.
6.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)如图所示,闭合线圈水平放置且固定,一条形磁铁竖直加速下落,分别经过A、B、C位置(设磁铁始终保持水平),在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离相等,且都比较小。下列说法正确的是( )
A. 磁铁在位置A时线框感应电流的方向为逆时针(俯视)
B. 磁铁在位置B时线框中的磁通量最大
C. 磁铁在位置A时的加速度比位置C时的加速度大
D. 磁铁在位置C时线框中的电功率比在位置A时的小
【答案】C
【详解】A.磁铁在位置时,通过线圈的磁场斜向下方,磁铁向下运动,通过线圈的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针(俯视),A错误;B.磁铁在位置时,线框内磁通量为零,故B错误;D.、之间和、之间的距离相等,但线圈在位置时的运动速度较大,磁通量变化较快,故线圈中的感应电流线框中的电功率,所以,D错误;C.、两位置关于线圈对称,当磁铁在、两位置时线圈处的磁感应强度大小相同,故线圈受到的安培力根据牛顿第二定律有,所以,C正确。故选C。
7.(2025-2026高二上·浙江台州十校·期中)下列各图所描述的物理情境中,线圈或回路中能产生感应电流的是( )
A. 甲图中开关S闭合的瞬间,线圈N中能产生感应电流
B. 乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,线圈中能产生感应电流
C. 丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中,线圈中能产生感应电流
D. 丁图中增大通入的电流,水平放置的圆形线框中能产生感应电流
【答案】A
【详解】A.甲图中开关S闭合瞬间,穿过线圈N的磁通量增大,所以线圈N中产生感应电流,故A正确;B.乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,穿过线圈平面的磁通量不变,所以线圈中不产生感应电流,故B错误;C.丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中,金属框中磁通量不发生变化,所以不会在金属框中产生感应电流,故C错误;D.丁图中增大通入的电流,穿过线圈的磁通量始终为零,所以在线圈中不会产生感应电流,故D错误。故选A。
8.(2025-2026高二上·浙江舟山·期中)电磁感应发电机原理如图所示,空间有一方向与纸面垂直、大小随时间变化的磁场,其边界如图中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为、横截面积为,将该导线做成半径为的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。时磁感应强度的方向如图所示;磁感应强度随时间的变化关系如图所示,则( )
A. 前后圆环中电流方向会发生变化
B. 圆环中的感应电流始终沿逆时针方向
C. 圆环中的感应电流大小为
D. 圆环中的感应电动势大小为
【答案】C
【详解】AB.根据B-t图像,由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针,故AB错误;CD.根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为由电阻定律有根据闭合电路欧姆定律可得联立可得,故C正确,D错误。故选C。
9.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)在“探究产生感应电流条件”的实验中,某同学将螺线管和电流表用导线连接成闭合电路,如图所示。当把条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”);当条形磁铁静止在螺线管中时,观察到电流表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”)。
【答案】① 偏转 ② 不偏转
【详解】[1][2]根据法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中的磁通量发生改变时,会产生感应电流,故在条形磁铁插入螺线管的过程中,螺线管内的磁通量发生改变,会产生感应电流,电流表的指针发生偏转,当条形磁铁静止在螺线管中时,螺线管内的磁通量没改变,不能产生感应电流,电流表的指针不发生偏转。
10.(2025-2026高二上·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素
(1)图a中,将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离,出现的现象是 。
A.灯泡A、B均不发光 B.灯泡A、B交替短暂发光
C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
(2)通过实验得知:当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转;则当磁体 (选填“向上”或“向下”)运动时,电流计指针向右偏转。
(3)为进一步探究影响感应电流方向的因素,该小组设计了如图c的电路。
(4)若图c电路连接正确,在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 (选填“左”或“右”)端。
(5)若图c电路连接正确,开关闭合瞬间,指针向左偏转,则将铁芯从线圈P中快速抽出时,观察到电流计指针 。
A.不偏转 B.向左偏转 C.向右偏转
【答案】① B ② 向上 ③ 左 ④ C
【详解】
(1)[1]条形磁铁向上移动一小段距离,穿过螺线管的磁感线减少,向下移动一小段距离,穿过螺线管的磁感线增加,移动方向不同,产生的感应电流方向不同,根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。故选B。
(2)[2]当磁体向上运动时,穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少,根据楞次定律,可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下,根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入,指针向右偏;故磁体向上运动。
(4)[3]闭合开关瞬间,电路中电流增多,电磁铁的磁性增强,穿过螺线管的磁感线增多,会产生感应电流,为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表,闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。
(5)[4]开关闭合瞬间,穿过螺线管的磁通量增多,根据题意可知指针向左偏转,所以将铁芯从线圈P中快速抽出时,穿过螺线管的磁通量减少,观察到电流计指针向右偏转。故选C。
考点4 电磁波的发现及应用
1.(2025-2026高二上·浙江省嘉兴市钱塘联盟-11月·期中)(多选)关于下列四幅图的说法中,正确的是( )
A. 图甲中,赫兹引入了能量子这一概念,首次提出了能量量子化的思想
B. 图乙中,金属圆环通以逆时针电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向外
C. 图丙中,当线框向右匀速运动时,线框中的磁通量减小,线框中产生感应电流
D. 图丁中,在真空中紫外线的传播速度比红外线的传播速度大
【答案】BC
【详解】A.图甲中,普朗克引入了能量子这一概念,首次提出了能量量子化的思想,故A错误;B.图乙中,金属圆环通以逆时针电流时,根据安培定则可知,圆环轴线的磁场方向垂直纸面向外,则小磁针静止时N极垂直纸面向外,故B正确;C.图丙中,当线框向右匀速运动时,离直线电流越来越远,线框中的磁通量减小,线框中产生感应电流,故C正确;D.图丁中,在真空中紫外线的传播速度等于红外线的传播速度,均为光速,故D错误。故选BC。
2.(2025-2026高二上·浙江杭州第二中学·期中)如图所示为一种新型的发令枪。杭州二中运动会百米赛跑进行时,当发令裁判扣动扳机,发令枪同时发出清晰的激光信号和声音信号,由以上信息可以判断( )
A. 终点计时裁判听到枪声后立即按下计时表
B. 扬声器的工作原理是将声音信号转换成电信号
C. 发令枪产生的光信号和声信号的信息载体都是横波
D. 发令枪在传递信息的过程中也伴随着能量的传递
【答案】D
【详解】A.计时裁判应看到激光信号立即按下计时表,故A错误;B.扬声器的工作原理是将电信号转换成声音信号,故B错误;C.发令枪产生的光信号的信息载体是横波,发令枪产生的声信号的信息载体都是纵波,故C错误;D.发令枪传递信息的过程也是能量传递的过程,故D正确。故选D。
考点5 能量量子化
1.(2025-2026高二上·浙江杭州及周边重点中学·期中)第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”由普朗克常数来定义。普朗克常数作为一个自然常数,源自于普朗克提出的能量子概念,即,其中表示能量,表示频率,则的单位用国际单位制基本单位表示为( )
A.
B. N·m/s
C.
D.
【答案】D
【详解】AB.单位J与N均为导出单位,不是国际单位制中的基本单位,故AB错误;CD.表示频率,国际单位制中的基本单位为1/s,表示能量,单位为J,该单位也可以表示为N·m,而单位N也可以表示为,根据,整理得利用单位运算可知,h的国际单位制中的基本单位为。故选D。
2.(2025-2026高二上·浙江省浙南名校联盟·期中)(多选)下列说法正确的是( )
A. 物体具备较高温度,才会产生热辐射
B. 空间某处的电场或磁场发生变化,会在其周围产生电磁波
C. 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
D. 微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统,原子的能量是量子化的
【答案】CD
【详解】A.一切物体都会产生热辐射,故A错误;B.空间某处的电场或磁场发生变化,如果是均匀变化的电场或磁场,则产生稳定的磁场或电场,不会在其周围产生电磁波,故B错误;C.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,故C正确;D.微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统,原子的能量是量子化的,故D正确。故选CD。
试卷第1页,共3页
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专题05
考点1磁场磁感线
1.【答案】A
2.【答案】CD
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】B
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】C
考点2磁感应强度磁通量
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】A
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】cD
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电磁感应与电磁波初步
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7.【答案】B
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考点3电磁感应现象及应用
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】A
6.【答案】C
7.【答案】A
8.【答案】C
9.【答案】①偏转
②不偏转
10.【答案】①B
②向上
考点4电磁波的发现及应用
1.【答案】BC
2.【答案】D
考点5能量量子化
1.【答案】D
2.【答案】CD
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③左
④C
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专题05 电磁感应与电磁波初步
5大高频考点
1. 磁场 磁感线
2. 磁感应强度 磁通量
3. 电磁感应现象及应用
4. 电磁波的发现及应用
5. 能量量子化
考点1 磁场 磁感线
1.(2025-2026高二上·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)如图,相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连,处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动,速度大小为v。则导体棒ab所受的安培力为( )
A. ,方向向左
B. ,方向向右
C. ,方向向左
D. ,方向向右
2.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)(多选)下列说法正确的是( )
A. 欧姆定律对金属导体、电解质溶液、气态导体、以及半导体都适用
B. 金属的电阻随温度升高而显著增大,常用来制作标准电阻
C. 奥斯特发现了电流磁效应,首次揭示了电与磁的联系
D. 只要穿过某一导体闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就一定能产生感应电流
3.(2025-2026高二上·浙江嘉兴八校-11月·期中)磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )
A. 两处的磁感应强度方向相同
B. 同一闭合线圈放在a处时磁通量一定小
C. a处的磁感应强度比b处小
D. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
4.(2025-2026高二上·浙江嘉兴八校-11月·期中)用安培定则分析下列现象,正确的是( )
A. 甲图中小磁针静止时的位置如图,则通电直导线的电流向上
B. 乙图中金属圆环通以逆时针方向的电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向里
C. 丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源左侧为正极
D. 丁图中,假设地磁场是由绕地轴的环形电流产生的,那么环形电流的方向如图所示
5.(2025-2026高二上·浙江嘉兴八校-11月·期中)如图所示的四幅图中,导体棒的长度均为L,磁场的磁感应强度大小均为B,在各导体棒中通有相同的电流I。则下列选项正确的是( )
A. 图甲中导体棒所受的安培力大小为BIL,方向水平向左
B. 图乙中导体棒所受的安培力大小为BIL,方向竖直向下
C. 图丙中导体棒所受的安培力大小为BIL,方向竖直向上
D. 图丁中导体棒所受的安培力大小为BIL,方向水平向右
6.(2025-2026高二上·浙江舟山·期中)如图所示的等腰直角三角形,顶点、、分别水平固定长度均为,电流均为的直导线,、两导线中电流方向均垂直纸面向里,导线中电流方向垂直纸面向外,已知通电直导线在其周围空间产生的磁感应强度大小为,为直导线中的电流,为某点到直导线的距离,导线在点产生的磁感应强度大小为,则下列说法正确的( )
A. 导线,连线中点处的磁感应强度大小为零
B. 导线,连线中点处的磁感应强度大小为
C. 导线所受的安培力大小为,方向水平向右
D. 导线所受的安培力大小为,方向水平向右
7.(2025-2026高二上·浙江台州十校·期中)宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载:以磁石磨针锋,则能指南”。 进一步研究表明,地球周围和通电导体周围也存在磁场,如图甲所示。 下列关于磁场的说法正确的是( )
A. 磁感线是客观存在的特殊物质
B. 将中国古代的四大发明之一司南置于赤道,据甲图可知,磁勺尾(S极)静止时指向北方
C. 图乙中,环形导线的电流较大,若忽略地磁场的影响,小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外
D. 图丙中,小磁针在通电螺线管内部(线圈内部),若忽略地磁场的影响,静止时小磁针N极指向为向左
8.(2025-2026高二上·浙江杭州及周边重点中学·期中)小明同学在做奥斯特实验时,设想了一个测量地磁场水平分量磁感应强度的方法。如图所示,他将小磁针静置于水平地面上,找一足够长的直导线平行固定于小磁针正上方,和小磁针间距为。给直导线通以电流,调节电流的大小,测量静止后小磁针偏转角度。已知通电长直导线在空间某处形成的磁场,磁感应强度大小可表示为,k为比例系数,为该点到导线的距离,为导线中的电流强度,不考虑地磁偏角的情况下,下列说法正确的是( )
A. 通电瞬间,小磁针N极垂直纸面向外偏转
B. 实验时,增大电流,偏转角也变大,则与成正比
C. 若电流时,测得偏转角,则可表示为
D. 若电流时,测得偏转角,则可表示为
考点2 磁感应强度 磁通量
1.(2025-2026高二上·浙江嘉兴八校-11月·期中)下列说法正确的是( )
A. 甲图中闭合线圈在N处的磁通量为0
B. 乙图中虚线区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,则线圈内磁通量为
C. 丙图中通电直导线附近的线圈以导线为轴转动90°磁通量变大
D. 丁图中线圈从M位置移动到N位置时磁通量减小
2.(2025-2026高二上·浙江杭州第二中学·期中)磁感应强度单位“特斯拉”用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. kg·s-1·C-1
B. kg·s-2·A-1
C. N·A-1·m-1
D. Wb·m-2
3.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)以下属于比值定义法的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高二上·浙江杭州第二中学·期中)图甲是磁电式电表的内部构造,其截面如图乙,软铁内的磁场近乎均匀分布,线圈(软铁不动)从图示位置顺时针旋转过程中,线圈中的磁通量( )
A. 一直增大
B. 保持不变
C. 先增大后减小
D. 先减小后不变
5.(2025-2026高二上·浙江杭州第二中学·期中)如图所示,磁感应强度大小为B,方向水平向右的匀强磁场中,有一长为L的轻质半圆金属导线,通有从到的恒定电流I。现金属导线绕水平轴由水平第一次转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是( )
A. 转动过程中,安培力的方向不断变化
B. 转动过程中,安培力大小始终不变
C. 转动过程中,安培力大小一直减小
D. 转过时,安培力大小为
6.(2025-2026高二上·浙江省金砖高中联盟-11月·期中)(多选)关于下列四副图,说法正确的是( )
A. 图甲是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,从而冶炼金属
B. 图乙中两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过电场的相互作用来实现的
C. 图丙中穿过金属圆环1和2的磁通量大小分别为φ1和φ2,则
D. 图丁中位于等边三角形顶点的两通电长直导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为,则C处磁场的合磁感应强度大小是
7.(2025-2026高二上·浙江省浙南名校联盟·期中)如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,放置在该平面上的两根通电导线cd、ef,平行于ab且关于ab对称,分别通有同向电流、,且。若两根导线始终保持平行,并以相等的速度大小沿垂直于ab的方向匀速向ab靠拢(即相向运动),则在此过程中,穿过该圆面积的磁通量将( )
A. 逐渐变小
B. 逐渐变大
C. 始终为零
D. 不为零,但始终保持不变
考点3 电磁感应现象及应用
1.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)一闭合线圈置于磁场中,若磁感应强度B随时间变化的规律如图所示,则下图中能正确反映线圈中感应电动势E随时间t变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
2.(2025-2026高二上·浙江舟山·期中)距离为的两平行金属板、之间有一匀强磁场,磁感应强度大小为,一束速度大小为的等离子体垂直于磁场喷入板间。相距为的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为,导轨平面与水平面夹角为,两导轨分别与、相连。质量为且电阻为的金属棒垂直导轨放置,恰好静止。重力加速度为,不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。下列说法正确的( )
A. 棒中的电流由流到
B. 导轨所处磁场的方向垂直于导轨平面向上
C. 金属棒所受安培力方向水平向右,大小为
D. 等离子体的速度大小
3.(2025-2026高二上·浙江宁波北仑中学·期中)如图所示,铁芯上绕有线圈A和B,线圈A与电源连接,线圈B与理想发光二极管D相连,衔铁E连接弹簧K控制触头C的通断,忽略A的自感,下列说法正确的是( )
A. 闭合S,D闪亮一下
B. 闭合S,C将会过一小段时间接通
C. 断开S,D不会闪亮
D. 断开S,C将会过一小段时间断开
4.(2025-2026高二上·浙江宁波北仑中学·期中)如图甲所示,一圆形线圈面积,匝数,电阻不计,处于匀强磁场中,磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示(取垂直纸面向里为正方向)。导线框右边与理想变压器的原线圈连接,已知变压器的原、副线圈的匝数比为,与副线圈连接的电阻,,D为理想二极管,下列说法正确的是( )
A. 时,圆形线圈中有逆时针方向的电流
B. 时,原线圈中电势差为
C. 内,流过的电荷量为
D. 内原线圈输入的能量为
5.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)中国空军八一飞行表演队应邀参加于2019年3月举行的巴基斯坦国庆日飞行表演.中国歼﹣10战斗机在广场上方沿水平方向自西向东飞行.该飞机翼展10m,表演地点位于北半球,该处磁场的竖直分量为5.0×10﹣5T,该机飞行时速度约为300m/s,下列说法正确的是( )
A. 该机两翼尖端电势差大小约为0.15V
B. 该机两翼尖端无电势差
C. 右端机翼电势较高
D. 若飞机转向为自东向西飞行,机翼右端电势较高
6.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)如图所示,闭合线圈水平放置且固定,一条形磁铁竖直加速下落,分别经过A、B、C位置(设磁铁始终保持水平),在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离相等,且都比较小。下列说法正确的是( )
A. 磁铁在位置A时线框感应电流的方向为逆时针(俯视)
B. 磁铁在位置B时线框中的磁通量最大
C. 磁铁在位置A时的加速度比位置C时的加速度大
D. 磁铁在位置C时线框中的电功率比在位置A时的小
7.(2025-2026高二上·浙江台州十校·期中)下列各图所描述的物理情境中,线圈或回路中能产生感应电流的是( )
A. 甲图中开关S闭合的瞬间,线圈N中能产生感应电流
B. 乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,线圈中能产生感应电流
C. 丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中,线圈中能产生感应电流
D. 丁图中增大通入的电流,水平放置的圆形线框中能产生感应电流
8.(2025-2026高二上·浙江舟山·期中)电磁感应发电机原理如图所示,空间有一方向与纸面垂直、大小随时间变化的磁场,其边界如图中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为、横截面积为,将该导线做成半径为的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。时磁感应强度的方向如图所示;磁感应强度随时间的变化关系如图所示,则( )
A. 前后圆环中电流方向会发生变化
B. 圆环中的感应电流始终沿逆时针方向
C. 圆环中的感应电流大小为
D. 圆环中的感应电动势大小为
9.(2025-2026高二上·浙江省浙东北ZDB联盟·期中)在“探究产生感应电流条件”的实验中,某同学将螺线管和电流表用导线连接成闭合电路,如图所示。当把条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”);当条形磁铁静止在螺线管中时,观察到电流表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”)。
10.(2025-2026高二上·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素
(1)图a中,将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离,出现的现象是 。
A.灯泡A、B均不发光 B.灯泡A、B交替短暂发光
C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
(2)通过实验得知:当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转;则当磁体 (选填“向上”或“向下”)运动时,电流计指针向右偏转。
(3)为进一步探究影响感应电流方向的因素,该小组设计了如图c的电路。
(4)若图c电路连接正确,在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 (选填“左”或“右”)端。
(5)若图c电路连接正确,开关闭合瞬间,指针向左偏转,则将铁芯从线圈P中快速抽出时,观察到电流计指针 。
A.不偏转 B.向左偏转 C.向右偏转
考点4 电磁波的发现及应用
1.(2025-2026高二上·浙江省嘉兴市钱塘联盟-11月·期中)(多选)关于下列四幅图的说法中,正确的是( )
A. 图甲中,赫兹引入了能量子这一概念,首次提出了能量量子化的思想
B. 图乙中,金属圆环通以逆时针电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向外
C. 图丙中,当线框向右匀速运动时,线框中的磁通量减小,线框中产生感应电流
D. 图丁中,在真空中紫外线的传播速度比红外线的传播速度大
2.(2025-2026高二上·浙江杭州第二中学·期中)如图所示为一种新型的发令枪。杭州二中运动会百米赛跑进行时,当发令裁判扣动扳机,发令枪同时发出清晰的激光信号和声音信号,由以上信息可以判断( )
A. 终点计时裁判听到枪声后立即按下计时表
B. 扬声器的工作原理是将声音信号转换成电信号
C. 发令枪产生的光信号和声信号的信息载体都是横波
D. 发令枪在传递信息的过程中也伴随着能量的传递
考点5 能量量子化
1.(2025-2026高二上·浙江杭州及周边重点中学·期中)第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”由普朗克常数来定义。普朗克常数作为一个自然常数,源自于普朗克提出的能量子概念,即,其中表示能量,表示频率,则的单位用国际单位制基本单位表示为( )
A.
B. N·m/s
C.
D.
2.(2025-2026高二上·浙江省浙南名校联盟·期中)(多选)下列说法正确的是( )
A. 物体具备较高温度,才会产生热辐射
B. 空间某处的电场或磁场发生变化,会在其周围产生电磁波
C. 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
D. 微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统,原子的能量是量子化的
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