第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元测试卷-2026-2027学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版必修第三册）

第十三章《电磁感应与电磁波初步》单元测试卷（解析版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）：必修第三册第13章。 第Ⅰ卷 选择题 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，有选错的得0分） 1．如图表示电流磁场或磁铁磁场的磁感线分布示意图，其中正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．通电直导线周围磁场分布由右手螺旋定则可知A正确B错误； CD．磁感线在磁铁外部由N极指向S极，可知C、D均错误。 故选A。 2．下列说法正确的是（　　） A．闭合导线的一部分在磁场中运动一定会产生感应电流 B．电磁铁的工作原理是电磁感应 C．赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在 D．爱因斯坦第一个提出了能量量子化 【答案】C 【详解】A．闭合导线的一部分在磁场中做切割磁感线运动才会产生感应电流，故A错误； B．电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故B错误； C．赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在，故C正确； D．普朗克第一个提出了能量量子化，故D错误。 故选C。 3．如图所示，匀强磁场方向与矩形线框平面垂直，穿过线框的磁通量为，若磁场的磁感应强度大小变为原来的，则磁通量变为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由磁通量公式 线框面积不变，磁感应强度变为原来的，则磁通量变为 故选A。 4．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B．各种频率的电磁波在真空中以相同的速度传播 C．电磁波和机械波都要依赖于介质才能传播 D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在并通过实验进行了证实 【答案】B 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场一定在周围空间产生磁场，但不一定产生变化的磁场，非均匀变化的电场才在周围空间产生变化的磁场，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论，各种频率的电磁波在真空中以相同的速度传播，故B正确； C．电磁波不依赖于介质就能传播，但机械波只能在介质中传播，故C错误； D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而赫兹通过实验进行了证实，故D错误。 故选B。 5．如图所示，两根平行长直导线分别水平固定在正方形CEDF的E、F两个顶点处，分别通有大小相等方向相反的电流，E处的电流向里，F处的电流向外。已知C点处的磁感应强度大小为B，则关于D点处的磁感应强度大小和方向，下列说法正确的是（　　） A．大小为，方向竖直向上 B．大小为，方向竖直向下 C．大小为，方向水平向右 D．大小为B，方向竖直向下 【答案】D 【详解】由于两通电导线中电流大小相等，且C、D两点到两通电导线距离相等，则通电导线在C、D两点产生的磁感应强度大小相等，方向如图所示 由题可知，C点处的磁感应强度大小为B，即 D点处的磁感应强度大小为 方向竖直向下。 故选D。 6．在磁共振成像（MRI）设备的调试过程中，需用小型闭合校准线圈检测设备内部不同区域的磁场均匀性。设备内部因部件布局差异，存在磁场疏密不同的区域，线圈的电磁信号可辅助校准磁场分布。如图所示，磁场中垂直于纸面方向放置两个相同的闭合导体线圈S1、S2，下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈S1的磁通量比穿过线圈S2的磁通量大 B．穿过线圈S1的磁通量比穿过线圈S2的磁通量小 C．穿过线圈S1的磁通量和穿过线圈S2的磁通量一样大 D．线圈S1向S2移动过程中，S1中不会产生感应电流 【答案】A 【详解】根据磁通量所指为垂直穿过线圈面积的磁感线的条数，由题图可知由于穿过线圈的磁感线条数比穿过线圈的多，所以，穿过线圈的磁通量比穿过线圈的磁通量大，则线圈向移动过程中，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知中将会产生感应电流。 故选A。 【点睛】 7．如图所示，轻质弹簧测力计下悬挂的圆形线圈中通有顺时针方向的电流I0，线圈的正下方固定有一根足够长的直导线a，线圈静止时导线a垂直于线圈平面，现在导线a中通有垂直纸面向外的较大电流，则下列判断正确的是（     ） A．线圈仍静止不动 B．从上往下看，线圈将顺时针转动 C．弹簧测力计示数变大 D．线圈左右摆动 【答案】C 【详解】ABD．根据安培定则可知，环形电流内部磁场的方向垂直纸面向里，则圆形线圈相当于N极指向纸面内的小磁针；导线a中通入电流时，由安培定则可判断出，导线a中电流在线圈处产生的磁场向左，因小磁针N极指向磁场方向，故从上向下看时，线圈将逆时针转动，故ABD错误； C．当线圈转过90°时，根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，线圈上半部分受力向上，线圈下半部分受力向下，由于下半部分距离导线a较近，所以下半部分受到的安培力比较大，线圈整体受到向下的安培力，可知弹簧测力计的示数一定增大，故C正确。 故选C。 8．如图所示，空间中存在两根无限长直导线与，通有大小相等、方向相反的恒定电流。导线周围存在M、O、N三个点，M与O关于对称，O与N关于对称，且。初始时，O处的磁感应强度为，M处的磁感应强度为，现保持中电流不变，仅将撤去，则此时N处的磁感应强度为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设 与 点距离为 ，由对称性可知 到 距离也为 ， 到 距离为 ， 到 距离为 。则 到 距离为 ， 到 距离为 。设单根导线在距离 处产生的磁感应强度大小为 。在 点，两导线电流反向，根据安培定则，两导线在 点产生的磁场方向相同，故 解得 在 点， 产生的磁场方向与 点相反（大小为 ）， 产生的磁场方向与 点相同（距离为 ，大小为 ），故 撤去 后， 点磁场仅由 产生， 点距离 为 且与 点在 同侧，故N处磁感应强度为 故选D。 9．（多选）小磁针的正上方有一根直导线，当在导线中通入水平向右的电流时，发现静止的小磁针会发生偏转，下列选项中正确的是（　　） A．该现象称之为电流的磁效应，由物理学家奥斯特首先发现 B．小磁针的偏转是受到电流的磁场的作用 C．小磁针的N极将向外偏转 D．小磁针的N极将往上偏转 【答案】AB 【详解】A．该现象称之为电流的磁效应，由物理学家奥斯特首先发现，A正确； B．通电导线周围存在磁场，小磁针的偏转是受到电流的磁场的作用，B正确； CD．由右手定则可知，直导线下方的磁场垂直纸面向里，可知小磁针的N极将向里偏转，CD错误。 故选AB。 10．（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．激光具有高度的相干性、非常好的平行度和很高的亮度 B．从太阳、白炽灯等光源直接发出的光都是不同程度的偏振光 C．生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的 D．电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，因而能在真空中传播 【答案】ACD 【详解】A. 激光具有高度的相干性、非常好的平行度和很高的亮度，A正确； B. 从太阳、白炽灯等光源直接发出的光都是自然光，不是偏振光，B错误； C. 生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的，C正确； D. 电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，因而能在真空中传播，D正确。 故选ACD。 11．（多选）如图所示，P、Q为两水平方向的反向电流，放置在水平面上，电流强度均为I，纸面为垂直于电流的纵剖面，虚线圆弧为以电流位置所在处为端点的半圆，R、S、T为半圆上的点，其中T为半圆的最高点，R和S关于PQ中垂线对称。以下关于各点磁感应强度的说法正确的有（     ） A．S点和R点的磁感应强度大小相等 B．T点的磁感应强度方向为竖直向下 C．若将P处的电流适当减小到某个值，则R点的磁感应强度方向可能竖直向下 D．若将Q处的电流适当增大到某个值，则S点的磁感应强度方向可能竖直向下 【答案】ABD 【详解】A．由于和关于的中垂线对称，两通电导线的电流大小相等、位置对称，根据磁场的对称性可知，、电流在点和点产生的合磁感应强度大小相等，故A正确； B．处电流方向垂直纸面向里，处电流方向垂直纸面向外，、在点产生的磁感应强度和大小相等，方向分别垂直于指向右下方和垂直于指向左下方，根据矢量合成法则，水平分量大小相等、方向相反相互抵消，竖直分量同向相加，故点的磁感应强度方向竖直向下，故B正确； C．在点，处电流产生的磁感应强度水平分量向右，处电流产生的磁感应强度水平分量向左，已知距离，当时处电流产生的水平分量小于处电流产生的水平分量，若要使点的合磁感应强度方向竖直向下，需使水平分量大小相等，应增大处电流或减小处电流，若减小处电流，水平分量无法抵消，故C错误； D．在点，已知距离，当时，处电流在点产生的水平向右的磁感应强度分量大于处电流产生的水平向左的分量，若将处的电流适当增大，可增大其产生的向左的水平分量使水平合分量为零，此时点的合磁感应强度方向竖直向下，故D正确。 故选ABD。 12．（多选）如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，在以导线某截面的中心为圆心，为半径的圆周上有、、、四个点。已知点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是（    ） A．直导线中的电流方向垂直纸面向里 B．点的磁感应强度为，方向斜向右上，与的夹角为 C．点的磁感应强度为0 D．点的磁感应强度与点的相同 【答案】AB 【详解】A．点在导线正下方，点合场为零，匀强磁场水平向右，导线在点产生的磁场必须水平向左。由右手螺旋定则，电流垂直纸面向里时在导线正下方产生的磁场水平向左，故A正确； B．导线在圆周上各点产生的磁场大小均为。点在导线左侧，导线在点产生的磁场方向竖直向上，与水平向右的匀强磁场合成，合磁感应强度，方向斜向右上，与水平方向夹角为，故B正确； C．点在导线正上方，导线在点产生的磁场方向水平向右，与匀强磁场同向，合磁感应强度，不为零，故C错误； D．点在导线右侧，导线在点产生的磁场方向竖直向下，合磁感应强度大小为，方向斜向右下，与点的方向不同，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，共16分） 13．在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： (1)实验前，可自由转动的小磁针静止时均指南北，这说明_______； (2)闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N极和电源的正极_______； (3)对调电源的正负极，闭合开关，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管外部的磁场方向与_______方向有关； (4)实验中，小磁针所起的作用是_______。 【答案】(1)地球的周围存在磁场 (2) (3)电流 (4)显示磁场方向和检测螺线管外部是否存在磁场 【详解】（1）实验前，可自由转动的小磁针静止时均指南北，小磁针是受到了磁场的作用指示南北，说明地球周围存在磁场。 （2）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；根据小磁针的N极指向可以判断出螺线管的左端是N极，根据安培定则，可以判断电流必须从螺线管的左端流进，从右端流出来，所以电源的左端是正极，右端是负极，如图所示 （3）对调电源的正负极，闭合开关，电流方向与之前相反，小磁针的指向也与之前相反，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 （4）小磁针在实验中的作用是显示磁场方向和检测螺线管外部是否存在磁场。在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中。小磁针的主要作用是显示磁场方向，即小磁针N极的指向为磁场中该点的磁场方向。 14．为探究感应电流产生的条件，几位同学做了如下的实验 (1)小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究： ①请在甲图中，用笔画线代替导线将电路补充完整______； ②闭合开关进行实验前，滑动变阻器滑片P应该滑至最________（填“左”或“右”）端； (2)下列操作中，能使灵敏电流计发生偏转的是________（填选项前字母）； A．图甲中，断开开关的瞬间 B．图甲中，移动滑动变阻器的滑片P C．图甲中，将线圈A放在线圈B中不动 D．图乙中，将条形磁铁快速放入线圈中 (3)同学们用两套实验方案做了各种尝试，最终总结如下： 甲方案：只有当磁铁和线圈有相对运动时才会产生感应电流； 乙方案：只要线圈A中的电流有变化时，线圈B中就会产生感应电流。 运用磁通量的概念，根据以上结论可将感应电流产生的条件全面、简洁地表示为________。 【答案】(1) 右 (2)ABD (3)穿过闭合回路的磁通量变化 【详解】（1）①[1]电路连线如图 ②[2]闭合开关进行实验前，滑动变阻器应处于阻值最大的位置，即滑片P应该滑至最右端； （2）ABC．图甲中，断开开关的瞬间或者移动滑动变阻器的滑片P，都会使线圈B的磁通量发生变化，则在线圈B中产生感应电流，从而使灵敏电流计发生偏转；当将线圈A放在线圈B中不动时，穿过线圈B的磁通量不变，不会产生感应电流，则灵敏电流计不偏转，AB正确，C错误； D．图乙中，将条形磁铁快速放入线圈中，穿过线圈的磁通量增加，则线圈中会产生感应电流，电流计指针发生偏转，D正确。 故选ABD。 （3）根据以上结论可将感应电流产生的条件全面、简洁地表示为：穿过闭合回路的磁通量变化。 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．图示固定于水平桌面上的金属框架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒搁在框架上，且可无摩擦滑动，此时恰好构成边长为的正方形，时磁感应强度为。求： （1）时穿过面的磁通量； （2）若从时起，磁感应强度随时间开始变化，同时棒以恒定速率沿导轨方向向右运动，使棒中不产生感应电流，请推导出与的关系式。    【详解】（1）根据题意，由公式可得，时穿过面的磁通量为 （2）根据题意可知，运动过程中，棒中不产生感应电流，则穿过面的磁通量不变，设运动时间为，则有 整理可得 16．如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。设图示情况下的磁通量为正值。问： (1)此时穿过线圈平面的磁通量为多少？ (2)线圈从初始位置绕轴转过90°时，穿过线圈平面的磁通量为多少？ (3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了多少？ 【详解】（1） （2）线圈从初始位置绕轴转过90°时，线圈垂直磁场方向的面积为零，由可知，穿过线圈平面的磁通量为0 （3）线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化量为 故穿过线圈平面的磁通量变化了2BS。 17．如图所示，足够长的金属框架MON与足够长的导体棒DE构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直。 （1）若，DE从O点出发，向右以的速度匀速运动4s时，回路的磁通量的变化量是多少？ （2）在图中，若回路面积从变到，同一时间内B从变到，则回路中的磁通量变化量是多少？ （3）若开始时，DE从O点右侧1m处出发，向右以的速度匀速运动，且闭合回路中没有感应电流产生，求磁感应强度大小B随时间t变化的表达式。 【详解】(1)棒向右以的速度匀速运动4s时，位移为 由于∠MON=45°，此时回路的面积为 回路的磁通量即磁通量的变化量为 (2)B0=0.8T时的初态磁通量为 末态的磁通量为 回路中的磁通量的变化为 (3)闭合回路三角形的直角边长为 闭合回路中没有感应电流产生，则磁通量不变，有 解得 1 / 1 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》单元测试卷（原卷版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）：必修第三册第13章。 第Ⅰ卷 选择题 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，有选错的得0分） 1．如图表示电流磁场或磁铁磁场的磁感线分布示意图，其中正确的是（     ） A． B． C． D． 2．下列说法正确的是（　　） A．闭合导线的一部分在磁场中运动一定会产生感应电流 B．电磁铁的工作原理是电磁感应 C．赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在 D．爱因斯坦第一个提出了能量量子化 3．如图所示，匀强磁场方向与矩形线框平面垂直，穿过线框的磁通量为，若磁场的磁感应强度大小变为原来的，则磁通量变为（     ） A． B． C． D． 4．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B．各种频率的电磁波在真空中以相同的速度传播 C．电磁波和机械波都要依赖于介质才能传播 D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在并通过实验进行了证实 5．如图所示，两根平行长直导线分别水平固定在正方形CEDF的E、F两个顶点处，分别通有大小相等方向相反的电流，E处的电流向里，F处的电流向外。已知C点处的磁感应强度大小为B，则关于D点处的磁感应强度大小和方向，下列说法正确的是（　　） A．大小为，方向竖直向上 B．大小为，方向竖直向下 C．大小为，方向水平向右 D．大小为B，方向竖直向下 6．在磁共振成像（MRI）设备的调试过程中，需用小型闭合校准线圈检测设备内部不同区域的磁场均匀性。设备内部因部件布局差异，存在磁场疏密不同的区域，线圈的电磁信号可辅助校准磁场分布。如图所示，磁场中垂直于纸面方向放置两个相同的闭合导体线圈S1、S2，下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈S1的磁通量比穿过线圈S2的磁通量大 B．穿过线圈S1的磁通量比穿过线圈S2的磁通量小 C．穿过线圈S1的磁通量和穿过线圈S2的磁通量一样大 D．线圈S1向S2移动过程中，S1中不会产生感应电流 7．如图所示，轻质弹簧测力计下悬挂的圆形线圈中通有顺时针方向的电流I0，线圈的正下方固定有一根足够长的直导线a，线圈静止时导线a垂直于线圈平面，现在导线a中通有垂直纸面向外的较大电流，则下列判断正确的是（     ） A．线圈仍静止不动 B．从上往下看，线圈将顺时针转动 C．弹簧测力计示数变大 D．线圈左右摆动 8．如图所示，空间中存在两根无限长直导线与，通有大小相等、方向相反的恒定电流。导线周围存在M、O、N三个点，M与O关于对称，O与N关于对称，且。初始时，O处的磁感应强度为，M处的磁感应强度为，现保持中电流不变，仅将撤去，则此时N处的磁感应强度为（     ） A． B． C． D． 9．（多选）小磁针的正上方有一根直导线，当在导线中通入水平向右的电流时，发现静止的小磁针会发生偏转，下列选项中正确的是（　　） A．该现象称之为电流的磁效应，由物理学家奥斯特首先发现 B．小磁针的偏转是受到电流的磁场的作用 C．小磁针的N极将向外偏转 D．小磁针的N极将往上偏转 10．（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．激光具有高度的相干性、非常好的平行度和很高的亮度 B．从太阳、白炽灯等光源直接发出的光都是不同程度的偏振光 C．生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的 D．电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，因而能在真空中传播 11．（多选）如图所示，P、Q为两水平方向的反向电流，放置在水平面上，电流强度均为I，纸面为垂直于电流的纵剖面，虚线圆弧为以电流位置所在处为端点的半圆，R、S、T为半圆上的点，其中T为半圆的最高点，R和S关于PQ中垂线对称。以下关于各点磁感应强度的说法正确的有（     ） A．S点和R点的磁感应强度大小相等 B．T点的磁感应强度方向为竖直向下 C．若将P处的电流适当减小到某个值，则R点的磁感应强度方向可能竖直向下 D．若将Q处的电流适当增大到某个值，则S点的磁感应强度方向可能竖直向下 12．（多选）如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，在以导线某截面的中心为圆心，为半径的圆周上有、、、四个点。已知点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是（    ） A．直导线中的电流方向垂直纸面向里 B．点的磁感应强度为，方向斜向右上，与的夹角为 C．点的磁感应强度为0 D．点的磁感应强度与点的相同 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，共16分） 13．在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： (1)实验前，可自由转动的小磁针静止时均指南北，这说明_______； (2)闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N极和电源的正极_______； (3)对调电源的正负极，闭合开关，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管外部的磁场方向与_______方向有关； (4)实验中，小磁针所起的作用是_______。 14．为探究感应电流产生的条件，几位同学做了如下的实验 (1)小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究： ①请在甲图中，用笔画线代替导线将电路补充完整______； ②闭合开关进行实验前，滑动变阻器滑片P应该滑至最________（填“左”或“右”）端； (2)下列操作中，能使灵敏电流计发生偏转的是________（填选项前字母）； A．图甲中，断开开关的瞬间 B．图甲中，移动滑动变阻器的滑片P C．图甲中，将线圈A放在线圈B中不动 D．图乙中，将条形磁铁快速放入线圈中 (3)同学们用两套实验方案做了各种尝试，最终总结如下： 甲方案：只有当磁铁和线圈有相对运动时才会产生感应电流； 乙方案：只要线圈A中的电流有变化时，线圈B中就会产生感应电流。 运用磁通量的概念，根据以上结论可将感应电流产生的条件全面、简洁地表示为________。 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．图示固定于水平桌面上的金属框架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒搁在框架上，且可无摩擦滑动，此时恰好构成边长为的正方形，时磁感应强度为。求： （1）时穿过面的磁通量； （2）若从时起，磁感应强度随时间开始变化，同时棒以恒定速率沿导轨方向向右运动，使棒中不产生感应电流，请推导出与的关系式。    16．如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。设图示情况下的磁通量为正值。问： (1)此时穿过线圈平面的磁通量为多少？ (2)线圈从初始位置绕轴转过90°时，穿过线圈平面的磁通量为多少？ (3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了多少？ 17．如图所示，足够长的金属框架MON与足够长的导体棒DE构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直。 （1）若，DE从O点出发，向右以的速度匀速运动4s时，回路的磁通量的变化量是多少？ （2）在图中，若回路面积从变到，同一时间内B从变到，则回路中的磁通量变化量是多少？ （3）若开始时，DE从O点右侧1m处出发，向右以的速度匀速运动，且闭合回路中没有感应电流产生，求磁感应强度大小B随时间t变化的表达式。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $