专题06 电磁感应与电磁波初步(期中真题汇编,全国专用)高二物理上学期
2026-09-30
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内容正文:
专题06 电磁感应与电磁波初步
4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
考点1 磁场 磁感线
1.(2025-2026高二上·山东省名校联盟-11月·期中)关于电磁初步知识,下列说法正确的是( )
A. 电磁波的频率越高,在真空中传播时的波长就越长
B. 指南针的N极指向北方,是因为北方存在着地磁场的N极
C. 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流
D. 同一通电导线在磁场中某处受到的磁场力越大,说明该处磁感应强度一定越大
2.(2025-2026高二上·山东青岛崂山区青岛第二中学·期中)下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B 和电流所受安培力F的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025-2026高二上·山东青岛第一中学·期中)通电直导线的周围会存在磁场。已知通电直导线周围空间某点的磁感应强度B的大小与直导线电流I的大小和该点到直导线的距离d有关。下面给出B的四个表达式中只有一个是合理的。其中为真空中的磁导率,单位为韦伯·(安培·米)-1,根据你的判断,B的合理表达式应为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高二上·山东师范大学附属中学·期中)关于地磁场,下列说法正确的是( )
A. 地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B. 地球内部磁场方向从地理南极指向地理北极
C. 地磁场的磁感线是闭合的
D. 若地磁场是由地球自转(自西向东转动)引起,可以判断出地球是带正电的
5.(2025-2026高二上·广东省名校联考·期中)如图为地磁场的分布示意图。若认为地磁场来自于地球表面的电荷随着地球自转产生的环形电流,则地球表面电荷的电性及环形电流的方向分别为( )
A. 正电,方向与地球自转方向相反
B. 正电,方向与地球自转方向相同
C. 负电,方向与地球自转方向相反
D. 负电,方向与地球自转方向相同
6.(2025-2026高二上·山东省名校联盟-11月·期中)(多选)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示,两条平行导线、,其中、点连线与两导线垂直,点为连线中点,导线长度看作无限长、忽略地磁场,两根导线通有同向的电流,大小分别为、,则( )
A. 与相互吸引
B. 点的磁感应强度方向与电流方向相同
C. 若,则点处的磁感应强度大小为零
D. 若,则两导线所受安培力大小不相等
7.(2025-2026高二上·河南·期中)如图所示,在俯视视角下的光滑水平面上有一辆东西放置的匀质小车处于静止状态,小车车头朝西,内部有如图所示的电路,且。在小车旁架设一根直导线,当通入自东向西的电流后,只考虑直导线电流产生磁场的作用,以下说法正确的是( )
A. 小车将朝西前进,且车尾朝向直导线偏转
B. 小车将朝东前进,且车尾朝向直导线偏转
C. 小车不会前进或后退,仅车头朝向直导线偏转
D. 小车不会前进或后退,但整车远离直导线偏移
8.(2025-2026高二上·山东师范大学附属中学·期中)(多选)下列各图中,小磁针的指向正确的是( )
A. B.
C. D.
考点2 磁感应强度 磁通量
1.(2025-2026高二上·江苏盐城第一中学·期中)两根相同的长直导线平行固定在水平面上,导线中分别通以大小为和的同向电流。此时导线在两导线中央点产生的磁感应强度大小为。已知通电直导线在距导线相同距离处产生的磁感应强度与电流成正比。则点的磁感应强度( )
A. 大小为,方向垂直纸面向里
B. 大小为,方向垂直纸面向里
C. 大小为,方向垂直纸面向外
D. 大小为,方向垂直纸面向外
2.(2025-2026高二上·湖北荆州公安县车胤中学·期中)如图所示,两根通电直导线,平行放置于水平桌面上,一矩形线圈abcd从A位置运动到对称的B位置过程中,下列说法正确的是( )
A. 在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下
B. 在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下
C. 从A到B穿过线圈的磁通量一直减小
D. 从A到B穿过线圈的磁通量一直增大
3.(2025-2026高二上·北京第十四中学·期中)如图所示,两条导线相互垂直,但相隔一段距离。其中AB固定,CD能自由活动,当电流按图示方向通入两条导线时,导线CD将(从纸外向纸里看)( )
A. 顺时针方向转动同时靠近导线AB
B. 逆时针方向转动同时离开导线AB
C. 顺时针方向转动同时离开导线AB
D. 逆时针方向转动同时靠近导线AB
4.(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
5.(2025-2026高二上·陕西西安中学·期中)在下列四幅图中,关于安培力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025-2026高二上·黑龙江大庆实验中学-11月·期中)(多选)如图所示,两根通有等大、反向电流的长直导线A、B垂直纸面固定,为正方形,为导线A、B和顶点连线的中点。已知通电导线周围磁场的磁感应强度与电流大小成正比,与到导线的距离成反比。则下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度为0
B. A、B两通电导线相互排斥
C. 点的磁感应强度与点的磁感应强度相同
D. 点的磁感应强度与点的磁感应强度不同
7.(2025-2026高二上·黑龙江大庆实验中学-11月·期中)(多选)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
8.(2025-2026高二上·江苏盐城第一中学·期中)倾角为的光滑斜面上平行于斜面底端放置一根质量为、长为的通电直导线,导线中通以图示方向的电流。要使导线能在斜面上保持静止,空间所加匀强磁场磁感应强度的最小值及方向是( )
A. ,垂直斜面向上
B. ,垂直斜面向下
C. ,水平向左
D. ,水平向右
9.(2025-2026高二上·湖北荆州公安县车胤中学·期中)下列说法中正确的是( )
A. 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值,即B=
B. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关
C. 通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
D. 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
10.(2025-2026高二上·北京第十四中学·期中)探究安培力大小影响因素的实验装置如图甲所示,三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,可以认为磁极间的磁场是匀强磁场,将一根直导体棒用轻柔细导线水平悬挂在磁铁的两极间,导体棒的方向与磁场的方向垂直。实验中通过更换导体棒上不同的接点(如1、2和1、4等)来改变导体棒处于磁场中的有效长度。不通电流时,导体棒静止在图乙(垂直导体棒方向的截面图)中的O位置;有电流通过时,细导线将偏离一个角度,接1、4位置时导体棒中通过的电流分别为I1、I2、I3,导体棒可静止于图乙中的X、Y、Z位置。下列说法中正确的是( )
A. 电流大小的关系为
B. 若,则导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角是静止于X位置时夹角的2倍
C. 不改变接点位置,只改变通过导体棒电流的大小,可以探究安培力大小与通电导体棒长度的关系
D. 保持通过导体棒的电流不变,只改变接点的位置,可以探究安培力大小与电流大小的关系
考点3 电磁感应现象及应用
1.(2025-2026高二上·河南·期中)关于感应电流,下列说法正确的是( )
A. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化
B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
C. 感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D. 当导体不垂直切割磁感线运动时,不能用右手定则确定感应电流的方向
2.(2025-2026高二上·河南·期中)下列叙述符合物理史实的是( )
A. 安培发现电流周围存在磁场的磁效应,首先提出电和磁之间存在联系
B. 法拉第指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C. 卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”测出万有引力常量
D. 奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说
3.(2025-2026高二上·山东青岛崂山区青岛第二中学·期中)如图所示,金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上,棒与框架接触良好,匀强磁场垂直于ab棒斜向下。从某时刻开始磁感应强度均匀减小,同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止,则F( )
A. 方向向右,且为恒力
B. 方向向右,且为变力
C. 方向向左,且为变力
D. 方向向左,且为恒力
4.(2025-2026高二上·山东青岛崂山区青岛第二中学·期中)如图所示,a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环,两环半径之比为2∶3,其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场.当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时,a、b两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比分别为( )
A. 1∶1,2∶3
B. 1∶1,3∶2
C. 4∶9,2∶3
D. 4∶9,9∶4
5.(2025-2026高二上·山东实验中学·期中)如图所示,某同学改装了一把吉他。琴身上安装着线圈,金属琴弦通有恒定电流。当弦在线圈所在平面振动时,线圈中会产生感应电流,经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于这个过程下列说法正确的是( )
A. 琴弦振动时,线圈中电流方向始终不变
B. 琴弦向左运动的过程中,穿过线圈的磁通量增大
C. 琴弦向左运动的过程中,线圈有收缩的趋势
D. 琴弦向右运动的过程中,线圈中电流方向为逆时针方向
6.(2025-2026高二上·湖南常德第七中学·期中)如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )
A. ab向右运动,同时使θ减小
B. 使磁感应强度B减小,θ角同时也减小
C. ab向左运动,同时增大磁感应强度B
D. ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
7.(2025-2026高二上·山东省名校联盟-11月·期中)如图,固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒沿框架以速度向右做匀速运动。时,磁感应强度为,此时到达的位置恰好使构成一个边长为的正方形。为使棒中不产生感应电流,磁感应强度变化规律的图像为( )
A. B.
C. D.
8.(2025-2026高二上·河南·期中)(多选)如图所示,正方形金属线框abcd下方存在宽度为L的匀强磁场区域,该区域的上、下边界水平,磁感应强度的大小为B。线框从距磁场上边界高度为h处由静止开始自由下落。线框ab边进入磁场时开始减速,cd边穿出磁场时的速度是ab边进入磁场时速度的。已知线框的边长为L,质量为m,电阻为R,重力加速度大小为g,线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 线框ab边刚进入磁场时,产生的感应电流方向为abcda
B. 线框ab边刚进入磁场时,产生的感应电动势大小为
C. 线框在穿过磁场区域的过程中最大加速度为
D. 线框在穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热为
9.(2025-2026高二上·山东实验中学·期中)如图所示,A和B是两个相同的小灯泡,L是自感系数很大,电阻几乎为0的线圈。忽略电源内阻,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S,灯泡A先变亮再逐渐变暗
B. 闭合开关S,灯泡B先变亮再逐渐熄灭
C. 断开开关S,灯泡A逐渐熄灭
D. 断开开关S,灯泡B一直不亮
10.(2025-2026高二上·山东青岛第一中学·期中)利用如图所示的器材观察条形磁铁插入或拔出线圈时,电流表指针的偏转情况。
(1)当条形磁铁插入或拔出线圈的瞬间,电流表的指针发生偏转,说明线圈中 感应电流(选填“有”或“无”);
(2)当条形磁铁在线圈中保持不动时,电流表指针 (选填“会”或“不会”)发生偏转,说明线圈中 感应电流(选填“有”或“无”);
(3)实验现象表明,当穿过闭合回路中 的发生变化时,该回路中就有感应电流产生。
考点4 电磁波的发现及应用
1.(2025-2026高二上·江苏盐城第一中学·期中)如图所示为按波长排列的电磁波谱的一部分,其中光子能量最大的是( )
A. 红外线
B. 紫外线
C. X射线
D. 射线
2.(2025-2026高二上·河北保定·期中)关于物理知识在科技和生活中的应用,下列各图对应的说法正确的是( )
A. 图甲中医用紫外灭菌灯是利用了紫外线荧光作用的特点
B. 图乙中测温仪测体温是利用红外线有显著热效应的特点
C. 图丙中伽马手术刀治疗肿瘤是利用射线电离本领强的特点
D. 图丁中行李安检仪透视检查物品是利用射线穿透本领强的特点
3.(2025-2026高二上·黑龙江大庆实验中学-11月·期中)电磁波为信息的传递插上了翅膀,以下关于电磁波的描述正确的是( )
A. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
B. 电磁波具有能量,且能量是量子化的
C. X射线属于电磁波,它的波长比可见光长
D. 只有高温物体才能辐射电磁波,且电磁波可以在真空中传播
4.(2025-2026高二上·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)如图甲所示为LC振荡电路,图乙的图像表示LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化的关系,下列说法正确的是( )
A. 时间内,线圈中磁场能在减少
B. 、两时刻电路中电流最小
C. 、两时刻电容器中电场能最小
D. 该电路可以有效地发射电磁波
试卷第1页,共3页
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专题06
考点1磁场磁感线
1.【答案】c
2.【答案】A
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】AC
7.【答案】C
8.【答案】ABD
》
考点2磁感应强度磁通量
1.【答案】c
2.【答案】A
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】C
6.【答案】BC
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电磁感应与电磁波初步
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7.【答案】BD
8.【答案】B
9.【答案】B
10.【答案】A
》
考点3电磁感应现象及应用
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】c
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】A
7.【答案】D
8.【答案】AD
9.【答案】B
10.【答案】(1)有
(2)①
2》
考点4电磁波的发现及应用
1.【答案】D
2.【答案】B
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不会
②无
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(3)磁通量
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3.【答案】B
4.【答案】B
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3/3
专题06 电磁感应与电磁波初步
4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
考点1 磁场 磁感线
1.(2025-2026高二上·山东省名校联盟-11月·期中)关于电磁初步知识,下列说法正确的是( )
A. 电磁波的频率越高,在真空中传播时的波长就越长
B. 指南针的N极指向北方,是因为北方存在着地磁场的N极
C. 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流
D. 同一通电导线在磁场中某处受到的磁场力越大,说明该处磁感应强度一定越大
【答案】C
【详解】A.真空中电磁波的传播速度均为光速,根据可知,频率越高,波长越短,故A错误;B.地磁场的N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近,指南针N极指向北方是因为北方存在着地磁场的S极,受地磁场S极的吸引,故B错误;C.感应电流产生的条件是电路闭合与穿过闭合电路的磁通量发生变化,两个条件同时满足时闭合回路中一定产生感应电流,故C正确;D.根据安培力表达式有其中为电流方向与磁场方向的夹角,安培力大小由磁感应强度、电流、导线长度、夹角共同决定,可知,安培力大可能是夹角大导致,即同一通电导线在磁场中某处受到的磁场力越大,不能够说明该处磁感应强度一定越大,故D错误。故选C。
2.(2025-2026高二上·山东青岛崂山区青岛第二中学·期中)下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B 和电流所受安培力F的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.根据左手定则,判断知图中安培力方向正确,故A正确;B.图中电流方向与磁场方向平行,导线不受安培力的作用,故B错误;C.根据左手定则,判断知图中安培力方向竖直向下,故C错误;D.根据左手定则,判断知图中安培力方向垂直纸面向外,故D错误。故选A。
3.(2025-2026高二上·山东青岛第一中学·期中)通电直导线的周围会存在磁场。已知通电直导线周围空间某点的磁感应强度B的大小与直导线电流I的大小和该点到直导线的距离d有关。下面给出B的四个表达式中只有一个是合理的。其中为真空中的磁导率,单位为韦伯·(安培·米)-1,根据你的判断,B的合理表达式应为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.:单位为A/(T·m), 单位为m,整体单位为A/(T·m),不等于B的单位T(特斯拉),故A错误;B.: 单位为T·m/A, 单位为A/m,整体单位为T/m,不等于T,故B错误;C.: 单位为T·m/A,单位为A/m,整体单位为T,符合单位要求,故C正确;D.: 单位为T·m/A,单位为A/m,整体单位为T·A,不等于T,故D错误。故选C。
4.(2025-2026高二上·山东师范大学附属中学·期中)关于地磁场,下列说法正确的是( )
A. 地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B. 地球内部磁场方向从地理南极指向地理北极
C. 地磁场的磁感线是闭合的
D. 若地磁场是由地球自转(自西向东转动)引起,可以判断出地球是带正电的
【答案】C
【详解】A.地球表面磁场方向由水平分量和垂直分量组成,并非任意位置都与地面平行。例如,在磁极附近,磁场方向近似垂直于地面,故A错误;B.地磁北极位于地理南极附近,地磁南极位于地理北极附近,因此地球内部磁场方向大致从地理北极指向地理南极,而非从地理南极指向地理北极,故B错误;C.根据磁场的基本性质(磁感线为无源闭合曲线),地磁场的磁感线总是闭合的,故C正确;D.假设地磁场由地球自转(自西向东)引起,由安培定则可知地球应带负电,故D错误。故选C。
5.(2025-2026高二上·广东省名校联考·期中)如图为地磁场的分布示意图。若认为地磁场来自于地球表面的电荷随着地球自转产生的环形电流,则地球表面电荷的电性及环形电流的方向分别为( )
A. 正电,方向与地球自转方向相反
B. 正电,方向与地球自转方向相同
C. 负电,方向与地球自转方向相反
D. 负电,方向与地球自转方向相同
【答案】C
【详解】地球表面电荷附着在地球上,其旋转方向与地球自转方向相同,即由西向东。因地磁的N极在北极附近,根据右手定则可以判断环形电流的方向为由东向西,环形电流的方向与地球的自转方向相反。又因为环形电流的方向与电荷运动的方向相反,故该电荷为负电荷。故选C。
6.(2025-2026高二上·山东省名校联盟-11月·期中)(多选)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示,两条平行导线、,其中、点连线与两导线垂直,点为连线中点,导线长度看作无限长、忽略地磁场,两根导线通有同向的电流,大小分别为、,则( )
A. 与相互吸引
B. 点的磁感应强度方向与电流方向相同
C. 若,则点处的磁感应强度大小为零
D. 若,则两导线所受安培力大小不相等
【答案】AC
【详解】A.根据“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”可知,与相互吸引,A正确;B.由安培定则可知,因两根导线中的电流在O点产生的磁场方向与电流方向垂直,B错误; C.若,则由安培定则结合对称性可知,两根导线在O点的磁场等大反向,可知点处的磁感应强度大小为零,C正确;D.两导线之间的安培力是相互作用力,则即使,两导线所受安培力大小也相等,D错误。故选AC。
7.(2025-2026高二上·河南·期中)如图所示,在俯视视角下的光滑水平面上有一辆东西放置的匀质小车处于静止状态,小车车头朝西,内部有如图所示的电路,且。在小车旁架设一根直导线,当通入自东向西的电流后,只考虑直导线电流产生磁场的作用,以下说法正确的是( )
A. 小车将朝西前进,且车尾朝向直导线偏转
B. 小车将朝东前进,且车尾朝向直导线偏转
C. 小车不会前进或后退,仅车头朝向直导线偏转
D. 小车不会前进或后退,但整车远离直导线偏移
【答案】C
【详解】AB.直导线通入自东向西的电流,通电直导线在小车处产生的磁场方向竖直向下,车中前、后两个回路在垂直于车身方向总电流为零,由左手定则可得沿车身方向安培力为零,故车不会朝西前进,也不会朝东前进,A错误,B错误;CD.车头部分含的回路中有顺时针的电流,与通电直导线相吸引,车尾部分含的回路中有逆时针的电流,与通电直导线相排斥,故C正确,D错误。故选C。
8.(2025-2026高二上·山东师范大学附属中学·期中)(多选)下列各图中,小磁针的指向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】A.由右手螺旋定则可知,通电螺线管左侧为N极,则内部磁感线方向向左,则小磁针的N极指向左,故A选项正确;B.赤道处的磁场方向由南极指向北极,则小磁针的N极指向北,故B选项正确;C.条形磁铁的磁感线在外部从N极出发指向S极,所以小磁针的N极应指向下方,故C选项错误;D.蹄形磁铁磁感线在外部从N极出发指向S极,所以小磁针的N极应指向右方,故D选项正确。故选ABD。
考点2 磁感应强度 磁通量
1.(2025-2026高二上·江苏盐城第一中学·期中)两根相同的长直导线平行固定在水平面上,导线中分别通以大小为和的同向电流。此时导线在两导线中央点产生的磁感应强度大小为。已知通电直导线在距导线相同距离处产生的磁感应强度与电流成正比。则点的磁感应强度( )
A. 大小为,方向垂直纸面向里
B. 大小为,方向垂直纸面向里
C. 大小为,方向垂直纸面向外
D. 大小为,方向垂直纸面向外
【答案】C
【详解】由安培定则可知a导线在O点产生的磁场方向垂直纸面向里,b导线在O点产生的磁场方向垂直纸面向外,由通电直导线在距导线相同距离处产生的磁感应强度与电流成正比,可知b导线在O点产生的磁场大小为,故a、b两导线产生的磁场叠加后点的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。故选C。
2.(2025-2026高二上·湖北荆州公安县车胤中学·期中)如图所示,两根通电直导线,平行放置于水平桌面上,一矩形线圈abcd从A位置运动到对称的B位置过程中,下列说法正确的是( )
A. 在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下
B. 在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下
C. 从A到B穿过线圈的磁通量一直减小
D. 从A到B穿过线圈的磁通量一直增大
【答案】A
【详解】A.根据安培定则,在A位置,左边电流在线圈处产生的磁感线方向向下,右边电流产生的磁感线方向向上,但合磁场方向向下,则穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下,选项A正确;B.类似地,在B位置,合磁场方向向上,则穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上,选项B错误;CD.根据Φ=BS,从A到B穿过线圈的磁通量先减小再增大,选项CD错误。故选A。
3.(2025-2026高二上·北京第十四中学·期中)如图所示,两条导线相互垂直,但相隔一段距离。其中AB固定,CD能自由活动,当电流按图示方向通入两条导线时,导线CD将(从纸外向纸里看)( )
A. 顺时针方向转动同时靠近导线AB
B. 逆时针方向转动同时离开导线AB
C. 顺时针方向转动同时离开导线AB
D. 逆时针方向转动同时靠近导线AB
【答案】D
【详解】根据电流元分析法,把导线CD等效成CO、OD两段导线。由安培定则画出CO、OD所在位置由AB导线中电流所产生的磁场方向,由左手定则可判断CO、OD受力如图甲所示,可见导线CD逆时针转动。 由特殊位置分析法,让CD逆时针转动90°,如图乙所示,并画出CD此时位置由AB导线中电流所产生的磁场的磁感线分布,据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里,可见导线CD靠近导线AB。故选D。
4.(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。
5.(2025-2026高二上·陕西西安中学·期中)在下列四幅图中,关于安培力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.根据左手定则可知,图中的安培力方向向下,故A错误;B.根据左手定则可知,图中的安培力方向向上,故B错误;C.根据左手定则可知,图中的安培力方向垂直电流方向向下,故C正确;D.图中电流方向与磁场方向平行,不受安培力作用,故D错误。故选C。
6.(2025-2026高二上·黑龙江大庆实验中学-11月·期中)(多选)如图所示,两根通有等大、反向电流的长直导线A、B垂直纸面固定,为正方形,为导线A、B和顶点连线的中点。已知通电导线周围磁场的磁感应强度与电流大小成正比,与到导线的距离成反比。则下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度为0
B. A、B两通电导线相互排斥
C. 点的磁感应强度与点的磁感应强度相同
D. 点的磁感应强度与点的磁感应强度不同
【答案】BC
【详解】A.根据右手螺旋定则可知,导线A在点处的磁感应强度由指向,导线B在点处的磁感应强度由指向,所以点的磁感应强度不为0,故A错误。B.导线A、B通有等大、反向电流,由右手螺旋定则可知导线A在导线B处磁感应强度的方向平行于指向,根据左手定则可以判断导线B受到的安培力水平向右,同理可得导线A受到的安培力水平向左,所以两导线相互排斥,故B正确。C.由选项A判断可知,点和点磁感应强度方向相同,根据点和点关于点对称,则点和点磁感应强度大小相等,故点和点的磁感应强度相同,故C正确。D.同理由于点和点关于点对称,所以点和点的磁感应强度相同,故D错误。故选BC。
7.(2025-2026高二上·黑龙江大庆实验中学-11月·期中)(多选)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。
8.(2025-2026高二上·江苏盐城第一中学·期中)倾角为的光滑斜面上平行于斜面底端放置一根质量为、长为的通电直导线,导线中通以图示方向的电流。要使导线能在斜面上保持静止,空间所加匀强磁场磁感应强度的最小值及方向是( )
A. ,垂直斜面向上
B. ,垂直斜面向下
C. ,水平向左
D. ,水平向右
【答案】B
【详解】对导体棒受力分析,受重力、支持力和安培力,三力平衡,如图所示 当安培力平行斜面向上时最小,故安培力的最小值为故磁感应强度的最小值为,根据左手定则,可知磁场方向垂直斜面向下。故选B。
9.(2025-2026高二上·湖北荆州公安县车胤中学·期中)下列说法中正确的是( )
A. 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值,即B=
B. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关
C. 通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
D. 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
【答案】B
【详解】A.通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度,要注意该定义式的条件。故A错误;B.某处磁感应强度的大小和方向只与场强本身有关,跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关,故B正确;C.通电导线在某点不受磁场力的作用,可能是导线的方向与磁场的方向平行,该点的磁感应强度不一定为零。故C错误;D.根据左手定则可知,磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。故D错误。故选B。
10.(2025-2026高二上·北京第十四中学·期中)探究安培力大小影响因素的实验装置如图甲所示,三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,可以认为磁极间的磁场是匀强磁场,将一根直导体棒用轻柔细导线水平悬挂在磁铁的两极间,导体棒的方向与磁场的方向垂直。实验中通过更换导体棒上不同的接点(如1、2和1、4等)来改变导体棒处于磁场中的有效长度。不通电流时,导体棒静止在图乙(垂直导体棒方向的截面图)中的O位置;有电流通过时,细导线将偏离一个角度,接1、4位置时导体棒中通过的电流分别为I1、I2、I3,导体棒可静止于图乙中的X、Y、Z位置。下列说法中正确的是( )
A. 电流大小的关系为
B. 若,则导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角是静止于X位置时夹角的2倍
C. 不改变接点位置,只改变通过导体棒电流的大小,可以探究安培力大小与通电导体棒长度的关系
D. 保持通过导体棒的电流不变,只改变接点的位置,可以探究安培力大小与电流大小的关系
【答案】A
【详解】A.设导体棒所受的安培力为,细导线与竖直方向夹角为,根据几何关系有又联立可得、相同,则越大,电流越大,根据题图可知,故A正确;B.若,根据可知导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角的正切值是静止于X位置时夹角正切值的2倍,而不是导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角是静止于X位置时夹角的2倍,故B错误;C.不改变接点位置,只改变通过导体棒电流的大小,可以探究安培力大小与流过通电导体棒电流的关系,故C错误;D.保持通过导体棒的电流不变,只改变接点的位置,可以探究安培力大小与通电导体棒长度的关系,故D错误。故选A。
考点3 电磁感应现象及应用
1.(2025-2026高二上·河南·期中)关于感应电流,下列说法正确的是( )
A. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化
B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
C. 感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D. 当导体不垂直切割磁感线运动时,不能用右手定则确定感应电流的方向
【答案】C
【详解】A.感应电流的磁场阻碍了引起感应电流的磁通量的变化,引起感应电流的磁通量仍然要变化,因此不能够说成阻止,故A错误;B.根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,而不是阻碍原磁场的变化,例如当导体切割磁感线运动时,回路中产生感应电流,穿过回路的磁通量发生变化,但原磁场不一定发生变化,故B错误;C.根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,故C正确;D.当导体不垂直切割磁感线运动时,依然可以用右手定则确定感应电流的方向,将速度分解后,拇指指向垂直于磁场的速度方向,故D错误。故选C。
2.(2025-2026高二上·河南·期中)下列叙述符合物理史实的是( )
A. 安培发现电流周围存在磁场的磁效应,首先提出电和磁之间存在联系
B. 法拉第指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C. 卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”测出万有引力常量
D. 奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说
【答案】C
【详解】A.奥斯特发现电流的磁效应,首次揭示电与磁的联系,而安培研究了电流之间的相互作用规律,故A错误。B.楞次提出“感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化”(楞次定律),而法拉第发现电磁感应现象并总结其规律,故B错误。C.卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常量,这一实验被称为“卡文迪许扭秤实验”,故C正确。D.安培提出分子电流假说,解释磁现象的本质,而奥斯特的贡献是发现电流的磁效应,故D错误。故选C。
3.(2025-2026高二上·山东青岛崂山区青岛第二中学·期中)如图所示,金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上,棒与框架接触良好,匀强磁场垂直于ab棒斜向下。从某时刻开始磁感应强度均匀减小,同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止,则F( )
A. 方向向右,且为恒力
B. 方向向右,且为变力
C. 方向向左,且为变力
D. 方向向左,且为恒力
【答案】C
【分析】【详解】根据楞次定律,B减小时,磁通量Φ减小,为阻碍Φ减小,ab产生向右运动的趋势,故外力F方向向左。再根据电磁感应定律B均匀减小,故不变,E不变,I不变。则F安=BIL均匀减小,根据平衡可知,F为变力。故选C。
4.(2025-2026高二上·山东青岛崂山区青岛第二中学·期中)如图所示,a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环,两环半径之比为2∶3,其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场.当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时,a、b两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比分别为( )
A. 1∶1,2∶3
B. 1∶1,3∶2
C. 4∶9,2∶3
D. 4∶9,9∶4
【答案】B
【分析】由法拉第电磁感应定律E=n,求解感应电动势之比.根据电阻定律:电阻r=,感应电流I=,联立求解感应电流之比.【详解】由法拉第电磁感应定律得:E=n,因为,相同,则得到Ea:Eb=1:1根据电阻定律:线圈的电阻为r=,则ρ、有效面积s、n相同,两线圈电阻之比ra:rb=Ra:Rb=2:3.线圈中感应电流,由上综合得到:IA:IB=3:2;故B正确,ACD错误;故选B.【点睛】本题是法拉第电磁感应定律和电阻定律的综合应用求解感应电流之比,采用比例法研究,注意此处的磁场的变化所对应的面积相同.
5.(2025-2026高二上·山东实验中学·期中)如图所示,某同学改装了一把吉他。琴身上安装着线圈,金属琴弦通有恒定电流。当弦在线圈所在平面振动时,线圈中会产生感应电流,经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于这个过程下列说法正确的是( )
A. 琴弦振动时,线圈中电流方向始终不变
B. 琴弦向左运动的过程中,穿过线圈的磁通量增大
C. 琴弦向左运动的过程中,线圈有收缩的趋势
D. 琴弦向右运动的过程中,线圈中电流方向为逆时针方向
【答案】D
【详解】ABD.根据右手螺旋定则可知,恒定电流在线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里;琴弦向左运动的过程中,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向为顺时针方向;琴弦向右运动的过程中,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,线圈中电流方向为逆时针方向,故AB错误,D正确;C.琴弦向左运动的过程中,穿过线圈的磁通量减小,由“增缩减扩”推论可知,线圈有扩张趋势,故C错误。故选D。
6.(2025-2026高二上·湖南常德第七中学·期中)如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )
A. ab向右运动,同时使θ减小
B. 使磁感应强度B减小,θ角同时也减小
C. ab向左运动,同时增大磁感应强度B
D. ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
【答案】A
【详解】A.设此时回路面积为S,据题意,磁通量,S增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,A正确;B.设此时回路面积为S,据题意,磁通量,B减小,θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,B错误;C.设此时回路面积为S,据题意,磁通量,S减小,B增大,Φ可能不变,C错误;D.设此时回路面积为S,据题意,磁通量, S增大,B增大,θ增大,cos θ减小,Φ可能不变,D错误。故选A。
7.(2025-2026高二上·山东省名校联盟-11月·期中)如图,固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒沿框架以速度向右做匀速运动。时,磁感应强度为,此时到达的位置恰好使构成一个边长为的正方形。为使棒中不产生感应电流,磁感应强度变化规律的图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】为使棒中不产生感应电流,即经过时间线圈的磁通量不变,有可得即磁感应强度与构成正比例函数关系。故选D。
8.(2025-2026高二上·河南·期中)(多选)如图所示,正方形金属线框abcd下方存在宽度为L的匀强磁场区域,该区域的上、下边界水平,磁感应强度的大小为B。线框从距磁场上边界高度为h处由静止开始自由下落。线框ab边进入磁场时开始减速,cd边穿出磁场时的速度是ab边进入磁场时速度的。已知线框的边长为L,质量为m,电阻为R,重力加速度大小为g,线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 线框ab边刚进入磁场时,产生的感应电流方向为abcda
B. 线框ab边刚进入磁场时,产生的感应电动势大小为
C. 线框在穿过磁场区域的过程中最大加速度为
D. 线框在穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热为
【答案】AD
【详解】A.根据右手定则可得线框ab边刚进入磁场时,产生的感应电流方向为abcda,选项A正确;B.设ab边进入磁场时的速度大小为v,有ab边进入磁场时,感应电动势解得,选项B错误;C.ab边进入磁场时,线框的加速度最大,根据闭合电路欧姆定律可知,线框中感应电流的大小ab边受到的安培力大小根据牛顿第二定律有得,选项C错误;D.线框穿过磁场的过程中,根据能量守恒定律有,选项D正确。故选AD。
9.(2025-2026高二上·山东实验中学·期中)如图所示,A和B是两个相同的小灯泡,L是自感系数很大,电阻几乎为0的线圈。忽略电源内阻,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S,灯泡A先变亮再逐渐变暗
B. 闭合开关S,灯泡B先变亮再逐渐熄灭
C. 断开开关S,灯泡A逐渐熄灭
D. 断开开关S,灯泡B一直不亮
【答案】B
【详解】AB.闭合开关S,由于线圈的自感,线圈中的电流由0逐渐增大至稳定值,稳定时,由于其电阻可以忽略,则稳定时,线圈相当于一根导线,则灯泡A、B同时变亮,随后A的亮度逐渐变大,B逐渐变暗最终熄灭,故A错误,B正确;CD.断开开关S,线圈与灯泡B构成新的回路,由于线圈的自感,线圈中的电流在新回路中由原来的稳定值逐渐减为0,可知A立即熄灭,B变亮后逐渐变暗直至熄灭,故CD错误。故选B。
10.(2025-2026高二上·山东青岛第一中学·期中)利用如图所示的器材观察条形磁铁插入或拔出线圈时,电流表指针的偏转情况。
(1)当条形磁铁插入或拔出线圈的瞬间,电流表的指针发生偏转,说明线圈中 感应电流(选填“有”或“无”);
(2)当条形磁铁在线圈中保持不动时,电流表指针 (选填“会”或“不会”)发生偏转,说明线圈中 感应电流(选填“有”或“无”);
(3)实验现象表明,当穿过闭合回路中 的发生变化时,该回路中就有感应电流产生。
【答案】(1)有 (2)① 不会 ② 无 (3)磁通量
【讲解】(1) 当条形磁铁插入或拔出线圈的瞬间,电流表的指针发生偏转,说明线圈中有感应电流。
(2) 当条形磁铁在线圈中保持不动时,电流表指针不发生偏转,说明线圈中无感应电流。
(3) 实验现象表明,当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时,该回路中就有感应电流产生。
考点4 电磁波的发现及应用
1.(2025-2026高二上·江苏盐城第一中学·期中)如图所示为按波长排列的电磁波谱的一部分,其中光子能量最大的是( )
A. 红外线
B. 紫外线
C. X射线
D. 射线
【答案】D
【详解】由题图可知,红外线、紫外线、X射线、射线是按照波长从长到短的顺序进行排列的,由和可知,由于电磁波的传播速度都是光速,所以波长越短、频率越大,则光子的能量越大,所以光子能量最大的是射线。故选D。
2.(2025-2026高二上·河北保定·期中)关于物理知识在科技和生活中的应用,下列各图对应的说法正确的是( )
A. 图甲中医用紫外灭菌灯是利用了紫外线荧光作用的特点
B. 图乙中测温仪测体温是利用红外线有显著热效应的特点
C. 图丙中伽马手术刀治疗肿瘤是利用射线电离本领强的特点
D. 图丁中行李安检仪透视检查物品是利用射线穿透本领强的特点
【答案】B
【详解】A.图甲中医用紫外灭菌灯是利用了紫外线杀菌消毒作用的特点,故A错误;B.红外线有显著热效应,可以反映物质的温度,温仪测体温就是利用这一特点,故B正确;C.伽马手术刀是利用射线穿透本领强,能量高的特点,故C错误;D.安检仪透视检查物品是利用射线穿透本领强的特点,并非射线,故D错误。故选B。
3.(2025-2026高二上·黑龙江大庆实验中学-11月·期中)电磁波为信息的传递插上了翅膀,以下关于电磁波的描述正确的是( )
A. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
B. 电磁波具有能量,且能量是量子化的
C. X射线属于电磁波,它的波长比可见光长
D. 只有高温物体才能辐射电磁波,且电磁波可以在真空中传播
【答案】B
【详解】A. 麦克斯韦提出了电磁理论,预言了电磁波的存在,但实验证实是由赫兹完成的,故A错误。B. 电磁波具有能量,能量是量子化的,故B正确。C. X射线属于电磁波,但其波长范围比可见光波长短,故C错误。D. 电磁波可以在真空中传播,但并非只有高温物体才能辐射电磁波;任何温度的物体都会辐射电磁波,故D错误。故选B。
4.(2025-2026高二上·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)如图甲所示为LC振荡电路,图乙的图像表示LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化的关系,下列说法正确的是( )
A. 时间内,线圈中磁场能在减少
B. 、两时刻电路中电流最小
C. 、两时刻电容器中电场能最小
D. 该电路可以有效地发射电磁波
【答案】B
【详解】A.从图像可知,时间内,电容器的电荷量在减少,故电容器的电场能在减少,线圈中的磁场能在增加,故A错误;BC.从图像可知,,两时刻电容器的电荷量最大,故电容器中电场能最大,线圈中磁场能最小,故电路中电流最小,故B正确,C错误;D.根据电磁波发射的特点可知,要有效地发射电磁波,振荡电路必须要有足够高的振荡频率,故D错误。故选B。
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