第13章 电磁感应与电磁波初步（专项训练）人教版物理必修第三册

第13章 电磁感应与电磁波初步 常考题型·精准突破 考点一 磁场 磁感线 题型1 磁现象与磁感线 题型2 电流的磁场与安培定则 题型3 磁场的叠加与磁感应强度的计算 考点二 磁感应强度 磁通量 题型4 磁感应强度的理解与匀强磁场 题型5 磁通量的理解与计算 题型6 磁通量的变化与综合应用 考点三 电磁感应现象及应用 题型7 电磁感应现象的发现与物理学史 题型8 感应电流产生条件的判断 题型9 电磁感应中的能量转化与应用 题型10 电磁感应的实验探究 考点四 电磁波的发现及应用 题型11 麦克斯韦电磁场理论与电磁波的存在 题型12 电磁波的性质与电磁波谱 题型13 电磁波的应用与电磁波的存在 考点五 能量量子化 题型14 黑体辐射与能量量子化 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 磁场 磁感线 题型1 磁现象与磁感线 1．涂黑部分代表小磁针N极，小磁针仅在通电螺线管周围磁场的作用下稳定时的指向比较接近的图是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据安培定则，螺线管右端为极，在螺线管外部，磁感线从极出发指向S极。小磁针静止时极指向应与磁场方向一致。即小磁针静止时极应指向左下方。 故选C。 2．（多选）以下关于小磁针静止时N极指向描述正确的是（     ） A．甲图中N极垂直纸面向外 B．乙图中N极垂直纸面向里 C．丙图中N极水平向左（线圈内部） D．丁图中N极指向地理南极 【答案】AB 【详解】A．由右手螺旋定则可知甲图中小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向外，即N极垂直纸面向外，故A正确； B．由右手螺旋定则可知乙图中小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向里，即N极垂直纸面向里，故B正确； C．由右手螺旋定则可知丙图中小磁针所在位置的磁场方向水平向右，即N极水平向右，故C错误； D．由于地磁场的北极在地理南极附近，故丁图中N极指向地理北极，故D错误。 故选AB。 题型2 电流的磁场与安培定则 3．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为的中点，c、d位于的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（     ） A．a点处的磁感应强度方向为竖直向下 B．c、d两点处的磁感应强度相同 C．O点处的磁感应强度最大 D．b点处的磁感应强度的方向为竖直向下 【答案】A 【详解】A．根据安培定则可知，左边导线在a点产生的磁场方向为竖直向下，右边导线在a点产生的磁场方向为竖直向上。a点距离左边导线更近，所以左边导线在a点产生的磁场磁感应强度更大，所以a点合磁感应强度方向为竖直向下，故A正确； B．两根导线在c点的合磁场方向为水平向右，在d点的合磁场方向为水平向左，c、d两点处的磁感应强度大小相同，但方向相反，故B错误； C．O在两根导线连线的中点，两根导线在O点产生的磁场大小相等，方向相反，合磁感应强度为0，故C错误； D．左边导线在b点产生的磁场方向为竖直向下，右边导线在b点产生的磁场方向为竖直向上。b点距离右边导线更近，所以右边导线在b点产生的磁场磁感应强度更大，所以b点合磁感应强度方向为竖直向上，故D错误； 故选A。 4．如图，在纸面上、两点分别固定着垂直纸面的长直导线，通有大小相等、方向相反的恒定电流。纸面上有、、、四点，、为中垂线上的点，四边形为正方形，为的中点。下列说法正确的是（     ） A．点的磁感应强度方向沿方向 B．点的磁感应强度大于点的磁感应强度 C．点与点的磁感应强度方向相同 D．点磁感应强度大小大于点磁感应强度大小的2倍 【答案】D 【详解】A．由安培定则和磁场的叠加原理知点的磁感应强度方向沿方向，故A错误； B．设其中一根导线中的电流在点产生磁场的磁感应强度大小为，则点的磁感应强度大小 方向沿方向，如图所示 设其中一根导线中的电流在点产生磁场的磁感应强度大小为，则点的磁感应强度大小 由于与任一导线间的距离均大于，所以，，故B错误； C．点的磁感应强度平行于方向，与点的磁感应强度方向相反，故C错误； D．由几何关系可知，点的磁感应强度大小，即，故D正确。 故选D。 题型3 磁场的叠加与磁感应强度的计算 5．如图所示，两平行无限长直导线P，Q沿水平方向固定，两导线的垂直连线刚好为半圆的水平直径，O为圆心，两导线之间的距离为2R，a，b，c为半圆上的三点，bO与水平直径垂直，aO，cO与水平直径的夹角均为60°，两导线中通有大小均为I、方向相反的电流。已知两无限长通电直导线在其周围产生的磁感应强度大小（k为常数，I为导线中电流的大小，r为到导线的距离）。则下列说法正确的是（    ） A．O点磁感应强度大小为 B．将导线Q平移到a位置，O点的磁感应强度大小为 C．将导线Q平移到b位置，导线P中的电流变为2I，O点的磁感应强度大小为 D．将导线Q平移到c位置，O点的磁感应强度大小为 【答案】C 【详解】A．如图所示，根据右手螺旋定则可知导线和导线在点产生的磁场的磁感应强度大小相等，均为，方向相同，因此点的磁感应强度大小为，故A错误； B．将导线平移到位置，导线和导线在点产生的磁场的合磁感应强度为，与的夹角为60°，其中，如图，根据 可得，故B错误； C．将导线平移到位置，导线和导线在点产生的磁场的合磁感应强度为，与的夹角为90°，其中，根据勾股定理解得，故C正确； D．将导线平移到位置，导线和导线在点产生的磁场的合磁感应强度为，与的夹角为120°，可得，故D错误。 故选C。 6．如图所示，两根平行放置的绝缘长直通电导线甲、乙中的电流大小相等，方向相反，两点关于乙对称，点到甲、乙的距离相等。已知通电长直导线周围任一点的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，若甲在处的磁感应强度大小为，则处的磁感应强度大小及方向为（　　） A．      垂直纸面向里 B．      垂直纸面向外 C．      垂直纸面向里 D．      垂直纸面向外 【答案】D 【详解】设定距离与磁感应强度关系： 题目说明磁感应强度大小（为到导线的距离），且两导线电流大小相等。设甲、乙间距为，由题意：到甲、乙距离相等，故到甲距离为；关于乙对称，故到乙距离为，到甲距离为 计算各导线在点的磁感应强度大小： 已知甲在点的磁感应强度为，由 得：，即。 甲在点： 乙在点： 用安培定则判断方向：甲电流向上，在甲右侧，根据安培定则，甲在点的磁场方向垂直纸面向里； 乙电流向下，在乙右侧，根据安培定则，乙在点的磁场方向垂直纸面向外。 合磁感应强度： 两者方向相反，合磁感应强度大小 方向与较大的一致，为垂直纸面向外。 故选D。 考点二 磁感应强度 磁通量 题型4 磁感应强度的理解与匀强磁场 7．（多选）下列选项中，对物理公式的理解正确的是（     ） A．由公式可知，匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离之积 B．由公式可知，在离点电荷距离为的地方，电场强度的大小与成正比 C．由可知，通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 D．由可知，磁感应强度与通电导线所受到的磁场力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比 【答案】BC 【详解】A. 由公式可知，匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间沿电场线方向的距离之积，A错误； B. 由公式可知，在离点电荷距离为的地方，电场强度的大小与成正比，B正确； C. 由可知，通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，C正确； D. 公式是磁感应强度的定义式，磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线在磁场中所受到的磁场力以及电流强度和导线长度的乘积均无关，D错误。 故选BC。 8．（多选）长度L远大于半径的通电直螺线管内部为匀强磁场，在其轴线上的磁感应强度分布如图所示，已知管口截面中心处磁感应强度为管内的一半，若在管口截面上距中心为r（管半径）处的磁感应强度为B，则可能有（    ） A． B． C． D． 【答案】AB 【详解】把题图所示长螺线管的管内匀强磁场记为。本题按管口截面内偏离中心的位置理解，即，其中为管半径。将两个相同的半无限长螺线管在管口处对接，可组成近似无限长螺线管。设单个半无限长螺线管在截面内点产生的磁感应强度大小为，方向与轴线夹角为。两部分磁场的对称合成关系如图所示。 两个的横向分量抵消，轴向分量相加；对接后的无限长螺线管在点处的磁感应强度为，由磁场叠加得 所以原螺线管管口处的磁感应强度为 由于，有，故，当点靠近管口中心时，接近，此时，当点向管口内边缘移动时，增大并可超过，此时 故选AB。 题型5 磁通量的理解与计算 9．（多选）下图是等腰直角三棱柱的示意图，其平面为正方形，边长为，将其按图示方式置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，方向垂直于平面。下列说法正确的是（     ） A．穿过的面积的磁通量为 B．穿过的面积的磁通量为 C．穿过的面积的磁通量为0 D．穿过的面积的磁通量为0 【答案】BCD 【详解】AB．设匀强磁场方向与平面法线的夹角为，由磁通量的定义得 其中为平面面积。在等腰直角三角形中，，所以 棱柱的侧棱 磁场垂直于平面，因此穿过该平面的磁通量大小为 平面与平面的二面角为，故平面的法线与磁场方向的夹角为。又因为平面的面积为，所以 结合前述计算，故A错误，B正确。 CD．磁场方向与棱平行，平面包含棱，三角形所在平面包含与平行的棱，所以磁场方向均与这两个平面平行。两平面的法线均与磁场方向垂直，由磁通量的定义得，故CD正确。 故选BCD。 10．如图所示，闭合矩形线圈abcd水平放置，面积为S，磁感应强度大小为B的匀强磁场与线圈ab边垂直、与bc边的夹角为45°。现将线圈以cd边为轴逆时针转动90°，整个过程线圈中磁通量的变化量大小为（     ） A．0 B． C． D． 【答案】A 【详解】整个过程线圈中磁通量的变化量大小为 故选A。 题型6 磁通量的变化与综合应用 11．通量是物理学中的重要概念，在物理中有着重要应用。在研究磁场时我们定义了磁通量，其中B为磁感应强度、S为垂直磁场的面积；磁通量大小可形象表示穿过某一平面的磁感线的条数；磁通量为标量，但有正负之分。与之类似，在静电场中，我们定义“垂直穿过某一平面的电场线条数为通过这一平面的电通量”。如图甲，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，面积为S的平面与垂直于B的平面间的夹角为α；乙、丙都是真空中电荷量为q的点电荷的电场；丁为匀强电场，电场强度为E。则下列说法正确的是（　　） A．甲图中穿过该平面的磁通量 B．乙图中穿过以点电荷为球心的球面的电通量随着球面半径增大而增大 C．丙图中穿过以点电荷为中心的圆柱表面的电通量与乙图中穿过以点电荷为球心的球面的电通量相同 D．丁图中通过一半径为R的球面的电通量为 【答案】C 【详解】A.磁通量 是平面在垂直磁场方向的投影面积。由题意，平面和垂直于的平面夹角为，可得投影面积，因此磁通量 故A错误。 B.电通量等于穿过平面的电场线总条数，点电荷发出的电场线总条数是固定的，所有电场线都会穿过包围它的球面，和球面半径无关，因此电通量不变，故B错误。 C.乙图的球面、丙图的圆柱都是包围点电荷的封闭面，点电荷发出的所有电场线都会穿出封闭面，因此穿过两个封闭面的总电场线条数相同，电通量相同，故C正确。 D.匀强电场中，所有从球面左侧进入的电场线，都会从球面右侧穿出，进入的电通量和穿出的电通量抵消，总电通量为，故D错误。 故选C。 【点睛】 12．（多选）如图所示，abcd是边长为l的正方形金属框，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度为B，此时P点位于cd的中点。下列说法正确的是（　　） A．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度90°，金属框磁通量的变化量为 B．若将金属框以ad为轴向纸面外转动角度180°，金属框磁通量的变化量为 C．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度180°，金属框磁通量的变化量为 D．若将金属框向右移动l，金属框磁通量的变化量为 【答案】BC 【详解】A．金属框初始位置磁通量为 若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度90°，此时无磁感线穿过金属框，金属框的磁通量为0，故金属框磁通量的变化量为，故A错误； B．若将金属框以ad为轴向纸面外转动角度180°，磁通量方向反向且为，则金属框磁通量的变化量为，故B正确； C．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度180°，磁通量方向反向且为 则金属框磁通量的变化量为，故C正确； D．若将金属框向右移动l，则金属框磁通量方向不变且为 则金属框磁通量的变化量为，故D错误。 故选BC。 考点三 电磁感应现象及应用 题型7 电磁感应现象的发现与物理学史 13．（多选）.如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图，分析这个实验，下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流 B．断开开关S的瞬间，电流表G中无电流流过G表 C．闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，电流表G中有b→a的感应电流 D．闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表G中有b→a的感应电流 【答案】BC 【详解】AB．闭合或断开开关S的瞬间，线圈B中的磁通量不变，电流表G中没有感应电流通过，故A错误，B正确； CD．闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，线圈A中的电流减小，根据安培定则可知线圈B中的磁通量向下减小，根据楞次定律可知电流表G中有b→a的感应电流；同理滑动变阻器滑动触头向右移动，根据安培定则可知线圈B中的磁通量向下增大，根据楞次定律可知电流表G中有a→b的感应电流，故C正确，D错误。 故选BC。 14．下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（     ） A．电动机 B．发电机 C．电冰箱 D．电热毯 【答案】B 【详解】电磁感应原理的核心是穿过闭合导体的磁通量发生变化，产生感应电动势/感应电流，本质是磁生电。 A．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力作用，将电能转化为机械能，不属于电磁感应，故A错误； B．发电机工作时，闭合线圈在磁场中转动，穿过线圈的磁通量周期性变化，产生感应电流，将机械能转化为电能，利用了电磁感应原理，故B正确； C．电冰箱利用制冷剂和压缩机把冰箱内部热量搬到外部，实现降温，与电磁感应无关，故C错误； D．电热毯的工作原理是电流的热效应，利用焦耳定律将电能转化为内能，和电磁感应无关，故D错误。 故选B。 题型8 感应电流产生条件的判断 15．在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．线圈平行于磁感线转动，且在转动中穿过线圈的磁通量始终为零，不会产生感应电流，故A错误； B．线圈平行于磁感线运动，穿过的磁通量始终为零，也不会产生感应电流，故B错误； C．线圈在垂直磁场平面上转动，因穿过的磁通量始终恒定没有变化，因此也不会产生感应电流，故C错误； D．线圈绕轴转动，导致磁通量不断发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确。 故选D。 16．如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　） A．N点与M点的磁感应强度不同 B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 【答案】C 【详解】A．依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A错误； B．根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误； C．根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确； D．线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，故D错误。 故选C。 题型9 电磁感应中的能量转化与应用 17．（多选）关于下列四幅图的描述，正确的是（　　）     A．图甲中，直导线通电后，其正下方小磁针的N极将垂直纸面向外旋转 B．图乙中，匀强磁场B的方向沿x轴正方向，则穿过平面NCFE的磁通量为零 C．图丙中，仅当电容器两端电压为时，它的电容才为 D．图丁中，处于磁场中的线圈收缩时，线圈中会产生感应电流 【答案】BD 【详解】A．直导线通电后，小磁针所处位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针的N极将垂直纸面向里旋转，故A错误； B．由于磁感应强度B的方向与平面NCFE平行，所以穿过平面NCFE的磁通量为零，故B正确； C．电容器的电容与两端电压无关，故C错误； D．处于磁场中的线圈收缩时，穿过线圈的磁通量变化，则线圈中有感应电流，故D正确。 故选BD。 18．（多选）物理学是一门以实验为基础的学科，实验是物理的灵魂。关于下列实验或现象，说法正确的是（　　） A．甲图中，两根通电方向相同的长直导线相互吸引，是通过磁场实现的 B．乙图中，奥斯特利用此实验装置发现了通电导体周围存在磁场的现象 C．丙图中，若在ab的两端接上直流电源，稳定后cd端有感应电流产生 D．丁图中，闭合开关一段时间后，滑动变阻器滑片P左右迅速移动时，灵敏电流计指针都不偏转 【答案】AB 【详解】A．电流之间的相互作用是通过磁场实现的，规律为同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，甲图中导线向内侧弯曲也验证了相互吸引，A正确； B．乙图是奥斯特实验装置，奥斯特正是通过该实验发现了通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应，B正确； C．ab接直流电源稳定后，ab中电流恒定，产生的磁场恒定，穿过cd线圈的磁通量不发生变化，因此cd中没有感应电流，C错误； D．滑片P迅速左右移动时，滑动变阻器电阻改变，原线圈A的电流改变，产生的磁场改变，副线圈B中磁通量发生变化，会产生感应电流，灵敏电流计指针会偏转，D错误。 故选AB。 题型10 电磁感应的实验探究 19．（多选）某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象，下列说法中正确的是（     ） A．在甲图中，AB导线上下运动时，有感应电流产生 B．在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，有感应电流产生 C．在丙图中，闭合开关S后，将滑片P向右移动的过程中，由于导线没有做切割磁感线的运动，故没有感应电流产生 D．在丙图中，闭合开关S后，滑片P向左移动过程中，穿过线圈B的磁通量增加 【答案】BD 【详解】A．在甲图中，磁感线方向为竖直方向，导线上下运动时，与磁场方向平行，没有做切割磁感线的运动，故没有感应电流产生，故A错误； B．在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，故B正确； C．在丙图中，闭合开关S后，将滑片P向右移动的过程中，线圈A中的电流发生变化，由它产生的磁场也发生变化，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故C错误； D．在丙图中，由实物连线可知滑动变阻器接入电路的是左下端接线柱，闭合开关S后，滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流增大，线圈A产生的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加，故D正确。 故选BD。 20．（多选）如图所示，A、B两回路中各有一开关，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的现象可能发生的是（     ） A．先闭合，稳定后再闭合的瞬间，电流计指针发生偏转 B．先闭合、，稳定后再断开的瞬间，电流计指针发生偏转 C．先闭合，稳定后再闭合的瞬间，电流计指针发生偏转 D．先闭合、，稳定后再断开的瞬间，电流计指针发生偏转 【答案】AD 【详解】A．先闭合S2，构成闭合电路，当后闭合S1的瞬间时，通过回路A的电流从无到有，导致穿过回路B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针发生偏转，故A正确； B．当S1、S2闭合后，稳定后回路B中磁通量没有变化，因而回路B中没有感应电流，在断开S2的瞬间，指针也不偏转，故B错误； C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，穿过回路B的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，故C错误； D．当S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，导致穿过回路B的磁通量发生变化，因而出现感应电流，故D正确。 故选AD。 考点四 电磁波的发现及应用 题型11 麦克斯韦电磁场理论与电磁波的存在 21．（多选）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　） A．电场一定能产生磁场，磁场也一定能产生电场 B．变化的电场一定产生磁场 C．稳定的电场也可以产生磁场 D．变化的磁场一定产生电场 【答案】BD 【详解】根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电场一定产生磁场，稳定的电场不产生磁场，变化的磁场一定产生电场。 故选BD。 22．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．赫兹用实验证实了电磁波的存在 B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场 C．牛顿受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说 D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源 【答案】AB 【详解】A．赫兹用实验证实了电磁波的存在，这是正确的，赫兹在1887年通过实验首次证实了电磁波的存在，为电磁学的发展做出了重要贡献，故A正确； B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场，这是正确的，麦克斯韦的电磁场理论指出，变化的电场会产生磁场，变化的磁场也会产生电场，这就是电磁场的基本原理，故B正确； C．牛顿受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说，这是错误的，分子电流假说是由安培提出的，而不是牛顿，安培认为，物质的磁性是由分子电流产生的，这种分子电流假说对于解释物质的磁性现象具有重要意义，故C错误； D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源，这是错误的。虽然能量守恒定律告诉能量总量是不变的，但是能源的利用效率和可持续性仍然是需要关注的问题，需要节约能源，提高能源利用效率，以应对能源短缺和环境污染等问题，故D错误； 故选AB。 题型12 电磁波的性质与电磁波谱 23．“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．法拉第通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】B 【详解】A．电磁波仅在真空中的传播速度为，在介质中传播速度为（为介质折射率，），小于，故A错误； B．按电磁波谱波长从长到短的排序：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，可知红外线波长比紫外线大，故B正确； C．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场会激发出恒定的磁场，恒定磁场无法再激发电场，不能产生电磁波，故C错误； D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D错误。 故选B。 24．（多选）当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波 B．电磁波在传播过程中，随介质的变化其波速是变化的 C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 D．微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波 【答案】BC 【详解】A．周期性变化的磁场、电场才能产生电磁波，故A错误； B．电磁波的传播速度与介质有关，介质的变化波速变化，故B正确； C．电磁波能够携带信号，用于通讯、广播等，所以电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波，故C正确； D．微波炉内的微波是波长较短的电磁波，故D错误。 故选BC。 题型13 电磁波的应用与电磁波的存在 25．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。 26．（多选）下列有关电磁波的叙述中正确的是（    ） A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次在实验室中证明了电磁波的存在 B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能形成电磁波，但非均匀变化的磁场可能形成电磁波 C．一切物体都在辐射紫外线，紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌 D．γ射线又叫伦琴射线，其穿透性很强，医学上可以用于透视 E．电磁波也可以传播能量，且具有干涉、衍射等波动现象 【答案】ABE 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一个用实验证明了电磁波的存在，故A正确； B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生变化的磁场，因此不能形成电磁波，但非均匀变化的磁场将产生变化的电场，而变化的电场有可能再次产生变化的磁场，因此可能形成电磁波，故B正确； C．一切物体都在辐射红外线，不是紫外线，而紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌，故C错误； D．X射线又被称为伦琴射线，它的穿透性很强，在医学上可以用于透视，故D错误； E．电磁波也可以传播能量，电磁波跟所有的波动现象一样，能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，干涉和衍射是波所特有的现象，故E正确。 故选ABE。 考点五 能量量子化 题型14 黑体辐射与能量量子化 27．（多选）在一杯开水中放入一支温度计，可以看到开水的温度是逐渐降低的。关于杯中水的降温与辐射，下列说法正确的是（     ） A．杯中水辐射电磁波的情况只与温度有关，与材料的种类及表面情况无关 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 C．随着温度的降低，黑体辐射电磁波的辐射强度将会减弱 D．根据能量量子化理论，杯中水的能量是一份一份向外辐射的 【答案】BCD 【详解】A．一般物体的热辐射除与温度有关外，还与物体的材料种类及表面状况有关，故A错误； B．黑体是能完全吸收入射电磁波的理想化物体，其辐射电磁波的强度按波长的分布只由黑体的温度决定，故B正确； C．黑体温度越低，其辐射电磁波的强度越弱，故C正确； D．由能量量子化理论可知，物体以一份一份的能量子向外辐射能量，故D正确。 故选BCD。 28．（多选）下列说法正确的是（　　） A．赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在。 B．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为。 C．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。 D．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长。 【答案】BD 【详解】A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项A错误。 B．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为，选项B正确。 C．只要空间某处的电场或磁场发生周期性变化，就会在其周围产生电磁波，选项C错误。 D．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长，选项D正确。 故选BD。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13章 电磁感应与电磁波初步 常考题型·精准突破 考点一 磁场 磁感线 题型1 磁现象与磁感线 题型2 电流的磁场与安培定则 题型3 磁场的叠加与磁感应强度的计算 考点二 磁感应强度 磁通量 题型4 磁感应强度的理解与匀强磁场 题型5 磁通量的理解与计算 题型6 磁通量的变化与综合应用 考点三 电磁感应现象及应用 题型7 电磁感应现象的发现与物理学史 题型8 感应电流产生条件的判断 题型9 电磁感应中的能量转化与应用 题型10 电磁感应的实验探究 考点四 电磁波的发现及应用 题型11 麦克斯韦电磁场理论与电磁波的存在 题型12 电磁波的性质与电磁波谱 题型13 电磁波的应用与电磁波的存在 考点五 能量量子化 题型14 黑体辐射与能量量子化 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 磁场 磁感线 题型1 磁现象与磁感线 1．涂黑部分代表小磁针N极，小磁针仅在通电螺线管周围磁场的作用下稳定时的指向比较接近的图是（　　） A． B． C． D． 2．（多选）以下关于小磁针静止时N极指向描述正确的是（     ） A．甲图中N极垂直纸面向外 B．乙图中N极垂直纸面向里 C．丙图中N极水平向左（线圈内部） D．丁图中N极指向地理南极 题型2 电流的磁场与安培定则 3．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为的中点，c、d位于的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（     ） A．a点处的磁感应强度方向为竖直向下 B．c、d两点处的磁感应强度相同 C．O点处的磁感应强度最大 D．b点处的磁感应强度的方向为竖直向下 4．如图，在纸面上、两点分别固定着垂直纸面的长直导线，通有大小相等、方向相反的恒定电流。纸面上有、、、四点，、为中垂线上的点，四边形为正方形，为的中点。下列说法正确的是（     ） A．点的磁感应强度方向沿方向 B．点的磁感应强度大于点的磁感应强度 C．点与点的磁感应强度方向相同 D．点磁感应强度大小大于点磁感应强度大小的2倍 题型3 磁场的叠加与磁感应强度的计算 5．如图所示，两平行无限长直导线P，Q沿水平方向固定，两导线的垂直连线刚好为半圆的水平直径，O为圆心，两导线之间的距离为2R，a，b，c为半圆上的三点，bO与水平直径垂直，aO，cO与水平直径的夹角均为60°，两导线中通有大小均为I、方向相反的电流。已知两无限长通电直导线在其周围产生的磁感应强度大小（k为常数，I为导线中电流的大小，r为到导线的距离）。则下列说法正确的是（    ） A．O点磁感应强度大小为 B．将导线Q平移到a位置，O点的磁感应强度大小为 C．将导线Q平移到b位置，导线P中的电流变为2I，O点的磁感应强度大小为 D．将导线Q平移到c位置，O点的磁感应强度大小为 6．如图所示，两根平行放置的绝缘长直通电导线甲、乙中的电流大小相等，方向相反，两点关于乙对称，点到甲、乙的距离相等。已知通电长直导线周围任一点的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，若甲在处的磁感应强度大小为，则处的磁感应强度大小及方向为（　　） A．      垂直纸面向里 B．      垂直纸面向外 C．      垂直纸面向里 D．      垂直纸面向外 考点二 磁感应强度 磁通量 题型4 磁感应强度的理解与匀强磁场 7．（多选）下列选项中，对物理公式的理解正确的是（     ） A．由公式可知，匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离之积 B．由公式可知，在离点电荷距离为的地方，电场强度的大小与成正比 C．由可知，通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 D．由可知，磁感应强度与通电导线所受到的磁场力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比 8．（多选）长度L远大于半径的通电直螺线管内部为匀强磁场，在其轴线上的磁感应强度分布如图所示，已知管口截面中心处磁感应强度为管内的一半，若在管口截面上距中心为r（管半径）处的磁感应强度为B，则可能有（    ） A． B． C． D． 题型5 磁通量的理解与计算 9．（多选）下图是等腰直角三棱柱的示意图，其平面为正方形，边长为，将其按图示方式置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，方向垂直于平面。下列说法正确的是（     ） A．穿过的面积的磁通量为 B．穿过的面积的磁通量为 C．穿过的面积的磁通量为0 D．穿过的面积的磁通量为0 10．如图所示，闭合矩形线圈abcd水平放置，面积为S，磁感应强度大小为B的匀强磁场与线圈ab边垂直、与bc边的夹角为45°。现将线圈以cd边为轴逆时针转动90°，整个过程线圈中磁通量的变化量大小为（     ） A．0 B． C． D． 题型6 磁通量的变化与综合应用 11．通量是物理学中的重要概念，在物理中有着重要应用。在研究磁场时我们定义了磁通量，其中B为磁感应强度、S为垂直磁场的面积；磁通量大小可形象表示穿过某一平面的磁感线的条数；磁通量为标量，但有正负之分。与之类似，在静电场中，我们定义“垂直穿过某一平面的电场线条数为通过这一平面的电通量”。如图甲，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，面积为S的平面与垂直于B的平面间的夹角为α；乙、丙都是真空中电荷量为q的点电荷的电场；丁为匀强电场，电场强度为E。则下列说法正确的是（　　） A．甲图中穿过该平面的磁通量 B．乙图中穿过以点电荷为球心的球面的电通量随着球面半径增大而增大 C．丙图中穿过以点电荷为中心的圆柱表面的电通量与乙图中穿过以点电荷为球心的球面的电通量相同 D．丁图中通过一半径为R的球面的电通量为 12．（多选）如图所示，abcd是边长为l的正方形金属框，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度为B，此时P点位于cd的中点。下列说法正确的是（　　） A．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度90°，金属框磁通量的变化量为 B．若将金属框以ad为轴向纸面外转动角度180°，金属框磁通量的变化量为 C．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度180°，金属框磁通量的变化量为 D．若将金属框向右移动l，金属框磁通量的变化量为 考点三 电磁感应现象及应用 题型7 电磁感应现象的发现与物理学史 13．（多选）.如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图，分析这个实验，下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流 B．断开开关S的瞬间，电流表G中无电流流过G表 C．闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，电流表G中有b→a的感应电流 D．闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表G中有b→a的感应电流 14．下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（     ） A．电动机 B．发电机 C．电冰箱 D．电热毯 题型8 感应电流产生条件的判断 15．在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是（     ） A． B． C． D． 16．如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　） A．N点与M点的磁感应强度不同 B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 题型9 电磁感应中的能量转化与应用 17．（多选）关于下列四幅图的描述，正确的是（　　）     A．图甲中，直导线通电后，其正下方小磁针的N极将垂直纸面向外旋转 B．图乙中，匀强磁场B的方向沿x轴正方向，则穿过平面NCFE的磁通量为零 C．图丙中，仅当电容器两端电压为时，它的电容才为 D．图丁中，处于磁场中的线圈收缩时，线圈中会产生感应电流 18．（多选）物理学是一门以实验为基础的学科，实验是物理的灵魂。关于下列实验或现象，说法正确的是（　　） A．甲图中，两根通电方向相同的长直导线相互吸引，是通过磁场实现的 B．乙图中，奥斯特利用此实验装置发现了通电导体周围存在磁场的现象 C．丙图中，若在ab的两端接上直流电源，稳定后cd端有感应电流产生 D．丁图中，闭合开关一段时间后，滑动变阻器滑片P左右迅速移动时，灵敏电流计指针都不偏转 题型10 电磁感应的实验探究 19．（多选）某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象，下列说法中正确的是（     ） A．在甲图中，AB导线上下运动时，有感应电流产生 B．在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，有感应电流产生 C．在丙图中，闭合开关S后，将滑片P向右移动的过程中，由于导线没有做切割磁感线的运动，故没有感应电流产生 D．在丙图中，闭合开关S后，滑片P向左移动过程中，穿过线圈B的磁通量增加 20．（多选）如图所示，A、B两回路中各有一开关，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的现象可能发生的是（     ） A．先闭合，稳定后再闭合的瞬间，电流计指针发生偏转 B．先闭合、，稳定后再断开的瞬间，电流计指针发生偏转 C．先闭合，稳定后再闭合的瞬间，电流计指针发生偏转 D．先闭合、，稳定后再断开的瞬间，电流计指针发生偏转 考点四 电磁波的发现及应用 题型11 麦克斯韦电磁场理论与电磁波的存在 21．（多选）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　） A．电场一定能产生磁场，磁场也一定能产生电场 B．变化的电场一定产生磁场 C．稳定的电场也可以产生磁场 D．变化的磁场一定产生电场 22．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．赫兹用实验证实了电磁波的存在 B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场 C．牛顿受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说 D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源 题型12 电磁波的性质与电磁波谱 23．“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．法拉第通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 24．（多选）当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波 B．电磁波在传播过程中，随介质的变化其波速是变化的 C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 D．微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波 题型13 电磁波的应用与电磁波的存在 25．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 26．（多选）下列有关电磁波的叙述中正确的是（    ） A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次在实验室中证明了电磁波的存在 B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能形成电磁波，但非均匀变化的磁场可能形成电磁波 C．一切物体都在辐射紫外线，紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌 D．γ射线又叫伦琴射线，其穿透性很强，医学上可以用于透视 E．电磁波也可以传播能量，且具有干涉、衍射等波动现象 考点五 能量量子化 题型14 黑体辐射与能量量子化 27．（多选）在一杯开水中放入一支温度计，可以看到开水的温度是逐渐降低的。关于杯中水的降温与辐射，下列说法正确的是（     ） A．杯中水辐射电磁波的情况只与温度有关，与材料的种类及表面情况无关 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 C．随着温度的降低，黑体辐射电磁波的辐射强度将会减弱 D．根据能量量子化理论，杯中水的能量是一份一份向外辐射的 28．（多选）下列说法正确的是（　　） A．赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在。 B．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为。 C．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。 D．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $