第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元测试-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版高中物理必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步单元测试 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 评卷人 得分 一、单选题（共36分） 1．（本题4分）如图所示。长直导线中通有水平向右的恒定电流，正下方的小磁针最后静止时，N极指向（　　） A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 2．（本题4分）如图所示，线圈面积为S，匝数为N，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场的夹角为θ，则穿过线圈的磁通量为（　　） A． B． C． D． 3．（本题4分）下列说法正确的是（　　） A．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G B．牛顿提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 C．库仑发现了库仑定律并测出了静电力常量k D．赫兹发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件 4．（本题4分）麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了这一预言。电磁波的波长为λ、频率为f、真空中传播速度为c（即光速），则这三个物理量之间关系式正确的是 A．λ=cf B．c=λf C． D．f=cλ 5．（本题4分）在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了突出贡献，下列叙述符合事实的是（　　） A．奥斯特首先发现了电磁感应现象 B．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言并通过实验证实了电磁波的存在 C．安培提出了分子电流假说，成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质 D．爱因斯坦把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念 6．（本题4分）下列说法中正确的是（　　） A．奥斯特提出了分子电流假说 B．中的静电力常量k是由库仑通过扭秤实验测得的 C．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和内能之间的转换关系 D．安培首先发现通电导线周围存在着磁场 7．（本题4分）下列说法正确的是（　　） A．根据公式可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大 B．电动势在数值上等于非静电力在电源内把的电子从正极移送到负极所做的功 C．由公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到点克服电场力做功，则两点的电势差为 D．由可知，磁场中某点磁感应强度与磁场力成正比，与电流元成反比 8．（本题4分）关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A．甲图中话筒应用了磁场对电流的作用 B．乙图是演示电磁感应现象的实验装置 C．丙图实验说明磁场能产生电流 D．丁图的实验所揭示的原理可以制成发电机 9．（本题4分）下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 B．电磁波在真空和介质中的传播速度相同 C．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失 D．常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机 评卷人 得分 二、多选题（共18分） 10．（本题6分）黑体辐射的实验规律如图所示，由下图可知(　　) A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加 B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加 C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 11．（本题6分）如图为法拉第发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有两个线圈，下列操作中可能观察到灵敏电流计G的指针发生偏转的是（　　） A．处于闭合状态，闭合瞬间 B． 处于闭合状态，闭合瞬间 C． 、均处于闭合状态，断开瞬间 D． 、均处于闭合状态，断开瞬间 12．（本题6分）边长为2L的正三角形ABC的三个顶点处，分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a、b、c三点分别是正三角形三边的中点，O点为三角形的中心。通电长直导线产生的磁场在其周围某点的磁感应强度大小，其中k为大于零的常数，I为导线中的电流，r表示该点到导线的距离。则以下关于a、b、c、O四点的磁感应强度的说法中正确的是（　　）      A．b点的磁感应强度方向沿BC方向指向C B．O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AC边 C．O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AB边 D．a、c两点的磁感应强度大小均为 评卷人 得分 三、实验题（共16分） 13．（本题6分）某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 (1)实验前______（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系； (2)实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于______端（选填“左”或“右”），当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时灵敏电流计的指针______（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 (3)该组同学经过以上实验探究，对家中“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（　　） A．按下按钮时，门铃会响 B．按住按钮不动，门铃会响 C．松开按钮时，门铃会响 D．按下和松开按钮过程，通过门铃的感应电流大小一定相等 14．（本题10分）奥斯特实验首次揭示了电与磁的联系。如图所示，通电直导线正下方有一小磁针。    （1）当直导线不通电流时，小磁针的Ｎ极指向地理上的_______（填“南”或“北”）极附近。 （2）为了更好的完成此实验，直导线应该_______（填“东西”或“南北”）放置。 （3）当直导线通有如图所示的电流时，小磁针的N极将垂直纸面向_______（填“里”或“外”）偏转。 （4）已知环形电流在圆心处的磁感应强度大小与其半径成反比，通电直导线在其延长线上的磁感应强度为零。纸面内闭合导线框a、b由同心半圆与直线构成，通以大小相同的电流，如图所示。a、b在其圆心Oa、Ob处的磁感应强度的大小Ba_______Bb（填“>”“=”或“<”），Oa处的磁场方向垂直纸面向_______（填“里”或“外”）。    评卷人 得分 四、解答题（共30分） 15．（本题6分）如图所示，图（a）和图（b）是长直导线，图（c）和图（d）是环形电流的磁场，图（e）和图（f）是通电螺线管的磁场。试在各图中补画出电流的方向或磁感线的方向。 16．（本题8分）如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，两环均可绕垂直于纸面过圆心的轴在水平面内转动。若A匀速转动或加速转动，B中有没有感应电流？感应电流的方向如何？说明判断的理由。 17．（本题8分）某广播电台的发射功率为10kW，其发射出在空气中波长为187.5m的电磁波． （1）求该电台每秒从天线发射出多少个电磁波能量子； （2）若该电台向周围空间发射的能量子可视为均匀分布的，求在离天线2.5km处且直径为2m的环状天线每秒最多能接收的能量子个数及接收功率． 18．（本题8分）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。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《人教版高中物理必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步单元测试》参考答案 1．C 【详解】根据安培定则可知，长直导线下方的磁场垂直纸面向里，即N极垂直纸面向里。 故选C。 2．C 【详解】由题可知，穿过线圈的磁通量为 故选C。 3．A 【详解】A．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G。故A正确； B．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，即开普勒第一定律。故B错误； C．库仑利用扭秤装置发现了库仑定律，但并没有测出静电力常量k的值。故C错误； D．法拉第发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件。故D错误。 故选A。 4．B 【详解】电磁波的波长为λ、频率为f、真空中传播速度为c（即光速），则这三个物理量之间关系式是 或者 或者 故选B。 5．C 【详解】A．法拉第首先发现了电磁感应现象，A错误； B．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，B错误； C．安培提出了分子电流假说，成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质，C正确； D．普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念，D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．安培提出了分子电流假说，A错误； B．库仑通过库仑扭秤实验得到了库仑定律，但静电常量不是用实验测出的，是后人根据麦克斯韦方程计算出来的，B错误； C．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和内能之间的转换关系，C正确； D．奥斯特首先发现通电导线周围存在着磁场，D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．库仑定律适用于点电荷，当两个电荷之间的距离趋近于零时不能再视为点电荷，库仑定律不再适用，此时的库仑力并不是无限大，故A错误； B． 电动势在数值上等于非静电力在电源内把的电子从正极移送到负极所做的功，故B正确； C．由公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功1J，则A、B两点的电势差为，故C错误； D．磁场中某点磁感应强度由磁场本身决定，与磁场力和电流元无关，故D错误。 故选B。 8．D 【详解】A．甲图是动感线圈式话筒，当人对话筒说话时，引起膜片的振动，膜片的振动会引起线圈的运动，切割永磁铁的磁感线而产生相对应的变化的电流，从而在扬声器产生与说话者相同的声音，动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的，故A错误； B．乙图是磁场对电流作用的实验，通电后通电导体在磁场中受到力的作用而运动，故B错误； C．丙图是奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场，故C错误； D．丁图是电磁感应实验，根据此原理可以制成发电机，故D正确。 故选D。 9．D 【详解】A．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，A错误； B．电磁波在真空中的传播速度大于在介质中的传播速度，B错误； C．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波继续传播而不会消失， C错误； D．常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，D正确。 故选D。 10．AC 【详解】从图中可以看出，随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 故选AC。 11．BD 【详解】法拉第电磁感应定律：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就一定会产生感应电流。 A．处于闭合状态，闭合瞬间，穿过副线圈的磁通量没有发生变化，因此副线圈没有感应电流，灵敏电流计G的指针不会发生偏转，A错误； B．处于闭合状态，闭合瞬间，穿过副线圈的磁通量迅速增大，因此副线圈有感应电流产生，灵敏电流计G的指针发生偏转，B正确； C．、均处于闭合状态，断开瞬间，穿过副线圈的磁通量没有发生变化，因此副线圈没有感应电流，灵敏电流计G的指针不会发生偏转，C错误； D．、均处于闭合状态，断开瞬间，穿过副线圈的磁通量突然消失，因此副线圈产生感应电流，灵敏电流计G的指针会发生偏转，D正确。 故选BD。 12．ABD 【详解】A．根据右手螺旋定则及通电长直导线在其周围某点产生的磁感应强度大小可知，B、C处通电长直导线在b点的合磁感应强度是零，因此A处通电长直导线在b点的磁感应强度方向沿BC方向指向C，A项正确； BC．同理，可以判定O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AC边，B项正确，C项错误； D．正三角形的边长为2L，结合矢量的叠加可知，a、c两点的磁感应强度大小分别为 则a、c两点的磁感应强度大小均为，D项正确。 故选ABD。 13．(1)需要 (2) 右 右偏 (3)AC 【详解】（1）为了能知道产生的感应电流的方向，则实验前需要判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系； （2）[1][2]实验时，闭合开关前滑动变阻器的阻值应该最大，即滑片应位于右端，当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。可知当电流增加时，穿过线圈的磁通量增加，指针右偏；指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时，阻值减小，电路电流变大，线圈的磁通量增加，则灵敏电流计的指针右偏。 （3）无论是按下按钮还是松开按钮时，穿过线圈的磁通量都发生变化，线圈中会产生感应电流，则门铃都会响；而当按住按钮不动时，穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，则门铃不会响；按下和松开按钮过程，线圈中磁通量的变化率不一定相等，感应电动势不一定相等，则通过门铃的感应电流大小不一定相等。 故选AC。 14． 北 南北 里 < 外 【详解】（1）[1]地磁场的南极在地理北极附近。因此当直导线不通电流时，小磁针的N极指向地理上的北极附近。 （2）[2]当导线沿东西方向放置时，其下方磁场方向沿南北方向；因为小磁针通常情况下受到地磁场的作用指向南北方向，需要避免地磁场的作用对实验结果造成影响，所以应使通电导线沿南北方向放置。 （3）[3]由安培定则，当直导线通有如图所示的电流时，小磁针的N极将向垂直纸面向里偏转。 （4）[4]导线框圆心处的磁场为两个环形电流产生的磁感应强度矢量和。根据右手螺旋定则可知顺时针电流在导线框a圆心处处产生的磁场垂直纸面向里，逆时针电流在圆心处产生的磁场垂直于纸面向外，所以此处的合磁感应强度为两个磁场磁感应强度之差；导线框b圆心处的磁场方向为两个电流的磁场之和，两个电流都是顺时针方向，在圆心处产生的磁场均垂直于纸面向里，所以此处的磁感应强度为两个磁场产生的磁感应强度之和，所以 Ba<Bb [5]根据上面的分析可知线框a圆心处的磁场方向为两个磁感应强度矢量之差，根据题意可知环形电流在圆心处的磁感应强度大小与其半径成反比，所以合磁场方向垂直纸面向外。 15． 【详解】 利用右手螺旋定则，已知电流的方向可判定磁场方向，也可以通过磁场方向来确定电流的方向； 图a，已知磁场方向，顺时针方向，则电流垂直纸面向里； 图b，电流右侧的磁场的方向向里，左侧的磁场的方向向外，则电流的方向向上； 图c，已知磁场方向，则有电流方向，逆时针方向； 图d，环形电流从左侧流出，从右侧流入，所以磁场的方向向上； 图e，根据螺线管中电流方向外侧向上，利用右手螺旋定则可以确定螺线管的磁场的方向向左； 图f，根据螺线管中上边的电流方向向外，下边的电流的方向向里，利用右手螺旋定则可以确定螺线管的磁场的方向向右．如图所示 16．若A环匀速转动，相当于恒定的环形电流，产生稳定的磁场，穿过B环的磁通量不发生变化，故B中没有感应电流产生； 若A环加速转动，变化的电流产生变化的磁场，穿过B环的磁通量增大，B环中产生感应电流；由于题目没有明确A环的电性，故A环的电流方向未知，产生的磁场未知，B环中的感应电流方向不能确定。 【详解】略。 17．（1）个（2）个   【详解】(1)每个电磁波能量子的能量为: 故电台每秒发射的电磁波能量子个数为: 个个． (2)以电台发射天线为球心，半径为的球面积为，环状天线的接收面积，其中,故可得环状天线每秒最多能接收的能量子个数为: 个 接收功率为: ． 18．（1）ΔΦ1=0.4Wb；（2）ΔΦ2=11.6Wb；（3） 【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 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $