高中物理单元测试——第六章电磁现象与电磁波（适中版02）

高中物理单元测试 —— 第六章 电磁现象与电磁波（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列各图示中P、Q两点处磁感应强度相同的是（　　） A． B． C． D． 2．（本题4分）如图所示，其中正确反映两根大头针被条形磁铁吸起时的真实情况的是（　　） A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图乙和图丙 3．（本题4分）物理实验中，常用亥姆霍兹线圈制造匀强磁场。如图所示，亥姆霍兹线圈由两个平行放置的通电线圈构成，线圈中电流大小相同，方向如箭头所示，线圈关于O点对称，两线圈中间区域可视为匀强磁场。以为原点，建立直角坐标系，轴过两线圈的圆心，两个通电线圈在点产生的磁场方向为（　　） A．沿轴负方向 B．沿轴正方向 C．沿轴负方向 D．沿轴正方向 4．（本题4分）“特斯拉”是磁感应强度在国际单位制中的单位（符号），下列单位中与磁感应强度单位一致的是（　　） A． B． C． D． 5．（本题4分）普朗克时间是指时间量子间的最小间隔，约为。用万有引力常数G、真空中的光速c和普朗克常数h表示普朗克长度，则普朗克时间正确的一项是（　　） A． B． C． D． 6．（本题4分）电磁波与我们的生活密切相关．下列关于电磁波及其应用的说法正确的是 A．电磁波不能在真空中传播 B．电磁波不会产生污染 C．电饭煲是利用电磁波来加热食物的电器 D．雷达是利用电磁波测定物体位置的无线电设备 7．（本题4分）如图所示，矩形线框abcd位于纸面内，面积为S，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线恰好位于垂直纸面向外的匀强磁场的右边界上，已知匀强磁场的磁感应强度为B。若线框从图示位置以为轴按如图所示的方向匀速转动，下列说法正确的是（    ） A．在线框转动过程中始终有感应电流产生 B．图示位置时穿过线框的磁通量为 C．使线框从图示位置转动60°时穿过线框的磁通量为 D．使线框从图示位置转动180°，则线框的磁通量变化大小为 二、多选题 8．（本题6分）如图（a）所示，静止在水平桌面上的磁悬浮地球仪由质量分别为m和M的地球模型和底座构成，悬浮原理如图（b）所示，当底座内线圈通电时，地球模型受到磁场作用而悬浮起来，取重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．底座对桌面的压力大小为 B．线圈电流在软铁内产生的磁场向上 C．图中线圈的a端须连接电源的正极 D．增大线圈电流，地球模型平衡后受到磁场作用力变大 9．（本题6分）如图是话筒的原理图，在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，声波使膜片振动，将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（　　） A．话筒是利用电流的热效应工作的 B．话筒是利用电磁感应原理工作的 C．膜片振动时，金属线圈中会产生感应电流 D．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 10．（本题6分）某同学在深圳罗湖区用手机内部的磁传感器测量地磁场磁感应强度B0的大小 ，测得如图手机坐标系中x、y、z三个方向上的磁感应强度分别为Bx= 0，By= 29μT，Bz = -41μT，若将手机边框看作闭合线圈，则（     ） A．测量时z轴保持竖直向上 B．B0 ≈ 50μT C．绕x轴旋转手机时边框中磁通量不变 D．绕z轴旋转手机时边框中磁通量不变 三、实验题 11．（本题6分）如图所示为“探究感应电流产生的条件”的实物电路图，但图中的电路接线不完整。 (1)请用笔画线代替导线按要求将电路补充完整（要求滑片P向左滑动时滑动变阻器接入电路中的电阻增大）； (2)正确连接电路后，要使电流表的指针发生偏转，下列可行的操作是__________。 A．断开开关，线圈A插入线圈B B．断开开关，将铁芯从线圈中快速抽离 C．闭合开关，快速滑动变阻器的滑片P D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间 (3)通过以上实验得出，感应电流产生的条件是：__________。 12．（本题10分）用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 (1)图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线___。 (2)若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈_______（填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：①_______；②_______。 (3)如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为_______（填写“a到b”或“b到a”）。断开开关后的一小段时间内，由于B线圈仍有电流，使得铁芯仍然具有磁性，进而达到延时的效果。 四、填空题 13．（本题6分）螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为______极，小磁针的左端为______极，A为电源的______极。 五、解答题 14．（本题14分）如图所示，在直角三角形的点和点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线，其中点处导线中电流强度为，方向垂直纸面向外，，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，为比例系数，为该点到导线的距离，为导线中的电流强度。今测得点的磁场沿方向向右，求： (1)点处导线中电流的方向； (2)点处导线中电流的大小。 15．（本题18分）为了得到某一匀强磁场的磁感应强度，某同学在该磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2A，导线长0.1m，它受到的磁场力为0.4N。如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在该匀强磁场中，磁场方向竖直向下，金属棒MN沿框架以速度向右做匀速运动。时，MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为0.1m的正方形。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)时，穿过MDEN的磁通量； (3)为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度应随时间变化，求磁感应强度与时间的关系式。 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第六章 电磁现象与电磁波（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列各图示中P、Q两点处磁感应强度相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，磁感线该点切线的方向表示磁感应强度的方向。 ABC．三幅图中，P、Q两点处磁感线的疏密相同，但磁感应强度的方向不同，因此图示中P、Q两点处磁感应强度不同。故ABC错误； D．图示表示的磁场为匀强磁场，P、Q两点处磁感应强度相同。故D正确。 故选D。 2．（本题4分）如图所示，其中正确反映两根大头针被条形磁铁吸起时的真实情况的是（　　） A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图乙和图丙 【答案】C 【详解】当大头针被磁化后，针尖部分为同名磁极，相互排斥而张开。 故选C。 3．（本题4分）物理实验中，常用亥姆霍兹线圈制造匀强磁场。如图所示，亥姆霍兹线圈由两个平行放置的通电线圈构成，线圈中电流大小相同，方向如箭头所示，线圈关于O点对称，两线圈中间区域可视为匀强磁场。以为原点，建立直角坐标系，轴过两线圈的圆心，两个通电线圈在点产生的磁场方向为（　　） A．沿轴负方向 B．沿轴正方向 C．沿轴负方向 D．沿轴正方向 【答案】C 【详解】由右手螺旋定则可知，两个通电线圈在点产生的磁场方向沿x轴负向。 故选C。 4．（本题4分）“特斯拉”是磁感应强度在国际单位制中的单位（符号），下列单位中与磁感应强度单位一致的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据磁感应强度定义式 力的单位为，且 电流单位为，长度单位为，推导磁感应强度单位 故选A。 【点睛】 5．（本题4分）普朗克时间是指时间量子间的最小间隔，约为。用万有引力常数G、真空中的光速c和普朗克常数h表示普朗克长度，则普朗克时间正确的一项是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】普朗克长度为，则普朗克时间为 故选D。 6．（本题4分）电磁波与我们的生活密切相关．下列关于电磁波及其应用的说法正确的是 A．电磁波不能在真空中传播 B．电磁波不会产生污染 C．电饭煲是利用电磁波来加热食物的电器 D．雷达是利用电磁波测定物体位置的无线电设备 【答案】D 【详解】电磁波的传播不需要介质，在真空中可以传播，故A错误；电磁波也会产生污染，故B错误；电饭煲是利用电流的热效应来加热食物的电器，故C错误；雷达是利用无线电波确定物体的位置，无线电波属于电磁波，故D正确．所以D正确，ABC错误． 7．（本题4分）如图所示，矩形线框abcd位于纸面内，面积为S，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线恰好位于垂直纸面向外的匀强磁场的右边界上，已知匀强磁场的磁感应强度为B。若线框从图示位置以为轴按如图所示的方向匀速转动，下列说法正确的是（    ） A．在线框转动过程中始终有感应电流产生 B．图示位置时穿过线框的磁通量为 C．使线框从图示位置转动60°时穿过线框的磁通量为 D．使线框从图示位置转动180°，则线框的磁通量变化大小为 【答案】A 【详解】A．线框转动时，磁通量一直在变，所以一直有感应电流，A正确； B．穿过线框的磁通量 与线框的匝数无关，B错误； C．线框从图示位置转动60°时，穿过线框的磁通量为，C错误； D．当线框转动180°的过程中，磁通量的变化量 D错误。 故选A。 二、多选题 8．（本题6分）如图（a）所示，静止在水平桌面上的磁悬浮地球仪由质量分别为m和M的地球模型和底座构成，悬浮原理如图（b）所示，当底座内线圈通电时，地球模型受到磁场作用而悬浮起来，取重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．底座对桌面的压力大小为 B．线圈电流在软铁内产生的磁场向上 C．图中线圈的a端须连接电源的正极 D．增大线圈电流，地球模型平衡后受到磁场作用力变大 【答案】AC 【详解】A．由题知，地球模型和底座组成的整体处于静止状态，对整体受力分析，根据平衡条件有 根据牛顿第三定律可知底座对桌面的压力大小为，故A正确； BC．根据同名磁极相互排斥，线圈上端必须是S极，线圈电流在软铁内产生的磁场向下，根据安培定则，可知图中线圈的a端须连接电源的正极，故B错误，C正确； D．地球模型平衡后，受重力和磁场力作用，根据平衡条件，可得磁场力 故增大线圈电流，地球模型平衡后受到磁场作用力不变，故D错误。 故选AC。 9．（本题6分）如图是话筒的原理图，在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，声波使膜片振动，将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（　　） A．话筒是利用电流的热效应工作的 B．话筒是利用电磁感应原理工作的 C．膜片振动时，金属线圈中会产生感应电流 D．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 【答案】BC 【详解】AB．当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化电信号，是根据电磁感应原理工作的，故A错误，B正确； C．膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应感应电流，故C正确； D．膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，故D错误； 故选BC。 10．（本题6分）某同学在深圳罗湖区用手机内部的磁传感器测量地磁场磁感应强度B0的大小 ，测得如图手机坐标系中x、y、z三个方向上的磁感应强度分别为Bx= 0，By= 29μT，Bz = -41μT，若将手机边框看作闭合线圈，则（     ） A．测量时z轴保持竖直向上 B．B0 ≈ 50μT C．绕x轴旋转手机时边框中磁通量不变 D．绕z轴旋转手机时边框中磁通量不变 【答案】BD 【详解】A．磁传感器给出的，，只表示地磁场在手机坐标系三轴上的分量，不能据此唯一确定手机相对竖直方向的姿态，故A错误； B．地磁场磁感应强度大小为，故B正确； CD．手机边框所在平面的法线沿轴。绕轴旋转时，法线相对地磁场的方向发生改变，边框中的磁通量一般发生变化；绕轴旋转时，边框平面在空间中的方向不变，磁通量不变，故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题 11．（本题6分）如图所示为“探究感应电流产生的条件”的实物电路图，但图中的电路接线不完整。 (1)请用笔画线代替导线按要求将电路补充完整（要求滑片P向左滑动时滑动变阻器接入电路中的电阻增大）； (2)正确连接电路后，要使电流表的指针发生偏转，下列可行的操作是__________。 A．断开开关，线圈A插入线圈B B．断开开关，将铁芯从线圈中快速抽离 C．闭合开关，快速滑动变阻器的滑片P D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间 (3)通过以上实验得出，感应电流产生的条件是：__________。 【答案】(1) (2)CD (3)穿过闭合导体回路的磁通量发生变化 【详解】（1）根据题意，电路连接如下 （2）A．断开开关，线圈A插入线圈B，此时线圈A中无电流，不会产生磁场，线圈B磁通量不变，无感应电流，故A错误； B．断开开关，将铁芯从线圈中快速抽离，线圈A中无电流，线圈B磁通量不变，无感应电流，故B错误； C．闭合开关，快速滑动变阻器的滑片P，线圈A中电流变化，磁场变化，线圈B磁通量变化，产生感应电流，故C正确； D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间，线圈A中电流消失，磁场消失，线圈B磁通量变化，产生感应电流，故D正确。 故选CD。 （3）通过以上实验得出，感应电流产生的条件是：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化 12．（本题10分）用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 (1)图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线___。 (2)若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈_______（填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：①_______；②_______。 (3)如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为_______（填写“a到b”或“b到a”）。断开开关后的一小段时间内，由于B线圈仍有电流，使得铁芯仍然具有磁性，进而达到延时的效果。 【答案】(1) (2) A 将滑动变阻器的滑片快速向右滑动 铁芯快速抽出或断开开关的瞬间 (3)a到b 【详解】（1）本实验中线圈B与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈B中的磁通量发生变化，从而使线圈A产生电磁感应现象，故线圈A应与检流计相连，实物连接如图所示 （2）[1]在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈A中有了感应电流； [2][3]在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明磁通量增大，电流计指针向右偏转，若要使电流计指针向左偏转，应减小磁通量，所以可以将滑动变阻器的滑片快速向右滑动；将铁芯快速抽出或断开开关的瞬间。 （3）S断开瞬间，延时功能启动，根据右手螺旋定则可知，穿过线圈B的磁通量向下且减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，所以直导线ab中电流方向为a到b。 四、填空题 13．（本题6分）螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为______极，小磁针的左端为______极，A为电源的______极。 【答案】 N N 负 【详解】[1]由题图可知，螺线管产生的磁感线从左端出，则左端为N极，右端为S极。 [2]由小磁针的N极与磁感线方向相同可知，小磁针的左端为N极。 [3]由安培定则可知，螺线管中的电流方向从B端经螺线管到A端，因此A为电源的负极。 五、解答题 14．（本题14分）如图所示，在直角三角形的点和点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线，其中点处导线中电流强度为，方向垂直纸面向外，，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，为比例系数，为该点到导线的距离，为导线中的电流强度。今测得点的磁场沿方向向右，求： (1)点处导线中电流的方向； (2)点处导线中电流的大小。 【答案】(1)垂直纸面向里；(2) 【详解】（1）由题意，点磁场的磁感应强度沿方向向右，设A点处导线和点处导线在点激发的磁场的磁感应强度分别为和，根据安培定则可知BA方向垂直于AC斜向右上，则BB的方向一定为垂直于BC向下，如图所示，所以点处导线中电流垂直纸面向里。 （2）由图可知 由题意知 ， 由几何关系知 联立解得 15．（本题18分）为了得到某一匀强磁场的磁感应强度，某同学在该磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2A，导线长0.1m，它受到的磁场力为0.4N。如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在该匀强磁场中，磁场方向竖直向下，金属棒MN沿框架以速度向右做匀速运动。时，MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为0.1m的正方形。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)时，穿过MDEN的磁通量； (3)为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度应随时间变化，求磁感应强度与时间的关系式。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据磁感应强度定义式 代入数据解得 （2）根据磁通量定义式 代入数据解得 （3）由产生感应电流的条件可知，为使MN棒中不产生感应电流，则穿过MDEN的磁通量应该不变。由上问可知时刻， 时刻的磁通量 代入数据整理解得 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 2 / 2 $