第十三章 电磁感应与电磁波初步 章末分层作业 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版必修三第十三章《电磁感应与电磁波初步》章末分层作业 班级：______________　　姓名：______________　　得分：______________ 第一部分　基础训练 本部分围绕磁场与磁感线、磁感应强度的概念、安培定则与磁场的叠加、电磁感应现象的产生条件及电磁波的基本规律等基础知识，选题侧重概念的直接判断与简单应用。 一、单项选择题（共10小题） 1．关于磁通量及其变化，下列说法正确的是 （　　） A．磁通量和磁通量的变化都有正负，所以它们是矢量 B．穿过线框的磁通量一定等于磁感应强度与线框面积的乘积 C．当金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电动势 D．当金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电流 2．关于磁体和磁场认识，下列说法错误的是（　　） A．地球周围存在着地磁场 B．磁感线分布越密的地方表示磁场越强 C．指南针静止时N极指向地理的南极附近 D．大头针被磁铁吸引的同时也被磁化成小磁体 3．在电流产生的磁场中，某点的磁感应强度的大小决定于（　　） A．该点在磁场中的位置 B．该点处的电流大小和方向 C．产生磁场的电流 D．产生磁场的电流和该点在磁场中的位置 4．如图所示，在螺线管轴线上左侧点放置了一个可以自由转动的小磁针，当螺线管中接上电源，小磁针静止时极指向水平向右，则（　　） A．电源的左端是正极，在电源内部电流由电源左端流向电源右端 B．电源的左端是正极，在电源内部电流由电源右端流向电源左端 C．电源的右端是正极，在电源内部电流由电源右端流向电源左端 D．电源的右端是正极，在电源内部电流由电源左端流向电源右端 5．某磁场的磁感线分布如图所示，则a、b两点磁感应强度B的大小关系是（　　） A．a点磁感应强度大于b点 B．b点磁感应强度大于a点 C．a、b两点磁感应强度一样大 D．无法确定 6．磁感应强度的单位是（　　） A．特斯拉 B．韦伯 C．牛顿 D．伏特 7．如图所示为磁场中的两条磁感线，A、B、C为磁场中的三个点，其中A、C在同一条直线磁感线上，下列关于A、B、C三点所在处磁场的强弱的说法正确的是（    ） A．A处的磁场比B处的强 B．A处的磁场比B处的弱 C．A、B、C三点处的磁场方向相同 D．无法比较A、B处的磁场强弱 8．光子的能量与其（    ） A．频率成正比 B．波长成正比 C．速度成正比 D．速度平方成正比 9．关于麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是（ ） A．在赫兹发现电磁波的实验基础上，麦克斯韦提出了完整的电磁场理论 B．麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在 C．变化的电场可以在周围的空间产生电磁波 D．变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场 10．现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的是（　　） A．麦克斯韦首先预言用实验证实了电磁波的存在 B．在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速 C．空间有变化的电场（或磁场）存在，不一定能形成电磁波 D．把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机接收不到电磁波的信号，拨打该手机号码，手机不会响铃（或振动） 二、多项选择题（共4小题） 11．“磁生电”现象的发现，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代。下列器件工作时用到了“磁生电”现象的是（　　） A．电磁铁 B．发电机 C．指南针 D．电磁炉 12．通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则（　　） A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极 B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极 C．螺线管内的磁场方向由P端向Q端 D．螺线管内的磁场方向由Q端向P端 13．下列关于磁感应强度和磁通量的说法中正确的是（　　） A．由可知，B与F成正比，与I和L的乘积IL成反比 B．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，由磁场本身决定 C．穿过一个面的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零 D．磁感应强度和磁通量都是矢量 14．地球是一个磁体，它的磁极分布情况和一个条形磁的磁场分布相似，以下说法中正确的是(　　) A．地磁场的方向是大致沿地球上经线方向的 B．地磁场的方向是与地面平行的 C．地磁场的方向是由北向南的 D．在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的 三、计算题（共2小题） 15．某电台的广播频率为640kHz，则此电台发射电磁波的波速为多少？波长为多少？ 16．如图所示，在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中，过原点再做一个z轴，就构成了空间直角坐标系，匀强磁场的磁感应强度，方向沿x轴正方向，且，通过面积的磁通量各是多少？ 第二部分　能力提升 本部分侧重通电导线周围的磁场分析、非匀强磁场中磁通量的比较、感应电流产生条件的判断及磁通量的定量计算等中档综合问题，提升场与相互作用相结合的分析能力。 一、单项选择题（共4小题） 17．如图示，纸面内M、N点有两根互相平行且长度相等直导线垂直纸面放置，电流大小相等，O为MN的中点，A点位于MN的中垂线上，且磁感应强度的方向如图，则两根导线电流的方向（　　） A．都垂直纸面向里 B．都垂直纸面向外 C．M垂直纸面向里，N垂直纸面向外 D．M垂直纸面向外，N垂直纸面向里 18．三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同、方向如图所示的电流，且ab=ad=ac，导线c在a点的磁感应强度大小为B，则a点处的合磁感应强度大小为 A．B B．B C．B D．2B 19．把长度为L、电流为I的相同的一小段电流元放入某磁场中的A、B两点，电流元在A点受到的磁场力较大，则（　　） A．A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度 B．A、B两点磁感应强度可能相等 C．A、B两点磁感应强度一定不相等 D．A点磁感应强度一定小于B点磁感应强度 20．如图所示,两个圆环A、B同心放置,且半径RA＜RB.一条磁铁置于两环的圆心处,且与圆环平面垂直.则A、B两环中磁通ΦA，ΦB之间的关系是( ) A．ΦA＞ΦB B．ΦA＝ΦB C．ΦA＜ΦB D．无法确定 二、多项选择题（共3小题） 21．如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l．关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是 A．a处的磁感应强度大小比c处的大 B．b、c两处的磁感应强度大小相等 C．a、c两处的磁感应强度方向相同 D．b处的磁感应强度为零 22．下列给出了四幅与感应电流产生条件相关的情景图，判断正确的是（　　）    A．图甲，水平直导线中电流逐渐减小时，其正下方的水平金属圆线圈中无感应电流 B．图乙，正方形金属线圈以虚线为轴匀速转动时，线圈中有感应电流 C．图丙，矩形导线框以其任何一条边为轴转动时，线框中都有感应电流产生 D．图丁，正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时，线框中有感应电流产生 23．如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同中心轴线OO′。有关线圈中是否产生感应电流，下列说法中正确的是(     ) A．当磁铁向纸面外平移时，线圈中不产生感应电流 B．当磁铁向上平移时，线圈中不产生感应电流 C．磁铁在线圈平面内顺时针转动时，线圈中产生感应电流 D．当磁铁N极向纸外、S极向纸内绕OO′轴转动时，线圈中产生感应电流 三、计算题（共2小题） 24．磁场中放一根与磁场方向垂直的通电直导线，它的电流是，导线长，它受到的安培力为。 （1）这个位置的磁感应强度是多大？如果把通电导线中的电流增大到时，这一点的磁感应强度是多大？ （2）如果通电导线随意放置在了磁场中某处发现不受磁场力，是否可以肯定此处没有磁场？ 25．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过 角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？ 第三部分　拔高训练 本部分选取线圈在磁体附近运动的过程分析、电磁感应实验电路的故障诊断及利用地磁场估测磁感应强度的实验设计等难题，综合性强、思维强度大，供学有余力的同学选做。 综合题（共3小题） 26．如图所示，一水平放置的矩形线圈 abcd，在细长的磁铁 N 极附近竖直下落，保持 bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ，这三个位置都靠得很近，且位置Ⅱ刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？有无感应电流？ 27．实验中我们常用铁屑的分布来反映磁场的分布。如图所示，在条形磁体上方放置一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，细铁屑就会有规则地排列起来。 (1)为什么铁屑会有规则地排列起来？试根据铁屑的分布画出条形磁体周围磁感线的分布图。 (2)磁感线是闭合曲线吗？静电场的电场线呢？ (3)根据条形磁体周围磁感线的分布图，如何判断磁场中某点的磁场方向？如何比较两点的磁场的强弱？ (4)磁感线能相交吗？为什么？在现实中存在磁感线吗？ 28．如何利用小指南针来估测条形磁铁磁场某处的磁感应强度？（提示：可以利用地磁场与条形磁铁的相互关系，并查阅地磁场的相关数值。） 参考答案与详解 一、客观题答案速查 基础训练·单项选择题（1~10题） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C D D A A A A B C 基础训练·多项选择题（11~14题） 11 12 13 14 BD BD BC AD 能力提升·单项选择题（17~20题） 17 18 19 20 C C B A 能力提升·多项选择题（21~23题） 21 22 23 AD AB ABD 二、计算题详解 15． 【答案】3×108m/s；468.75m 【详解】电磁波速c=3×108m/s 根据 c=λf 该电台的波长 16． 【答案】0.024Wb；0；0.024Wb 【详解】由题图知，面积与磁场相互垂直，故磁通量为 面积与磁场相互平行，故磁通量为 面积投影到与x轴垂直的平面上的面积等于面积，故磁通量为 24． 【答案】（1）2T，2T；（2）不能 【详解】（1）根据磁感应强度的定义式可得这个位置的磁感应强度大小为 磁感应强度由磁场本身决定，与通电导线中电流大小无关，所以如果把通电导线中的电流增大到时，这一点的磁感应强度大小仍为2T。 （2）如果通电导线随意放置在了磁场中某处发现不受磁场力，不能说明此处没有磁场，因为导线有可能是与磁磁感应强度方向平行。 25． 【答案】0.12Wb　0.36Wb 【详解】线圈平面与水平方向夹角θ＝，穿过线圈的磁通量 把线圈以cd为轴顺时针转过角时，线圈平面与磁感线的方向垂直，所以通过线圈磁通量 由图可知，当把线圈以cd为轴顺时针转过角时，穿过线圈的磁通量的方向与开始时穿过线圈的磁通量的方向是相反的，所以磁通量的变化量 26． 【答案】穿过线圈的磁通量先减少后增加；线圈中有感应电流 【详解】根据条形磁铁 N 极附近磁感线的分布情况可知，矩形线圈在位置Ⅰ时，磁感线从线圈的下面斜向上穿过；线圈在位置Ⅱ时，穿过它的磁通量为零；线圈在位置Ⅲ时，磁感线从线圈上面斜向下穿过。所以，线圈从Ⅰ到Ⅱ磁通量减少，从Ⅱ到Ⅲ磁通量增加．穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生。 27． 【答案】(1)细铁屑被磁场磁化变成一个个“小磁针”，“小磁针”受到磁场的作用按照磁场方向排列 (2)在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，在磁体的内部，磁感线由S极指向N极，磁感线是闭合的曲线。静电场的电场线始于正电荷（或无穷远），止于无穷远（或负电荷），不是闭合曲线 (3)磁场中某点磁场的方向为磁感线在该点的切线方向。磁感线越密集的地方，磁场越强；磁感线越稀疏的地方，磁场越弱 (4)磁感线不能相交。因为磁场中某一点有唯一确定的磁场方向，所以两条磁感线不能相交。磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，为形象、直观、方便地研究磁场提供了依据 【详解】（1）略。 （2）略。 （3）略。 （4）略。 28． 【答案】见解析 【详解】将小指南针置于桌上，并调节使其小磁针的N极静止时指向刻度盘上的N极（即零刻度线）。将条形磁铁沿东西方向放在指南针附近，并使其N极的朝向指南针一侧，此时指南针的小磁针转过一定的角度，通过刻度盘读出此角度并记为θ，通过查阅资料得知实验所在位置处地磁场的水平分量为Bx，则根据磁感应强度的叠加法则可知条形磁铁在小磁针处产生磁场的磁感应强度为 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 $