高中物理单元测试——第三章电磁场与电磁波初步（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第三章 电磁场与电磁波初步（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于磁感线，下列说法中正确的是（　　） A．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B．磁铁周围磁感线的形状，与铁屑在它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映 C．磁场中任意两条磁感线均不相交 D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止 2．（本题4分）如图所示，其中小磁针静止时N极正确的指向是（　　） A． B． C． D． 3．（本题4分）关于磁感应强度，下列说法中正确的是（     ） A．由知，与成正比，与成反比 B．由知，一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．磁场中某点磁感应强度的方向，与放在该点的小磁针极所受磁场力的方向一致 D．磁场中某点磁感应强度的方向，与放在该处的电流元所受安培力的方向一致 4．（本题4分）纸面内有一正方形abcd，过其中心有一垂直纸面放置的长直导线，导线内通有向外的恒定电流，如图所示，空间中还存在一方向从b指向d的匀强磁场。已知a点、d点的磁感应强度大小分别为2B、，则该匀强磁场的磁感应强度大小为（     ） A． B．B C． D．2B 5．（本题4分）下列说法正确的是（　　） A．普朗克认为微观粒子的能量是不连续的 B．赫兹预言了电磁波的存在，并首次在实验室证实了电磁波的存在 C．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播 D．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 6．（本题4分）下列关于电磁场和电磁波说法正确的是（　　） A．变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场 B．电磁波是横波，不能在真空中传播 C．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量 D．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 7．（本题4分）如图所示，置于绝缘水平面上、沿顺时针方向的环形电流在圆心O点产生的磁感应强度的大小为B，环形电流上的a、b两点的连线为圆环的直径，现将右边半圆环绕直径ab向上弯折，则O点的磁感应强度的大小变为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）小明网上购买音乐会门票后，直接通过“刷身份证”方式即可顺利检票。当身份证靠近检验机器时，机器的感应电路中就会产生电流，识别听众身份，极大的提高了检票效率。下列说法正确的是（　　） A．读取身份证的机器内部设有天线，通电工作时会在周围产生磁场，这是电流的磁效应 B．身份证靠近读卡机器时，会使机器产生感应电流，这是电磁感应现象 C．只要导体做切割磁感线运动，一定能产生感应电流 D．身份证靠近读卡机器时，读卡器内闭合线圈磁通量发生变化，不能产生感应电流 9．（本题6分）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 10．（本题6分）如图，两根相互垂直的长直通电导线M、N，分别通有竖直向上的电流I1和水平向右的电流I2，导线M右侧有与M距离相等的a、b两点，它们关于导线N对称，导线M在a、b点的磁感应强度大小均为B1，导线N在a、b点的磁感应强度大小均为B2。已知a、b两点的磁感应强度大小之比为2：3，直线电流在周围空间产生的磁感应强度与距离的关系为（I为导线中的电流，r为周围空间的点到直导线的距离，k为比例系数），则B1：B2可能为（　　） A．1：5 B．1：3 C．3：1 D．5：1 三、作图题 11．（本题6分）如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。 四、实验题 12．（本题6分）探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。 。 (1)本实验中，我们通过观察_______来判断电路中是否有感应电流； (2)通过比较图甲和丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要_______，通过比较图______（选填“甲和乙”或“乙和丙”）可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动； (3)若图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路____（选填“有”或“无”）感应电流； (4)在产生感应电流的实验中，将____能转化为电能，生活中的发电机就是根据上述原理工作的。 13．（本题9分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中 （1）在对螺线管通电______（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零； （2）若读数为负，要使读数出现正值的操作是：______或______。 （3）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为( ) A．5mT      B．－5mT      C．3mT      D．－3mT （4）用传感器测量通电螺线管轴线上的磁感应强度，然后绘出B－x图像，设x=0处为螺线管的中央，下面哪个图最符合实际情况( ) A． B． C． D． 五、解答题 14．（本题14分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度的方向竖直向下，且与平面垂直，已知平面的面积为。穿过平面的磁通量是多大？穿过平面的磁通量是多大？穿过平面的磁通量是多大？ 15．（本题19分）如图所示，线圈面积为，线圈平面与磁感应强度为的匀强磁场的方向垂直。 (1)若使线圈绕轴转过角，则穿过线圈的磁通量为多少？ (2)若从初始位置转过角，则穿过线圈的磁通量的变化量为多少？ 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 —— 第三章 电磁场与电磁波初步（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于磁感线，下列说法中正确的是（　　） A．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B．磁铁周围磁感线的形状，与铁屑在它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映 C．磁场中任意两条磁感线均不相交 D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止 【答案】C 【详解】A．磁感线的疏密表示磁场的强弱，沿磁感线的方向，磁场不一定逐渐减弱，故A错误； B．磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的线，并非磁场的客观反映，故B错误； C．磁感线的切线方向表示磁场的方向，磁场中任意两条磁感线均不相交，故C正确； D．磁感线在磁体的外部是从磁体的N极出发回到S极；在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，形成闭合曲线，故D错误。 故选C。 2．（本题4分）如图所示，其中小磁针静止时N极正确的指向是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】因磁感线在磁铁外部总是由N极指向S极，且小磁针静止时N极总是指向磁场的方向，即该点磁感线的方向。 故选A。 3．（本题4分）关于磁感应强度，下列说法中正确的是（     ） A．由知，与成正比，与成反比 B．由知，一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．磁场中某点磁感应强度的方向，与放在该点的小磁针极所受磁场力的方向一致 D．磁场中某点磁感应强度的方向，与放在该处的电流元所受安培力的方向一致 【答案】C 【详解】A．是采用比值法定义的，B与F、IL等无关，不能说B与F成正比，与IL成反比，故A错误； B．一小段通电导线在某处不受磁场力，该处不一定无磁场，也可能是因为导线与磁场平行，故B错误； CD．物理学规定磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极所受磁场力的方向，与放在该处的电流元所受安培力的方向垂直，故C正确，D错误。 故选C。 4．（本题4分）纸面内有一正方形abcd，过其中心有一垂直纸面放置的长直导线，导线内通有向外的恒定电流，如图所示，空间中还存在一方向从b指向d的匀强磁场。已知a点、d点的磁感应强度大小分别为2B、，则该匀强磁场的磁感应强度大小为（     ） A． B．B C． D．2B 【答案】B 【详解】根据安培定则，垂直纸面向外的电流在纸面内产生的磁场为逆时针同心圆。由于a、d到正方形中心（导线位置）的距离相等，因此长直导线在a、d两点产生的磁感应强度大小相等，设为。 匀强磁场方向沿，d点在导线的左下方，长直导线在d点产生的磁场方向与匀强磁场垂直，因此d点的合磁感应强度满足： a点在导线的左上方，长直导线在a点产生的磁场方向与匀强磁场完全相同，根据矢量合成法则，a点的合磁感应强度满足： 计算可得 故选B。 5．（本题4分）下列说法正确的是（　　） A．普朗克认为微观粒子的能量是不连续的 B．赫兹预言了电磁波的存在，并首次在实验室证实了电磁波的存在 C．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播 D．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 【答案】A 【详解】A．普朗克提出能量量子化理论，认为微观粒子的能量是离散的、不连续的，故A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次在实验室证实了电磁波的存在，故B错误； C．电磁波是电磁场的传播，可在真空中传播（如光在太空中的传播），而声波是机械波，需介质才能传播，故C错误； D．奥斯特发现了电流的磁效应（通电导线周围产生磁场），首次揭示了电与磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象（变化的磁场产生电流），故D错误。 故选A。 6．（本题4分）下列关于电磁场和电磁波说法正确的是（　　） A．变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场 B．电磁波是横波，不能在真空中传播 C．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量 D．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 【答案】C 【详解】A．均匀变化的磁场在周围的空间产生稳定的电场，选项A错误； B．电磁波是横波，能在真空中传播，选项B错误； C．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量，选项C正确； D．麦克斯韦提出了完整的电磁场理论，其后赫兹用实验证明了电磁波的存在，选项D错误。 故选C。 7．（本题4分）如图所示，置于绝缘水平面上、沿顺时针方向的环形电流在圆心O点产生的磁感应强度的大小为B，环形电流上的a、b两点的连线为圆环的直径，现将右边半圆环绕直径ab向上弯折，则O点的磁感应强度的大小变为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】环形电流的非常小的一段弧长近似为直导线的电流，每一段通电直导线在O点产生的磁感应强度的方向均竖直向下，因此根据对称性，两段半圆环中的电流在O点产生的磁感应强度的大小均为，方向均竖直向下，将右边半圆环绕直径ab向上弯折后，右边半圆环中的电流在O点产生的磁感应强度的方向也转过了，根据磁场的矢量叠加可得，O点的磁感应强度的大小变为 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）小明网上购买音乐会门票后，直接通过“刷身份证”方式即可顺利检票。当身份证靠近检验机器时，机器的感应电路中就会产生电流，识别听众身份，极大的提高了检票效率。下列说法正确的是（　　） A．读取身份证的机器内部设有天线，通电工作时会在周围产生磁场，这是电流的磁效应 B．身份证靠近读卡机器时，会使机器产生感应电流，这是电磁感应现象 C．只要导体做切割磁感线运动，一定能产生感应电流 D．身份证靠近读卡机器时，读卡器内闭合线圈磁通量发生变化，不能产生感应电流 【答案】AB 【详解】A．读取身份证的机器内部设有天线，通电工作时会在周围产生磁场，这是电流的磁效应，故 A正确； B．身份证靠近读卡机器时，机器产生感应电流是因为机器发射的射频信号使身份证中的芯片产生感应电流，进而使机器的感应电路中产生电流，这是电磁感应原理，故B正确； C．产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。若导体不是闭合电路的一部分，即使做切割磁感线运动，也不能产生感应电流，故C错误； D．根据产生感应电流的条件可知，只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流，故 D错误。 故选AB。 9．（本题6分）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。 10．（本题6分）如图，两根相互垂直的长直通电导线M、N，分别通有竖直向上的电流I1和水平向右的电流I2，导线M右侧有与M距离相等的a、b两点，它们关于导线N对称，导线M在a、b点的磁感应强度大小均为B1，导线N在a、b点的磁感应强度大小均为B2。已知a、b两点的磁感应强度大小之比为2：3，直线电流在周围空间产生的磁感应强度与距离的关系为（I为导线中的电流，r为周围空间的点到直导线的距离，k为比例系数），则B1：B2可能为（　　） A．1：5 B．1：3 C．3：1 D．5：1 【答案】AD 【详解】根据安培定则，通电导线M在a、b两点的磁感应强度B1方向垂直纸面向里，通电导线N在a点的磁感应强度B2方向垂直纸面向外，通电导线N在b点的磁感应强度B2方向垂直纸面向里。若a点的磁感应强度方向垂直纸面向里，则 解得。若a点的磁感应强度方向垂直纸面向外，则 解得 故选 AD。 三、作图题 11．（本题6分）如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。 【答案】 【详解】略。 四、实验题 12．（本题6分）探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。 。 (1)本实验中，我们通过观察_______来判断电路中是否有感应电流； (2)通过比较图甲和丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要_______，通过比较图______（选填“甲和乙”或“乙和丙”）可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动； (3)若图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路____（选填“有”或“无”）感应电流； (4)在产生感应电流的实验中，将____能转化为电能，生活中的发电机就是根据上述原理工作的。 【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转 (2) 闭合 甲和乙 (3)有 (4)机械 【详解】（1）实验时，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来确定电路中是否产生感应电流。 （2）[1]甲电路是闭合电路，灵敏电流计的指针发生偏转，说明电路中产生了感应电流；丙电路是断开的，灵敏电流计的指针没有偏转，说明电路中没有产生感应电流。由此可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合； [2]要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动，这两次实验就要一次实验导体在磁场中做切割磁感线运动，一次实验导体在磁场中不做切割磁感线运动，由此比较可以确定要选用甲图和乙图。 （3）在甲图中，电路是闭合的，导体不动，磁体运动，利用运动和静止的相对性可以确定，导体也做切割磁感线运动，具备了感应电流产生的两个条件，所以电路中有电流产生。 （4）电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能，即机械能转化为电能。 13．（本题9分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中 （1）在对螺线管通电______（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零； （2）若读数为负，要使读数出现正值的操作是：______或______。 （3）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为( ) A．5mT      B．－5mT      C．3mT      D．－3mT （4）用传感器测量通电螺线管轴线上的磁感应强度，然后绘出B－x图像，设x=0处为螺线管的中央，下面哪个图最符合实际情况( ) A． B． C． D． 【答案】 前 将电源正负极对换 将探管从另一端插入 D B 【详解】（1）[1]在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零，否则会有误差。 （2）[2][3]若读数为负，要使读数出现正值可以将电流的方向反向，即将电源正负极对换，或者从另一端插入。 （3）[4]减小通电螺线管的电流后，螺线管内的磁感应强度变小，由于从螺线管的另一端插入，磁传感器的读数可能为－3mT。 故选D。 （4）[5]通电螺线管的内部可认为是匀强磁场，所以在中间位置一定范围内磁场强度几乎不变，内部磁场比螺线管端口磁场强度大，结合图像。 故选B。 五、解答题 14．（本题14分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度的方向竖直向下，且与平面垂直，已知平面的面积为。穿过平面的磁通量是多大？穿过平面的磁通量是多大？穿过平面的磁通量是多大？ 【答案】穿过平面的磁通量，穿过平面的磁通量，穿过平面的磁通量 【详解】磁通量计算公式为，其中为平面在垂直磁场方向的投影面积。 平面与磁场方向垂直，投影面积等于自身面积，故 平面在垂直磁场方向的投影面积等于，故 平面与磁场方向平行，投影面积为0，故 15．（本题19分）如图所示，线圈面积为，线圈平面与磁感应强度为的匀强磁场的方向垂直。 (1)若使线圈绕轴转过角，则穿过线圈的磁通量为多少？ (2)若从初始位置转过角，则穿过线圈的磁通量的变化量为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）取初始时线圈的正向法线与磁场方向同向。线圈转过后，正向法线与磁场方向的夹角为。由磁通量的定义得 （2）取初始时线圈的正向法线与磁场方向同向。由磁通量的定义，初始磁通量为 线圈转过后，正向法线与磁场方向的夹角为，末状态磁通量为 磁通量的变化量为 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 2 / 2 $