第十三章 电磁感应与电磁波初步 期中拔高训练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

2026-2027学年高二上学期物理（人教版2019） 期中试题【拔高训练】•必修第三册 第十三章电磁感应与电磁波初步·题型分类练习 题型 01 磁场、磁感线与磁感应强度 【知识点梳理】 概念/规 核心要点 易错提醒 律 磁铁的磁场与电流的磁场本质相同，都由电荷的 "所有磁场都由电荷运动产生"过于绝 磁场的产生 运动产生；永磁体的磁性来自原子内部电子运动 对：变化的电场也能激发磁场（麦克 形成的分子电流。 斯韦电磁场理论)。 磁感线是假想的闭合曲线：磁体外部由N极指 磁感线的特 磁感线不是真实存在的线：某点没有 向S极，内部由S极指向N极：疏密表示磁 画磁感线，不代表该点磁感应强度为 点 感应强度大小，切线方向表示磁场方向：任意两 零。 条磁感线不相交。 磁感应强度 同一幅磁感线图中，磁感线越密处磁感应强度越 比较两点磁场时只看疏密得大小、只 大：对称位置大小可能相同但方向不同，判 的比较 看切线得方向，二者缺一不可。 断"相同"必须大小、方向都一致。 常见磁场的 条形磁体、蹄形磁体、通电直导线（同心圆）、 通电直导线的磁感线是以导线为圆心 通电螺线管（内部近似匀强）各有固定分布形 磁感线分布 的同心圆，不是从导线出发的射线。 态：通电直导线的磁感线方向由安培定则确定。 【题型训练】 1,下列关于磁场的说法中错误的是() A.磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的 B.永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的 C.所有的磁场都是由电荷的运动产生的 D.电荷的定向运动能产生磁场 2.如图所示为蹄形磁体周围的磁感线分布图，关于、b两点磁场强弱关系，下列说法正确的是（) a A.a点强 B.b点强 C.a、b两点强度相同 D.无法比较 3.磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，其中c、d两点关于直线对称，下 面说法正确的是() a b e A.c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁感应强度方向相同 B.a点没有磁感线穿过，所以a点磁感应强度一定为零 C.这5个位置中，e点的磁感应强度最大 D.b、e两点的磁感应强度相等 4.磁贴纱窗的水平软磁条的外部正面磁感线如图所示，以下说法正确的是() 软磁条 A.磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在 B.软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b C.磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小 D.磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向相同 5.磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，以下磁感线分布正确的是() 8 B 分类 02 磁通量的计算与比较 【知识点梳理】 概念/规 核心要点 易错提醒 律 匀强磁场中、磁场方向与平面垂直时Φ=BS; Φ是标量但有正负，正负表示穿过方 磁通量定义 与平面法线成日角时Φ=BScose0。单位韦伯： 1 Wb=1 Tm2. 向；求变化量时必须带符号运算。 磁通量变化 "转过180°后磁通量大小不变"不等 △中=中2-Φ1。线圈转过180°时磁通量反向， 于"变化量为零"，方向反了就是-2BS 量 变化量大小为2BS而不是0。 量级的变化。 概念/规 核心要点 易错提醒 律 有界磁场中 线框比磁场区大时不能用线框面积； 磁场只分布在一个有限区域时，Φ只由磁场区面 多匝线圈的磁通量仍按单匝穿过面积 的有效面积 积决定：中=BS场，与线圈面积、匝数无关。 计算，乘n是磁链不是磁通量。 同一磁感线 束磁感线全部穿过大小不同的两个环时，穿过 "环大磁通量就大"是典型错误；磁通 束穿过多个 两环的磁通量相等；比较两点B仍看磁感线疏 量由穿过的磁感线条数决定。 环 密。 【题型训练】 1.如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁感线垂直的矩形线框，面积为S,设图示位置穿 过线框的磁通量为正值。则线框从图示位置开始，以线框右边为轴，逆时针（俯视）旋转180°，此过 程磁通量的变化量为( X BX X × ×× + 区又入 × × + × + × 十 × + + × + × + × × ×× X × × X A.-2BS B.BS C.2BS D.0 2.在如图所示磁场的S1和S2处，在垂直纸面方向取同样的面积。在S1和S2处，磁感应强度大小分别为B1 和B2,穿过相同面积的磁通量分别为①1和①2，则() A. B1=B2,①1=D2 B.B1>B2,D1=D2 C.B1=B2,D1>D2 D.B1>B2,>2 3.边长为L的正方形区域内部有磁感应强度为B的匀强磁场，将边长为2L的匝正方形线框置于磁场外 围，如图所示，则穿过线框的磁通量为() 2L L ×× A.BL2 B.nBL2 C.2BL2 D.4nBL2 4.如图所示，矩形线圈abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向夹角=53°，已知sin53°=0.8， cos53°=0.6，矩形线圈面积为S,磁感应强度大小为B,现将线圈绕ad顺时针旋转90°，则通过线圈的 磁通量变化量为() B A.BS B.-0.2BS C.-0.6BS D.1.4BS 5.如图所示，一束磁感线全部穿过两圆环A、B,圆环A的面积大于圆环B的面积，、b是磁感线分布 中的两点，则下列说法正确的() A.穿过A、B两环的磁通量的大小不相等，①>①B B.穿过A、B两环的磁通量的大小不相等，DA<① C.a、b两点的磁感应强度的大小不相等，Ba>Bu D.a、b两点的磁感应强度的大小不相等，Ba<Bu 题型 分类 03 电流的磁场与磁场的叠加 【知识点梳理】 概念/规 核心要点 易错提醒 律 通电直导线：右手握住导线，拇指指电流方向， 四指环绕方向即磁感线方向；环形电流与螺线 直导线与环形电流的安培定则手势相 安培定则 管：四指指电流方向，拇指指内部磁场(N极) 反，混用会把方向判反。 方向。 电荷定向运动等效为电流：电子绕行一周等效环 运动电荷的 等效电流 形电流1=9 ，方向与负电荷运动方向相反，再 负电荷运动方向与等效电流方向相 反，漏掉这一步方向必错。 用安培定则判断磁场方向。 空间某点的磁感应强度是各电流单独产生磁场的 叠加是矢量合成不是代数相加：两磁 磁场的叠加 矢量和：B=B,+B2(矢量相加，遵循平行四边 场反向时可能相互抵消出现B=0的 形定则)。 点。 平行直导线 "中点B=0"只对中点成立，中点两侧 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥：两同向 方向相反、大小先增后减，不能笼统 间的作用 等大电流连线中点处磁感应强度为零。 说"连线上各点都为零"。 地磁场与磁 地球是巨大磁体，地磁N极在地理南极附近： 地磁两极与地理两极不重合且相 北半球地表磁场有向北的水平分量和向下的竖直 反，"指南针指北"说的是磁针N极指 偏角 分量；沈括最早记载磁偏角。 向地磁S极（地理北极附近）。 【题型训练】 1.如图所示，三角形abc为等边三角形，顶点a、b分别放置两条通电长直导线，长直导线与纸面垂直， 导线a的电流I方向向外、导线b的电流。方向向里时，c点的磁感应强度沿着bc向右。保持b中电流 不变，当导线a中的电流为I'a时，c点的磁感应强度沿着ac斜向下，则导线a的电流分别为I和I'a 时，其在c点产生的磁感应强度大小之比为() Q b☒- -●C 3 A. 2 B.3 c.2V3 D.4 2.如图所示，圆O两条直径ac和bd互相垂直，e点为Od的中点，O点和d点各有垂直纸面、大小相等、 方向相反的电流I,关于a、b、c、e点的磁感应强度，下列说法正确的是() 6 do e o 6 A.a点与b点相同 B.a点与c点相同 C.e点最小 D.e点最大 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MN的中点，且a、b到O点的距离均相等。下列 说法正确的是() M 0 0 N A.两根导线互相吸引 B.a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相同 C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D.从O点沿直线至a点，磁感应强度一定不断减小 4. 如图所示，一个电子在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，在过圆心O的轴线上有一点A。则A 点磁感应强度的方向() A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向下 D.竖直向上 5.我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁场及磁偏角，“以磁石磨针锋，则能指南，然 常微偏东，不全南也”。结合上述材料可知地球本身是一个大磁体，其磁感线分布如图所示。如果地球 磁场是由于地球表面带电和地球自转产生，那么下列说法正确的是() 地轴 地球自转方向 A.地球表面磁场方向沿地球经线向北与地面平行 B.若地球自转加快，则地球表面的磁场会减弱 C.地球表面带正电荷 D.地球表面磁场方向在北半球有向北分量和向下分量 6.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是() B 00 分类 04 电磁感应现象与感应电流的产生条件 【知识点梳理】 概念/规 核心要点 易错提醒 律 闭合回路中穿过回路的磁通量发生变化，回路中 回路不闭合时即使Φ变化也没有感应 产生条件 才有感应电流：回路闭合、Φ变化两个条件缺一 电流（只有感应电动势）；①不变时 不可。 无论怎样运动都无感应电流。 P 概念/规 核心要点 易错提醒 律 开关通断瞬间、移动滑动变阻器滑片、把线圈A "开关闭合稳定后"电流不变、Φ不 探究实验的 插入或拔出线圈B、磁铁插入或拔出线圈，都会 变，指针不偏转：偏转只发生在变化 典型操作 使Φ变化而产生感应电流；稳定后不动则无。 的瞬间或过程中。 中变化的 B变化（磁场强弱改变）、S变化（回路面积改 线圈在匀强磁场内整体平移（不出磁 变)、B与S的夹角变化（转动）都能引起Φ 三种途径 场)时Φ不变，不产生感应电流。 变化。 动态过程判 两线圈相对移动、转动时，先看穿过被研究回路 "线圈转到与磁场平行"是Φ=0而不 的磁通量如何变化，再判断有无感应电流；转到 是④最大：该位置附近④变化最 断 磁场方向与线圈平面平行时Φ=0。 快。 【题型训练】 1.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() B N B 甲 丙 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有感应电流 B.图乙，正方形金属线圈以虚线为轴匀速转动时，线圈中无感应电流 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，线框中无感应电流产生 2.利用如图所示装置可探究感应电流的产生条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈 B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针发生偏 转，这是因为( A.穿过线圈A的磁通量增加，其产生电磁感应现象 B.穿过线圈A的磁通量减小，其产生电磁感应现象 C.穿过线圈B的磁通量增加，其产生电磁感应现象 D.穿过线圈B的磁通量减小，其产生电磁感应现象 3.如图所示导电圆环P中通有逆时针方向的恒定电流，圆心位于平面直角坐标系坐标原点O,金属圆环Q 圆心在x轴正半轴上，开始时两圆环均在xOy平面内。穿过圆环Q的磁通量为Φ，下列说法正确的是 () Q A.若P沿x轴负方向移动，Φ一直减小 B.若P沿y轴负方向移动，Φ一直不变 C.若P沿x轴正方向移动到圆心与圆环Q圆心重合，Φ一直增加 D.若P以x轴为转动轴，旋转90°角的过程中，圆环Q中无感应电流 4.某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中没有感应 电流产生的是() A b 十《 A.开关闭合或开关断开的瞬间 B.开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片 C.开关闭合稳定后，将线圈A从线圈B中拔出 D.开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出 5.下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是() o 开关 S N A 电流计 乙 丙 A.甲图中，与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合 B.乙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈 C.丙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始终在磁场内 D.丁图中，线圈绕轴线AB转动 型 分 05 电磁波及其传播 【知识点梳理】 概念/规 核心要点 易错提醒 律 麦克斯韦预言：变化的磁场产生电场，变化的电 "麦克斯韦证实了电磁波"是常见错 电磁场理论 场产生磁场，交替传播形成电磁波；赫兹用实验 误：预言归麦克斯韦，证实归赫兹。 证实了电磁波的存在。 电磁波是客观存在的物质，可以脱离场源独立传 电磁波的性 频率越高波长越短：真空中速度不因 播：真空中传播速度c=3.0×103m/s,且各 频率而变，"高频电磁波传播更快"是 质 种频率的电磁波在真空中速度相同；满足℃=f 错的。 按频率从低到高：无线电波、红外线、可见光、 紫外线、X射线、Y射线：可见光与无线电波都 微波炉加热利用的是微波频段，"利用 电磁波谱 属于电磁波。微波炉利用微波（不是红外线）使 红外线热效应"的说法不对。 水分子振动加热。 【题型训练】 1.随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传 输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，与4G相 比，5G使用的电磁波() A.光子能量更大 B.能透视人体 11 C.在真空中传播的速度更大 D.波长更长 2.2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，航天员太空授课的画面（如图）通过电磁 波传输到地面接收站。下列有关电磁波的说法正确的是() A.电磁波是一种理想化的模型 B.电磁波是电场或者磁场的传播 C.可见光和无线电波都是电磁波 D.电磁波不能独立于场源而存在 3.“中国天眼”是世界最大的单口径射电望远镜，能接受来自宇宙深处的电磁波，帮助人类探索宇宙。 下列关于电磁波的说法正确的是() A.变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B.不同电磁波在真空中传播速度不同 C.电磁波不能在水中传播 D.微波炉加热食物是利用了红外线的热效应 题型 06 能量量子化、黑体辐射与综合辨析 【知识点梳理】 概念/规 核心要点 易错提醒 律 普朗克提出能量子假说：微观粒子的能量是不连 能量子假说是普朗克提出的，不是安 能量子 续的，最小能量单元e=hv,其中 培或法拉第；宏观物体能量变化看起 h=6.63×1034Js。 来连续是因为h极小。 12 概念/规 核心要点 易错提醒 律 黑体能完全吸收入射的各种波长电磁波：黑体辐 "温度越高极大值向长波方向移动"说 黑体与黑体 射规律只与温度有关：温度升高，辐射强度整体 反了；黑体辐射与材料及表面状况无 辐射 增强，且辐射强度极大值向波长较短的方向移 关。 动。 热辐射与温 一切物体都在辐射电磁波：温度升高时辐射中频 不发光的物体也在发生热辐射，只是 率较大（波长较短）的成分越来越强，铁块由暗 主要在红外波段，"不发光就不辐 度的关系 红到黄白正是这一规律的表现。 射"是错的。 电磁感应（磁生电）由法拉第发现，其本质是Φ 综合选项常把人物与贡献错位（奥斯 跨节综合辨 变化；电磁波是客观物质；微观能量不连续 特发现电流磁效应、法拉第发现电磁 析 三条结论分属13.3、13.4、13.5，综合判断题要 感应、赫兹证实电磁波)，须逐条核 逐条独立检验。 对。 【题型训练】 1.把铁块投进火炉中，刚开始时铁块只是发热，并不发光。随着温度升高，铁块慢慢变红，开始发光。 铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直到变成黄白色，则() A.不发光的铁块不发生热辐射 B.不发光铁块热辐射的主要成分是波长较短的电磁波 C.铁块的颜色由暗红到变成黄白色过程中，热辐射中频率较大的成分越来越强 D.铁块的颜色由暗红到变成黄白色过程中，热辐射中波长较长的成分越来越强 2.关于黑体辐射，下列说法正确的是() A.黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 B.黑体吸收了绝大部分电磁波 C.普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 D.黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 3.关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是() A.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B.电磁波是一种客观存在的物质 C.普朗克认为微观粒子的能量是连续的 D.奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象 13 2026-2027学年高二上学期物理（人教版2019） 期中试题【拔高训练】·必修第三册 第十三章　电磁感应与电磁波初步　·　题型分类练习 【答案速查表】 题型分类 题号—答案 01　磁场、磁感线与磁感应强度 1-C　2-A　3-C　4-B　5-D 02　磁通量的计算与比较 1-A　2-D　3-A　4-B　5-D 03　电流的磁场与磁场的叠加 1-D　2-D　3-A　4-C　5-D　6-C 04　电磁感应现象与感应电流的产生条件 1-D　2-C　3-A　4-D　5-D 05　电磁波及其传播 1-A　2-C　3-A 06　能量量子化、黑体辐射与综合辨析 1-C　2-C　3-B 01 磁场、磁感线与磁感应强度 【知识点梳理】 概念 / 规律 核心要点 易错提醒 磁场的产生 磁铁的磁场与电流的磁场本质相同，都由电荷的运动产生；永磁体的磁性来自原子内部电子运动形成的分子电流。 "所有磁场都由电荷运动产生"过于绝对：变化的电场也能激发磁场（麦克斯韦电磁场理论）。 磁感线的特点 磁感线是假想的闭合曲线：磁体外部由 N 极指向 S 极，内部由 S 极指向 N 极；疏密表示磁感应强度大小，切线方向表示磁场方向；任意两条磁感线不相交。 磁感线不是真实存在的线；某点没有画磁感线，不代表该点磁感应强度为零。 磁感应强度的比较 同一幅磁感线图中，磁感线越密处磁感应强度越大；对称位置大小可能相同但方向不同，判断"相同"必须大小、方向都一致。 比较两点磁场时只看疏密得大小、只看切线得方向，二者缺一不可。 常见磁场的磁感线分布 条形磁体、蹄形磁体、通电直导线（同心圆）、通电螺线管（内部近似匀强）各有固定分布形态；通电直导线的磁感线方向由安培定则确定。 通电直导线的磁感线是以导线为圆心的同心圆，不是从导线出发的射线。 【题型训练】 1．下列关于磁场的说法中错误的是（　　） A．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的 B．永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的 C．所有的磁场都是由电荷的运动产生的 D．电荷的定向运动能产生磁场 【答案】C 【解答】解：A、磁铁的磁场和电流的磁场均由电荷运动产生，故A正确； B、永磁体的磁场由原子内部电子的运动产生，故B正确； C、根据麦克斯韦理论，变化的电场也能产生磁场，并非所有磁场均由电荷运动产生，故C错误； D、电荷定向移动时形成电流，电流周围存在磁场，所以电荷定向移动时会产生磁场，故D正确。 本题选错误的说法，故选：C。 2．如图所示为蹄形磁体周围的磁感线分布图，关于a、b两点磁场强弱关系，下列说法正确的是（　　） A．a点强 B．b点强 C．a、b两点强度相同 D．无法比较 【答案】A 【解答】解：磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，故a点的磁场强，故A正确，BCD错误。 故选：A。 3．磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，其中c、d两点关于直线对称，下面说法正确的是（　　） A．c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁感应强度方向相同 B．a点没有磁感线穿过，所以a点磁感应强度一定为零 C．这5个位置中，e点的磁感应强度最大 D．b、e两点的磁感应强度相等 【答案】C 【解答】解：A、在c、d两点切线方向表示c、d点的磁感应强度方向，故c、d两点的磁感应强度方向并不相同，故A错误； B、a处磁感线相对其他位置比较稀疏，a处磁感应强度较小，但并不是零，故B错误； C、从磁感线分布情况看，e点位置的磁感线分布最密集，磁感应强度最大，故C正确； D、b、e两点的切线在同一直线上，磁场方向相同，但大小不同，故D错误。 故选：C。 4．磁贴纱窗的水平软磁条的外部正面磁感线如图所示，以下说法正确的是（　　） A．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在 B．软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b C．磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小 D．磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向相同 【答案】B 【解答】解：A.磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，并不真实存在，故A错误； B.软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b，因为磁感线在磁体的外部从磁体的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，故B正确； C.磁条下方A点的磁感应强度大小大于B点的磁感应强度大小，因为A点周围磁感线比较密集，故C错误； D.磁感线上切线方向表示磁场方向，磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向不同，故D错误。 故选：B。 5．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，以下磁感线分布正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：A、条形磁铁的外部磁感线应从N极出发，回到S极，图中磁铁左端为S极、右端为N极，磁感线方向画反，故A错误。 B、蹄形磁铁的外部磁感线应从N极出发，回到S极，图中N、S极的磁感线方向画反，故B错误。 C、根据安培定则，电流垂直纸面向下时，磁感线应为顺时针方向，图中为逆时针，故C错误。 D、由安培定则可判断螺线管左端为N极、右端为S极，外部磁感线从N极出发回到S极，分布正确，故D正确。 故选：D。 02 磁通量的计算与比较 【知识点梳理】 概念 / 规律 核心要点 易错提醒 磁通量定义 匀强磁场中、磁场方向与平面垂直时 ；与平面法线成 θ 角时 。单位韦伯：。 Φ 是标量但有正负，正负表示穿过方向；求变化量时必须带符号运算。 磁通量变化量 。线圈转过 180° 时磁通量反向，变化量大小为 2BS 而不是 0。 "转过 180° 后磁通量大小不变"不等于"变化量为零"，方向反了就是 −2BS 量级的变化。 有界磁场中的有效面积 磁场只分布在一个有限区域时，Φ 只由磁场区面积决定：，与线圈面积、匝数无关。 线框比磁场区大时不能用线框面积；多匝线圈的磁通量仍按单匝穿过面积计算，乘 n 是磁链不是磁通量。 同一磁感线束穿过多个环 一束磁感线全部穿过大小不同的两个环时，穿过两环的磁通量相等；比较两点 B 仍看磁感线疏密。 "环大磁通量就大"是典型错误；磁通量由穿过的磁感线条数决定。 【题型训练】 1．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁感线垂直的矩形线框，面积为S，设图示位置穿过线框的磁通量为正值。则线框从图示位置开始，以线框右边为轴，逆时针（俯视）旋转180°，此过程磁通量的变化量为（　　） A．﹣2BS B．BS C．2BS D．0 【答案】A 【解答】解：若线框处于图示位置时，线框与磁场垂直，穿过线框的磁通量Φ1＝BS 图示位置穿过线框的磁通量为正值，线框绕轴转过180°角后，穿过线框的磁通量Φ2＝﹣BS 则此过程的磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2﹣Φ1，解得ΔΦ＝﹣2BS，故A正确，BCD错误。 故选：A。 2．在如图所示磁场的S1和S2处，在垂直纸面方向取同样的面积。在S1和S2处，磁感应强度大小分别为B1和B2，穿过相同面积的磁通量分别为Φ1和Φ2，则（　　） A．B1＝B2，Φ1＝Φ2 B．B1＞B2，Φ1＝Φ2 C．B1＝B2，Φ1＞Φ2 D．B1＞B2，Φ1＞Φ2 【答案】D 【解答】解：由图可知，S1处的磁感线比S2处的更密，在同一磁场中，根据磁感线越密的地方磁感应强度越大，可知B1＞B2，由Φ＝BS可知，面积相同时，有Φ1＞Φ2，故D正确，ABC错误。 故选：D。 3．边长为L的正方形区域内部有磁感应强度为B的匀强磁场，将边长为2L的n匝正方形线框置于磁场外围，如图所示，则穿过线框的磁通量为（　　） A．BL2 B．nBL2 C．2BL2 D．4nBL2 【答案】A 【解答】解：根据磁通量的定义，可得穿过线框的磁通量为：Φ＝BS＝BL2，故A正确，BCD错误。 故选：A。 4．如图所示，矩形线圈abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向夹角α＝53°，已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，矩形线圈面积为S，磁感应强度大小为B，现将线圈绕ad顺时针旋转90°，则通过线圈的磁通量变化量为（　　） A．BS B．﹣0.2BS C．﹣0.6BS D．1.4BS 【答案】B 【解答】解：线圈水平放置时的磁通量为Φ1＝BSsin53°＝0.8BS，线圈竖直放置时的磁通量为Φ2＝BScos53°＝0.6BS，则磁通量变化量ΔΦ＝Φ2﹣Φ1＝0.6BS﹣0.8BS＝﹣0.2BS，故B正确，ACD错误。 故选：B。 5．如图所示，一束磁感线全部穿过两圆环A、B，圆环A的面积大于圆环B的面积，a、b是磁感线分布中的两点，则下列说法正确的（　　） A．穿过A、B两环的磁通量的大小不相等，ΦA＞ΦB B．穿过A、B两环的磁通量的大小不相等，ΦA＜ΦB C．a、b两点的磁感应强度的大小不相等，Ba＞Bb D．a、b两点的磁感应强度的大小不相等，Ba＜Bb 【答案】D 【解答】解：AB、根据磁通量的定义可知，穿过A的磁感线的条数与穿过B的磁感线的条数是相等的，所以穿过A、B两环的磁通量大小相等，故AB错误； CD、由图可知，b点磁感线比a点密，故b点处的磁感应强度比a大，即Ba＜Bb，故C错误，D正确。 故选：D。 03 电流的磁场与磁场的叠加 【知识点梳理】 概念 / 规律 核心要点 易错提醒 安培定则 通电直导线：右手握住导线，拇指指电流方向，四指环绕方向即磁感线方向；环形电流与螺线管：四指指电流方向，拇指指内部磁场（N 极）方向。 直导线与环形电流的安培定则手势相反，混用会把方向判反。 运动电荷的等效电流 电荷定向运动等效为电流：电子绕行一周等效环形电流 ，方向与负电荷运动方向相反，再用安培定则判断磁场方向。 负电荷运动方向与等效电流方向相反，漏掉这一步方向必错。 磁场的叠加 空间某点的磁感应强度是各电流单独产生磁场的矢量和：（矢量相加，遵循平行四边形定则）。 叠加是矢量合成不是代数相加；两磁场反向时可能相互抵消出现 B＝0 的点。 平行直导线间的作用 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；两同向等大电流连线中点处磁感应强度为零。 "中点 B＝0"只对中点成立，中点两侧方向相反、大小先增后减，不能笼统说"连线上各点都为零"。 地磁场与磁偏角 地球是巨大磁体，地磁 N 极在地理南极附近；北半球地表磁场有向北的水平分量和向下的竖直分量；沈括最早记载磁偏角。 地磁两极与地理两极不重合且相反，"指南针指北"说的是磁针 N 极指向地磁 S 极（地理北极附近）。 【题型训练】 1．如图所示，三角形abc为等边三角形，顶点a、b分别放置两条通电长直导线，长直导线与纸面垂直，导线a的电流Ia方向向外、导线b的电流Ib方向向里时，c点的磁感应强度沿着bc向右。保持b中电流不变，当导线a中的电流为I′a时，c点的磁感应强度沿着ac斜向下，则导线a的电流分别为Ia和I′a时，其在c点产生的磁感应强度大小之比为（　　） A． B． C． D．4 【答案】D 【解答】解：根据右手螺旋定则，作出b中电流在c点产生的磁场Bb，电流Ia和I′a在c点产生的磁场Ba和B′a，如图所示 根据题意，c点的磁感应强度沿着bc向右时，因为三角形abc是正三角形，则有 Bb＝Basin30° 解得 Ba＝2Bb c点的磁感应强度沿着ac斜向下时，则有 B′a＝Bbsin30° 所以 则 故D正确，ABC错误。 故选：D。 2．如图所示，圆O两条直径ac和bd互相垂直，e点为Od的中点，O点和d点各有垂直纸面、大小相等、方向相反的电流I，关于a、b、c、e点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A．a点与b点相同 B．a点与c点相同 C．e点最小 D．e点最大 【答案】D 【解答】解：由安培定则作出a、b、c、e四点的磁感应强度的方向，如图所示： 根据距离通电导线越远磁感应强度越弱，以及磁感应强度的矢量合成，可知e点的磁感应强度最大。故ABC错误，D正确。 故选：D。 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MN的中点，且a、b到O点的距离均相等。下列说法正确的是（　　） A．两根导线互相吸引 B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相同 C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D．从O点沿直线至a点，磁感应强度一定不断减小 【答案】A 【解答】解：A．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，故两根导线互相吸引，故A正确； B．根据右手螺旋定则结合叠加原则可知a点处的磁感应强度方向垂直于MN连线向下，b点处的磁感应强度方向垂直于MN连线向上，由对称性可知，a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反，故B错误； CD．根据对称性结合右手螺旋定则可知M点处导线与N点处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，则O点处的磁感应强度为0；从O点沿直线至a点，M点处导线产生的磁感应强度不断增大，N点处导线产生的磁感应强度不断减小，根据叠加原则可知，合磁感应强度不断增大，故CD错误。 故选：A。 4．如图所示，一个电子在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，在过圆心O的轴线上有一点A。则A点磁感应强度的方向（　　） A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向下 D．竖直向上 【答案】C 【解答】解：电流的方向为正电荷的运动方向，由题意可得，电子沿逆时针做匀速圆周运动，电流的方向为顺时针，根据安培定则，A点的磁感应强度沿着轴线竖直向下。故C正确，ABD错误； 故选：C。 5．我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁场及磁偏角，“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。结合上述材料可知地球本身是一个大磁体，其磁感线分布如图所示。如果地球磁场是由于地球表面带电和地球自转产生，那么下列说法正确的是（　　） A．地球表面磁场方向沿地球经线向北与地面平行 B．若地球自转加快，则地球表面的磁场会减弱 C．地球表面带正电荷 D．地球表面磁场方向在北半球有向北分量和向下分量 【答案】D 【解答】解：A．据《梦溪笔谈》记载了磁偏角，地球表面磁场方向与经线不平行，会偏东南，故A错误； B．若地球自转加快，则地球表面形成电流会增大，电流产生的磁场会增强，故B错误； C．根据地球的北极为地磁场的南极，由右手螺旋定则可知地球表面电流方向由东向西，与地球自转方向相反，即地球表面带负电，故C错误； D．根据磁感应强度的矢量性，可对地磁场方向进行矢量分解。由磁感线方向可知地球表面磁场方向在北半球有向北分量和向下分量，地球表面磁场在南半球有向北分量和向下分量，故D正确。 故选：D。 6．当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：A、通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误； B、如图所示，根据右手螺旋定则，磁场的方向逆时针（从上向下看），因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误； C、环形导线的电流方向如图所示，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确； D、根据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向，由右向左，则小磁针的静止时北极指向左，故D错误； 故选：C。 04 电磁感应现象与感应电流的产生条件 【知识点梳理】 概念 / 规律 核心要点 易错提醒 产生条件 闭合回路中穿过回路的磁通量发生变化，回路中才有感应电流：回路闭合、Φ 变化两个条件缺一不可。 回路不闭合时即使 Φ 变化也没有感应电流（只有感应电动势）；Φ 不变时无论怎样运动都无感应电流。 探究实验的典型操作 开关通断瞬间、移动滑动变阻器滑片、把线圈 A 插入或拔出线圈 B、磁铁插入或拔出线圈，都会使 Φ 变化而产生感应电流；稳定后不动则无。 "开关闭合稳定后"电流不变、Φ 不变，指针不偏转；偏转只发生在变化的瞬间或过程中。 Φ 变化的三种途径 B 变化（磁场强弱改变）、S 变化（回路面积改变）、B 与 S 的夹角变化（转动）都能引起 Φ 变化。 线圈在匀强磁场内整体平移（不出磁场）时 Φ 不变，不产生感应电流。 动态过程判断 两线圈相对移动、转动时，先看穿过被研究回路的磁通量如何变化，再判断有无感应电流；转到磁场方向与线圈平面平行时 Φ＝0。 "线圈转到与磁场平行"是 Φ＝0 而不是 Φ 最大；该位置附近 Φ 变化最快。 【题型训练】 1．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有感应电流 B．图乙，正方形金属线圈以虚线为轴匀速转动时，线圈中无感应电流 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，线框中无感应电流产生 【答案】D 【解答】解：感应电流的产生条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。 A、图甲金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，则直线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零，即使减小通过导线电流，圆线圈中也不会有感应电流产生，故A错误； B、图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，回路磁通量发生变化，有感应电流产生，故B错误； C、在题图示的情况下，线框以竖直边为轴旋转时，线框中的磁通量始终为零，线框中磁通量也就不变化，不产生感应电流，故C错误； D、图丁，正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时，磁感线与平面平行，回路磁通量始终为零，线框中无感应电流产生，故D正确。 故选：D。 2．利用如图所示装置可探究感应电流的产生条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针发生偏转，这是因为（　　） A．穿过线圈A的磁通量增加，其产生电磁感应现象 B．穿过线圈A的磁通量减小，其产生电磁感应现象 C．穿过线圈B的磁通量增加，其产生电磁感应现象 D．穿过线圈B的磁通量减小，其产生电磁感应现象 【答案】C 【解答】解：闭合开关S时，电流表指针发生偏转，根据感应电流产生的条件，可知通过线圈A的电流增大，磁场增强，线圈B磁通量增大，有感应电流产生，故C正确，ABD错误。 故选：C。 3．如图所示导电圆环P中通有逆时针方向的恒定电流，圆心位于平面直角坐标系坐标原点O，金属圆环Q圆心在x轴正半轴上，开始时两圆环均在xOy平面内。穿过圆环Q的磁通量为Φ，下列说法正确的是（　　） A．若P沿x轴负方向移动，Φ一直减小 B．若P沿y轴负方向移动，Φ一直不变 C．若P沿x轴正方向移动到圆心与圆环Q圆心重合，Φ一直增加 D．若P以x轴为转动轴，旋转90°角的过程中，圆环Q中无感应电流 【答案】A 【解答】解：A、若P沿x轴负方向移动，Q离环形电流越来越远，根据环形电流激发的磁场的特点，可知Φ一直减小，故A正确； B、若P沿y轴负方向移动，Q离环形电流越来越远，根据环形电流激发的磁场的特点，可知Φ一直减小，故B错误； C、若P沿x轴正方向移动，当Q整体在P的外面时，Φ逐渐增大，Q与P有部分区域重叠时，Φ开始减小，减为0后又反向增大，P与Q的圆心重合时，Φ已增加到最大，故C错误； D、P以x轴（或y轴）为转动轴，旋转90°后，圆环Q所在处的磁场方向均与圆环Q所在平面平行，此时Φ＝0，Φ在减小，圆环Q中有感应电流，故D错误。 故选：A。 4．某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中没有感应电流产生的是（　　） A．开关闭合或开关断开的瞬间 B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片 C．开关闭合稳定后，将线圈A从线圈B中拔出 D．开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出 【答案】D 【解答】解：A、开关闭合或断开的瞬间，线圈A中的电流发生变化，线圈A产生的磁场发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，则线圈B中产生感应电流，故A错误； B、开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片，线圈A中的电流发生变化，线圈A产生的磁场发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，故B错误； C、开关闭合稳定后，拔出线圈A的瞬间，穿过线圈B的磁通量减小，则线圈B中产生感应电流，故C错误； D、开关断开状态下，穿过线圈B的磁通量为零，将线圈A从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量没有发生变化，则线圈B中没有感应电流，故D正确。 故选：D。 5．下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（　　） A．甲图中，与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合 B．乙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈 C．丙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始终在磁场内 D．丁图中，线圈绕轴线AB转动 【答案】D 【解答】解：A、甲图中，干电池是直流电源，与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合，则左侧线圈中电流不变，产生稳定的磁场，穿过右侧线圈的磁通量不变，所以不会产生感应电流，故A错误； B、乙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈，线圈未形成闭合回路，无法产生感应电流，故B错误； C、丙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始终在磁场内，穿过线圈的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，故C错误； D、丁图中，线圈绕轴线AB转动，线圈形成了闭合回路，且穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中会产生感应电流，故D正确。 故选：D。 05 电磁波及其传播 【知识点梳理】 概念 / 规律 核心要点 易错提醒 电磁场理论 麦克斯韦预言：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，交替传播形成电磁波；赫兹用实验证实了电磁波的存在。 "麦克斯韦证实了电磁波"是常见错误：预言归麦克斯韦，证实归赫兹。 电磁波的性质 电磁波是客观存在的物质，可以脱离场源独立传播；真空中传播速度 ，且各种频率的电磁波在真空中速度相同；满足 。 频率越高波长越短；真空中速度不因频率而变，"高频电磁波传播更快"是错的。 电磁波谱 按频率从低到高：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线；可见光与无线电波都属于电磁波。微波炉利用微波（不是红外线）使水分子振动加热。 微波炉加热利用的是微波频段，"利用红外线热效应"的说法不对。 【题型训练】 1．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，与4G相比，5G使用的电磁波（　　） A．光子能量更大 B．能透视人体 C．在真空中传播的速度更大 D．波长更长 【答案】A 【解答】解：A、因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据E＝hν，可知5G使用的电磁波比4G光子能量更大，故A正确； B、能透视人体的是X射线、γ射线等高频电磁波，5G电磁波频率远低于这类射线，无透视能力，故B错误； C、光在真空中的传播速度都是相同的，故C错误； D、因5G使用的电磁波频率更高，根据c＝λf可知波长更短，故D错误。 故选：A。 2．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，航天员太空授课的画面（如图）通过电磁波传输到地面接收站。下列有关电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波是一种理想化的模型 B．电磁波是电场或者磁场的传播 C．可见光和无线电波都是电磁波 D．电磁波不能独立于场源而存在 【答案】C 【解答】解：A、电磁波是客观存在的，不是一种理想化模型，故A错误； BD、电磁波是由于电场和磁场相互激发而产生的，所以电磁波可以短暂脱离场源而独立存在，当电磁场能量耗尽之后，电磁波才会消失，故BD错误； C、电磁波是一个大家族，其频率范围极广，可见光和无线电波均属于电磁波家族的成员，只是二者的频率（或波长）不同，故C正确。 故选：C。 3．“中国天眼”是世界最大的单口径射电望远镜，能接受来自宇宙深处的电磁波，帮助人类探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．不同电磁波在真空中传播速度不同 C．电磁波不能在水中传播 D．微波炉加热食物是利用了红外线的热效应 【答案】A 【解答】解：A.根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故A正确； B.电磁波在不同介质中的传播速度不同，但在真空中传播的速度均相同，等于光速，故B错误； C.电磁波传播不需要介质，可以在水中传播，故C错误； D.微波炉加热食物是利用微波的频率与水分子的固有频率相近，从而使水分子产生共振，剧烈振动产生热量，达到加热食物的目的，不是利用红外线的热效应，故D错误。 故选：A。 06 能量量子化、黑体辐射与综合辨析 【知识点梳理】 概念 / 规律 核心要点 易错提醒 能量子 普朗克提出能量子假说：微观粒子的能量是不连续的，最小能量单元 ，其中 。 能量子假说是普朗克提出的，不是安培或法拉第；宏观物体能量变化看起来连续是因为 h 极小。 黑体与黑体辐射 黑体能完全吸收入射的各种波长电磁波；黑体辐射规律只与温度有关：温度升高，辐射强度整体增强，且辐射强度极大值向波长较短的方向移动。 "温度越高极大值向长波方向移动"说反了；黑体辐射与材料及表面状况无关。 热辐射与温度的关系 一切物体都在辐射电磁波；温度升高时辐射中频率较大（波长较短）的成分越来越强，铁块由暗红到黄白正是这一规律的表现。 不发光的物体也在发生热辐射，只是主要在红外波段，"不发光就不辐射"是错的。 跨节综合辨析 电磁感应（磁生电）由法拉第发现，其本质是 Φ 变化；电磁波是客观物质；微观能量不连续——三条结论分属 13.3、13.4、13.5，综合判断题要逐条独立检验。 综合选项常把人物与贡献错位（奥斯特发现电流磁效应、法拉第发现电磁感应、赫兹证实电磁波），须逐条核对。 【题型训练】 1．把铁块投进火炉中，刚开始时铁块只是发热，并不发光。随着温度升高，铁块慢慢变红，开始发光。铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直到变成黄白色，则（　　） A．不发光的铁块不发生热辐射 B．不发光铁块热辐射的主要成分是波长较短的电磁波 C．铁块的颜色由暗红到变成黄白色过程中，热辐射中频率较大的成分越来越强 D．铁块的颜色由暗红到变成黄白色过程中，热辐射中波长较长的成分越来越强 【答案】C 【解答】解：A、任何物体在任何温度下都在进行热辐射，不发光的铁块只是温度较低，辐射的电磁波主要在红外线等不可见光区域，并非不发生热辐射，故A错误； B、温度较低时，物体热辐射的主要成分是波长较长的电磁波。不发光的铁块温度低，其热辐射以长波为主，而非短波，故B错误； C、铁块颜色由暗红到黄白色，说明温度逐渐升高。根据黑体辐射规律，温度升高时，热辐射中频率较大的成分占比增加，可见光中高频的黄、白色光逐渐增强，故C正确； D、温度升高时，热辐射中波长较长的成分占比会逐渐减少，而非增加。颜色变化正体现了短波成分增强，长波成分减弱，故D错误。 故选：C。 2．关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 B．黑体吸收了绝大部分电磁波 C．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 D．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 【答案】C 【解答】解：A.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，与材料及表面状况无关，故A错误； B.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，故B错误； C.普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律，故C正确； D.黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较短的方向移动，故D错误。 故选：C。 3．关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B．电磁波是一种客观存在的物质 C．普朗克认为微观粒子的能量是连续的 D．奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象 【答案】B 【解答】解：A、麦克斯韦预言了电磁波的存在，但证实电磁波存在的实验是由赫兹完成的，故A错误； B、电磁波是一种客观存在的物质，它以波的形式传播，不需要介质，可以在真空中传播，故B正确； C、普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，即能量不是连续的，而是以特定的最小单位（量子）存在，故C错误； D、奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，即“电生磁”，而“磁生电”即电磁感应现象是由法拉第发现的，故D错误。 故选：B。 2 学科网（北京）股份有限公司 $