第13章电磁感应与电磁波初步必刷卷（解析版）

高二物理必修第三册

第十三章电磁感应与电磁波初步必刷卷

班级姓名学号分数

（考试时间：90分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.本试卷分第I卷（选择题）和第H卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自

己的班级、姓名、学号填写在试卷上。

2.回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3.回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。

第I卷（选择题共48分）

一、选择题（共13小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只

有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的

得2分，有选错的得0分。）

1.下列说法正确的是（）

A.磁感线总是从磁铁的N极出发，终止于S极

B.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同

C.根据B=W，通电直导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零

D.根据磁感应强度定义式B,磁场中某点的磁感应强度5与F成正比，与〃乘积

成反比

【答案】B

【详解】A.条形磁铁外部的磁感线总是从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极，内部是从

S极到N极，正好构成闭合曲线，A错误；

B.磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同也是小磁针N极所受磁场力的方

向，B正确;

CD.公式B=，是磁感应强度的定义式，采用的是比值法定义，B与尸、〃无关，不能说

8与尸成正比，与〃•成反比，CD错误。故选B。

2.现代科学认为，在微观世界中能量是不连续的（即量子化的）。下列说法不正确的是（）

A.普朗克在研究黑体辐射时提出能量是不连续的

B.原子存在着能级，它的能量是量子化的

C.光在本质上是一种电磁波，它的能量是连续的

D.爱因斯坦认为电磁场本身就是不连续的，每一份即为光子

【答案】C

【详解】A.1900年，普朗克在研究黑体辐射时，认为其辐射的能量是不连续的，而是一

份一份的，故A正确，不符合题意；

B.普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了"能量连续变化”的传统观念，故B正确，

不符合题意；

C.根据光的波粒二象性可知，光是一种电磁波，光的能量是一份一份的，故c错误，符合

题意；

D.1905年爱因斯坦提出了光子说，即光在传播过程中是不连续的，是由一份一份的"光子"

组成的。故D正确，不符合题意。故选C。

3.如图所示，某空间中存在磁感应强度B随时间f变化的以下四种磁场中，能产生电场但

不能产生电磁波的是（）

O

【答案】c

【详解】A.根据麦克斯韦的电磁场理论，恒定磁场周围不会产生的电场，故A错误；

BD.根据麦克斯韦的电磁场理论，不均匀变化的磁场周围产生不均匀变化的电场；不均匀

变化的电场产生不均匀变化的磁场；能产牛.电磁波，故BD错误；

C.均匀变化的磁场产生恒定的电场，恒定电场周围不会产生磁场，不能产生电磁波。故C

正确。故选C。

4.宇宙中"破坏力"最强的天体"磁星"，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁

场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（）

A.磁场只存在于“磁星"外部，而"磁星"内部不存在磁场

B."磁星"表面某点静止一小磁针，其N极指向该点磁场方向

C."磁星”表面的磁场强，磁感线密集，故磁感线可能相交

D.在"磁星"表面有一个封闭多面体，穿过该封闭多面体的磁通量不可能为零

【答案】B

【详解】A.磁感线为闭合曲线，故而在"磁星"内部仍然存在磁场，故A错误；

B.磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，而小磁针N极所指的方向就是该点的磁感

线切线方向，故B正确；

C.磁场中某点不能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故C错误；

D.任意闭合区域的磁通量都为零，故D错误。故选B。

5.如图所示，竖直面内有带负电的圆环，当圆环沿顺时针方向转动时，〃、氏c三枚小磁

针都会发生转动，以下说法正确的是（）

A.a.b、c的N极都向纸面外转动

B.人的N极向纸面外转，而。、c的N极向纸面内转

C.尻c,的N极都向纸面内转，而4的N极向纸面外转

D.。的N极向纸面内转，而a,c的N极向纸面外转

【答案】B

【详解】圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培

定则可知，。、c所在处磁场垂直于纸面向里，人处磁场垂直于纸面向外，故a、c处的小磁

针的N极朝纸面内转动，。处小磁针的N极朝纸面外转动，故B正确，ACD错误。故选B。

6.如图甲是用磁传感器探究通电螺线管内部磁场的实验装置（局部）；图乙是电脑处理实

验数据后得到的通电螺线管内部中轴线上的磁感应强度5随x变化的图像，演和々是螺线管

两端点的坐标。由该图像可知（）

图甲图乙

A.整个通电螺线管内部都是匀强磁场

B.通电螺线管两端点磁感应强度最大

C.通电螺线管磁感应强度为零

D.通电螺线管内有近似匀强磁场区段

【答案】D

【详解】分析图乙可知，通电螺线管两端点的磁感应强度弱，但不为零，在螺线管内部，磁

场是匀强磁场，磁感应强度最大，而外部的磁场比较弱，故D正确，ABC错误。故选D。

7.如图所示，通以电流/的直导线MN固定在竖直位置上，且与导线框abed在同一平面内，

则下列情况下导线框中不能产生感应电流的是（）

A.通过直导线的电流强度增大B.线框向上平动

C.线框水平向右移动D.线框水平向左移动

【答案】B

【详解】A.导线框中要产生感应电流则线框内的磁通量要发生改变，通过直导线的电流强

度增大时，线框中的磁感应强度增大即磁通量增大能产生感应电流，A不符合题意；

B.线框向上平动时，线框中的磁感应强度不变即磁通量不变，不能产生感应电流，B符合

题意；

C.线框水平向右移动时，线框中的磁感应强度减小即磁通量减小，能产生感应电流，C不

符合题意；

D.线框水平向左移动时，线框中的磁感应强度增大即磁通量增大，能产生感应电流，D不

符合题意；

故选Bo

8.如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以尸的右端点。为原点，中轴线为x轴

建立一维坐标系.一个灵敏的小磁针。放置在x轴上不同位置，设。与x轴之间的夹角为

0.实验测得sin。与x之间的关系如图乙所示.已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小

为B0.下列说法正确的是（）

A.尸的右端为S极

B.尸的中轴线与地磁场方向平行

C.尸在吃处产生的磁感应强度大小为综

D.而处合磁场的磁感应强度大小为28。

【答案】C

【详解】A.当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，

,r趋向无穷大时，趋向1,则。趋向90。，即小磁针的方向与尤的方向垂直，所以x的

方向为向东.当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东.由题图知，开始时N背离。

点，所以。点处的磁极是N极，故A错误；

B.由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B错误；

C.由乙图可知，处$%。=正，则6=45。，P在与处产生的磁感应强度大小为BP,

2

必〃45。=条，所以=故C正确；

Bp

D.与处合磁场的磁感应强度大小为B=-%-=垃B。,故D错误.

stn45

9.电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是（）

A.红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性

B.胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性

C.伽玛手术刀治疗癌症是利用Y强穿透力，能量高的特性

D.医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性

【答案】BCD

【详解】A.红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故A错误；

B.X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；

C.Y射线能量高、穿透力强，医院常用Y射线照射癌细胞，治疗癌症，故C正确：

D.医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，故D正确。故选BCD。

10.等腰直角三棱柱如图所示，其中侧面Hcd为正方形，边长为L,侧面。德/,与水平面平

行，该三棱柱位于水平向左的匀强磁场中，磁感应强度大小为瓦下列说法正确的是（）

A.穿过正方形外”的磁通量大小为立8Z?

2

B.穿过矩形dcfe的磁通量和穿过矩形ahfe的磁通量相等

C.穿过矩形〃除的磁通量大小为18炉

2

D.磁通量有正负，所以是矢量

【答案】AC

【详解】AC.穿过正方形昉cd的磁通量与穿过矩形出海的磁通量相等，大小为受BZ3,选

2

项AC均正确：

B.没有磁感线穿过矩形&非，其磁通量为零，选项B错误；

D.磁通量有正负，但其加减运算规则并不满足平行四边形定则，所以是标量，选项D错误;

故选AC。

11.四根在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一个"井"字形，导线中通过的电流大小

均为/，方向如图所示。“、b和C三点位于"井”字形对角线上，其中b点在"井"字形中心，

且ab=bc。下列说法正确的是（）

、a

\2

4、'、c

A.匕点的磁感应强度为零B.a、c两点的磁感应强度相同

C.a点磁感应强度方向垂直纸面向外D.减小导线1的电流，6点的磁感应强度也

减小

【答案】AC

【详解】A.根据安培定则和磁感应强度的叠加可知，1和3、2和4导线在b点产生的磁感

应强度大小相等，方向相反，叠加后点的磁感应强度为零，故A正确；

B.根据叠加原理和对称性可知，。、。两点的磁感应强度大小相等，方向相反，故B错误；

C.所有导线在。点产生的磁感应强度方向均垂直纸面向外，叠加后a点磁感应强度方向垂

直纸面向外，故C正确；

D.减小导线1的电流，1和3导线在h点产生的磁感应强度不能抵消，则b点的磁感应强

度增大，故D错误。故选AC。

12.若在地球赤道表面做奥斯特实验。忽略磁偏角，将导线南北放置，正下方放置小磁针，

未通电前磁针恒指南北，第一次通电电流大小为乙时磁针偏转角度为30。；第二次通电电流

大小为A时磁针偏转角度为60。。已知通电直导线在周围空间产生的磁场大小与导线中电流

大小成正比，与距离远近成反比，下列选项正确的有（）

A.当导线中不通电时小磁针恒指南北是因为地磁场的影响

B.如果将导线东西方向放置，通电后小磁针恒指东西

C./j:/2=1:2

D.:/?=1：3

【答案】AD

【详解】A.因地磁场的方向从地理的南极指向地理的北极，则当导线中不通电时小磁针恒

指南北是因为地磁场的影响，A正确；

B.如果将导线东西方向放置，通电后导线的下方的磁场指向南北方向，则小磁针恒指南北,

B错误；

kk

CD.将导线南北放置，正下方磁场指向东西方向，设地磁场为向北的M则tan3（T=—；

B。

/

tan60=—

为

解得人4=1：3,C错误，D正确。故选AD。

第H卷（非选择题共52分）

二、实验题（满分14分）

13.我们通过实验可以探究感应电流的产生条件，在如图的实验中，线圈A通过滑动变阻

器和开关接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A放置于线圈B里面。通过

实验，判断线圈B中是否有电流产生。

（1）开关闭合的瞬间（选填"有"或"无"）感应电流产生。

（2）开关总是闭合的，缓慢移动滑动变阻器的滑片时（选填"有"或"无"）感应

电流产生。

（3）归纳以上实验结果，产生感应电流的条件是。

【答案】有有穿过闭合回路的磁通量发生变化

【详解】（1）⑴开关闭合的瞬间，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生；

（2）⑵开关总是闭合的，缓慢滑动变阻器时，穿过线圈的磁通量也会发生变化，线圈中有

感应电流产生；

（3）⑶由以上实验可知：穿过闭合回路的磁通量发生变化。

14.某试验小组为了探究通电长直导线产生的磁场的磁感应强度B与导线上电流强度和

距离r间的关系，设计了如下的试验：一根固定通电长直导线通以可调节的电流强度/。，-

根可以自由运动的短导线与之在同一平面内，通以恒定的电流/=2A,长度L=O.lm,应用控

制变量法：

（1）使两导线距离"呆持不变，调节长直导线中的电流强度/。，测得相应的磁场力凡得

到如下实验数据：

试验次数12345

电流强度/o/A5.010152025

磁场力F/xlO4N1.012.002.983.965.02

磁感应强度

—————

B/xlO-3T

填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和产生磁场的长直导线上

的电流/o的关系是;

（2）使长直导线中的电流强度保持不变，调节短导线与之的距离r,测得相应的磁场力F,

得到如下实验数据：

试验次数12345

距离r/m0.050.100.150.200.25

磁场力F/xlO^N12.05.94.13.02.4

磁感应强度

—————

B/xlO-3T

填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和空间位置与长直导线间

的距离r的关系是。

【答案】0.5051.001.491.982.51成正

比6.002.952.051.501.20成反比

【详解】（1）口］⑵⑶⑷⑸使两导线距离r保持不变，调节长直导线中的电流强度b测得

相应的磁场力为：%=变形得3=言当即：5.0A,尸=1.01x10"时，代入可得

g=0.505x10」

当旧10A,尸=2.00X10«N时，代入可得与=l.（）（）xl（尸T

当/o=15A,F=2.98xlO4N时，代入可得名=149*10-3T

当/o=20A,尸=3.96x10"时，代入可得劣=1.98x1（尸T

当值25A,尸=5.02x10%时，代入可得线=2.5以10一31

⑹可以看出电流增加为“倍时，下也增加为“倍，说明尸与/成正比。

（2）使长直导线中的电流强度保持不变，调节短导线与之的距离〃测得

F.u

相应的磁场力：F&=BIJ,变形得：8=音，当后0.05m,尸=12610加时，代入可得

B,=6.00x103T

当片0.10m,F=5.9xl(y4N时,代入可得坊=2.95x107T

当厂0.15m,F=4.1X104N时，代入可得用=2.05x10-3T

当片0.20m,F=3Qxl0<N时,代入可得见=1.50x10"

当，=0.25m,F=2.4X10-4N时，代入可得纭=1.20、10一叶

口2］由此可知磁感应强度B和空间位置与长直导线间的距离，•成反比。

三、计算题（满分38分，其中15题8分，16题8分，17题10分，18题12分，每小题需

写出必要的解题步骤，只有答案不得分）

15.为了加强电磁环境管理，保障公众健康，我国制定了相当严格的电磁辐射标准，标准规

定通信频段每平方厘米电磁辐射功率应控制在40^W及以下，远低于一些发达国家标准。若

某小型通信发射基站的功率为1W,同时假设能量以球面向外辐射，请计算：按照标准规定,

距离该基站多远处为安全区域？（球表面积为5=4万店）

［答案］25,9cm

【详解】设离基站最小距离x为安全区域，则4万x2-40xl0«W/cm2=1W

解得x=

16.通电直导线所产生的磁场可表示为B=（2xl07T-m/A）4,其中8是以T为单位的磁感

a

应强度，/是以A为单位的电流，d是以m为单位的离开导线的距离。利用这个公式，估计

如下日常生活中所遇到的磁场的磁感应强度。

(1)家庭导线中的电流很少超过10A,那么距离这种导线0.5m处的磁场大小与地磁场大小

相比如何?

(2)765kV的高压输电线中的电流常常可达200A。假定这种输电线的高度为20m,试估计

输电线下地面处的磁感应强度。这与家庭电路产生的磁场大小相比如何？

(3)一些组织建议，孕妇不要使用电热毯，以防止磁场引起胎儿健康问题。如果电热毯中

的电流为1A,胎儿离电热毯距离为10cm。试求胎儿处磁场的磁感应强度，并将它与地磁场

进行比较。

6

【答案】(1)4=4x10",8aB地；(2)B2=2X10-T,B?<B、；(3)鸟=2x10”，

<B地

【详解】(1)家庭导线中的电流/=10A,d=0.5m处的磁场大小为4=2X1°，X1°T=4xlO-<T

10.5

而地磁场的磁感应强度约为B地=6x1则及<”；

(2)电流为200A,输电线的高度为20m,则磁感应强度为且=也空变T=2x104T

-20

比较可得与<与；

(3)电热毯中的电流为1A,胎儿离电热毯距离为10cm,则磁感应强度为

B、=2X10，X1T=2x10”

0.1

比较可得用<%。

17.某广播电台的发射功率为25kW,发射的是在空气中波长为187.5m的电磁波，则：(普

朗克常量ZIMG&X