2024-2025学年新教材高中物理第十三章电磁感应与电磁波初进阶突破含解析新人教版必修3

PAGEPAGE4第十三章进阶突破1．(多选)关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．周期性变更的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波能在真空中传播，也能在介质中传播D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输【答案】BC【解析】电磁波在真空中的传播速度恒为光速，A错误；依据麦克斯韦电磁理论可得周期性变更的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，B正确；电磁波能在透亮介质和真空中传播，C正确；电磁波可以在介质中传播，所以可以利用电缆、光缆进行有线传播，也可以不须要介质进行传播，即无线传播，D错误．2．如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是()A．螺线管中不会产生感应电流B．螺线管中会产生感应电流C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流【答案】B【解析】当条形磁铁以速度v向螺线管靠近，穿过螺线管的磁通量增大，则螺线管中会产生感应电流，与磁铁的速度、磁铁的磁性强弱无关，故B正确．3．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2．当把环形电流乙撤去后，cA．B2－B1 B．B1－eq\f(B2,2)C．B2－eq\f(B1,2) D．eq\f(B1,3)【答案】B【解析】由安培定则可知，甲、乙两个环形电流在a、b、c三点产生的磁感应强度方向相同，都是水平向左，大小为两个环形电流在各点产生磁感应强度的矢量和．因aO1＝ O1b＝bO2＝O2c，依据对称性，两个环形电流在a产生的磁感应强度与在c点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，所以此时c点的磁感应强度大小为B1．环形电流甲与环形电流乙在b点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，设其中一个环形电流在b点产生的磁感应强度为B，则有2B＝B2．依据对称性，乙环形电流在b点产生的磁感应强度与在c点产生的磁感应强度大小相等、方向相同．当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小只有甲环形电流产生，所以Bc＝B1－B，即为Bc＝B1－eq\f(B2,2)，所以B正确．4．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水．假如把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的学问可知，当接通电源后从上向下看()A．液体将顺时针旋转B．液体将逆时针旋转C．若仅调换N、S极位置，液体旋转方向不变D．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变【答案】B【解析】依据电势的凹凸可知电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误，B正确；仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正、负极位置，安培力方向确定变更，故C、D均错误．5．将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其旁边放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A．圆环顺时针转动，靠近磁铁 B．圆环顺时针转动，远离磁铁C．圆环逆时针转动，靠近磁铁 D．圆环逆时针转动，远离磁铁【答案】C【解析】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，依据同极相斥、异极相吸，C正确．6．我国某地的地磁场的磁感应强度的水平重量是3.0×10－5T，竖直重量是4.0×10－5T，则该地磁感应强度的大小和方向是()A．2.0×10－5T，与水平方向成53°角向下B．2.0×10－5T，与水平方向成53°角向上C．5.0×10－5T，与水平方向成53°角向下D．5.0×10－5T，与水平方向成53°角向上【答案】C【解析】依据平行四边形定则有B＝eq\r(B\o\al(2,x)＋B\o\al(2,y))＝eq\r(3×10－52＋4×10－52)T＝5×10－5T，我国处于北半球，故地磁场方向斜向下，与水平方向夹角为53°，C正确．7．如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点O，中轴线为x轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ．试验测得sinθ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．P的右端为S极B．P的中轴线与地磁场方向平行C．P在x0处产生的磁感应强度大小为B0D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0【答案】C【解析】当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场方向，所以依据题图可知，x趋向无穷大时，sinθ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x方向垂直，所以x的方向为向东．当x特别小时，小磁针的N极沿x方向，向东．则图可知，起先时N背离O点，所以O点处的磁极是N极，A错误；P的中轴线与地磁场方向垂直，B错误；由图乙可知，x0处sinθ＝eq\f(\r(2),2)，则θ＝45°，设P在x0处产生的磁感应强度大小为B，则tan45°＝eq\f(B0,B)，得B＝B0，所以C正确；x0处的合磁场的磁感应强度大小为B＝eq\f(B0,sin45°)＝eq\r(2)B0，D错误．8．如图所示，有一个垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm．现于纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm,1匝；B线圈半径为2cm,1匝；C线圈半径为0.5cm,1匝．问：(1)在B减为0.4T的过程中，A和B中磁通量各变更多少？(2)当磁场方向转过30°角的过程中，C中的磁通量变更多少？【答案】(1)1.256×10－4Wb1.256×10－4Wb(2)－8.4×10－6Wb【解析】(1)设圆形磁场区域的半径为R对线圈A：Φ1＝B1πR2，Φ2＝B2πR2ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb对线圈B：ΔΦ′＝|Φ4－Φ3|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb．(2)对线圈C，设C线圈的半径为r，有Φ5＝B1πr2，Φ6＝B1πr2cosθ磁通量的变更量ΔΦ″＝|Φ6－Φ5|＝B1πr2(cos30°－1)≈－8.4×10－6Wb．9．可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为0.6μm，则它的频率是多少？已知光从真空中进入水中频率不变，但波长变短，若这种可见光进入水的波长变为0.5μm，那么此光在水中的传播速度将变为多少？这种光子的能量是多少？【答案】5×1014Hz2.5×108m/s3.315×10【解析】依据波长、波速和频率的关系可知c＝λf，所以f＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3.0×108,0.6×10－