专题05 电磁场与电磁波 能量转化【考题猜想】（18题9大类型）（解析版）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（鲁科版2019必修第三册）

专题05电磁场与电磁波能量转化TOC\o"1-1"\h\u【题型1磁感线】 1【题型2安培定则的应用】 2【题型3磁感应强度定义】 3【题型4磁感应强度叠加】 4【题型5磁通量】 5【题型6电磁感应现象】 6【题型7电磁波】 7【题型8能量量子化】 8【题型9能量守恒定律及转化】 9【题型1磁感线】1．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【答案】A【详解】ABD．磁感线疏的地方磁场弱，密的地方磁场强，故由题图可知A处的磁场比B处的强，故A正确，BD错误；C．磁场的方向为磁感线的切线方向，A、C所在处的磁场方向相同，B点的磁场方向未知，故C错误。故选A。2．关于磁感线和电场线，下述说法正确的是（

）A．磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合曲线B．磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D．通过磁感线和电场线仅能获得关于磁场和电场方向的信息【答案】A【详解】AC．磁感线是闭合曲线，磁感线从磁体的外部N极出发回到S极，内部从S极到N极；而电场线是从正电荷到负电荷，所以不是闭合曲线，故A正确，C错误；B．电场线与磁感线可以是直线，也可以是曲线，故B错误；D.磁感线和电场线都能描述方向，但也能根据疏密大致判断磁场和电场的强弱，故D错误；故选A。【题型2安培定则的应用】3．如图所示，通电直导线的左侧处有一小磁针(图中未画出)，静止时小磁针的极垂直纸面向里。图中D、O、E连线与导线垂直，下列说法正确的是（

）A．直导线中的电流方向是从A流向B．关于直导线与对称的处的磁场与处磁场相同C．将小磁针平移到的左侧处，静止时小磁针的极垂直纸面向外D．直导线中的电流逐渐增大的过程中，小磁针将旋转【答案】A【详解】A．静止时小磁针的极垂直纸面向里，即磁场方向向里，如图所示根据安培定则可知直导线中的电流方向是从A流向，故正确；B．根据安培定则可知，关于直导线与对称的处的磁场与处磁场方向相反，故B错误；C．D、O两点磁场方向相同，所以将小磁针平移到的左侧处，静止时极依然垂直纸面向里，故C错误；D．直导线中的电流逐渐增大的过程中，磁场方向不变，所以小磁针不会转动，故D错误。故选A。4．用表面涂有绝缘漆的低温超导材料做成的“”字形环，由左右两个相同的圆环交叉组成，通以如图所示方向的恒定电流I。已知左边圆环中的电流在点产生的磁场磁感应强度大小为，在点产生的磁场磁感应强度大小为。则左右圆环共同在点产生的磁场磁感应强度大小为（

）A． B． C． D．【答案】D【详解】根据安培定则可知，左边圆环中的电流在点产生的磁场磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外；根据对称性可知，右边圆环中的电流在点产生的磁场磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外；则左右圆环共同在点产生的磁场磁感应强度大小为故选D。【题型3磁感应强度定义】5．关于电场强度和磁感应强度的描述，下列说法正确的是（）A．真空中点电荷的电场强度，由此可知与成正比，与成反比B．某位置电场强度的方向就是试探电荷在该位置所受静电力的方向C．磁感应强度方向就是小磁针北极所指的方向D．一段通有电流、长为的短导线在磁场中受到安培力大小为，则磁场的磁感应强度大小【答案】A【详解】A．真空中点电荷的电场强度，由此可知与成正比，与成反比，故A正确；B．某位置电场强度的方向与正试探电荷在该位置所受静电力的方向相同，与负试探电荷在该位置所受静电力的方向相反，故B错误；C．磁感应强度方向是可以自由转动的小磁针北极所指的方向，故C错误；D．一段通有电流、长为的短导线在磁场中受到安培力大小为，如果电流方向与磁场方向垂直，则有可得磁场的磁感应强度大小为如果电流方向与磁场方向不垂直，则磁感应强度大小不等于，故D错误。故选A。6．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（

）A．由可知，B与F成正比，与IL成反比B．一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C．磁感应强度的方向就是该处电流受力方向D．磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量【答案】D【详解】A．公式是磁感应强度的定义式，磁感应强度与磁场本身有关，与F、IL无关，故A错误；B．若通电导体电流方向与磁场方向平行，通电导体不受磁场力，故一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场，故B错误；C．电流在磁场中受力方向由左手定则进行判断，其方向与电流方向相互垂直，故C错误；D．根据可知，磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，故D正确。故选D。【题型4磁感应强度叠加】7．如图甲所示，一长直导线沿南北方向水平放置，在导线正下方有一静止的灵敏小磁针。现在导线中通以图甲所示的恒定电流，小磁针的高度可调节，测得小磁针偏离南北方向的角度θ的正切值tanθ与小磁针离开导线的距离之间的关系如图乙所示。若该处地磁场的水平分量为，则下列判断中正确的是（）A．通电后，小磁针的N极向纸面外偏转B．通电后，小磁针静止时N极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场方向C．电流在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为D．x0处合磁场的磁感应强度大小为【答案】D【详解】A．根据安培定则可知，通电后小磁针的N极向纸里偏转，故A错误；B．磁场的磁感应强度是矢量，通电后，小磁针静止时N极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场与地球的磁场的合磁场的方向，故B错误；C．设电流在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为B1，则解得故C错误；D．由矢量的合成可知，x0处合磁场的磁感应强度大小为故D正确。故选D。8．如图所示，三根绝缘长直通电导线中的电流大小相等，a导线放置在x轴上，电流方向沿x轴正方向，b导线平行于x轴放置，且过（0，l，0）点，c导线放置在z轴上，电流方向沿z轴正方向。已知通电长直导线周围任一点的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比，b导线在点P（0，，）（图中未画出）处的磁感应强度大小为B，则P点处的磁感应强度大小为（）A．B B．2B C．B D．B【答案】B【详解】沿x轴正向看电流极磁场方向如图，由题意可知，ab两导线在P点的磁场均为两磁场的合磁场为方向沿y轴负向；沿z轴方向的电流c在P点的磁场为方向沿x轴负向，则合磁场为故选B。【题型5磁通量】9．如图所示，一边长为l的匝正方形导线框abcd，其内部有一边长为的正方形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直导线框向里。则穿过导线框的磁通量为（

）A． B． C． D．【答案】A【详解】穿过导线框的磁通量为故选A。10．如图所示，我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为的正方形导线框由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度，方向如图所示，则下列说法正确的是(，)（

）A．在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为B．在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为C．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是D．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是【答案】C【详解】在水平位置时穿过线框的磁通量为在竖直位置时穿过线框的磁通量为磁通量的变化量的大小为故ABD错误，C正确。故选C。【题型6电磁感应现象】11．1831年，法拉第首次发现了电磁感应现象，他使用的实验装置如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈接电源，N线圈接电流表。关于此实验，下列说法正确的是（）A．保持开关闭合，闭合开关的瞬间，电流计指针有偏转B．保持开关闭合，闭合开关稳定后，电流计指针有偏转C．保持开关闭合，断开开关的瞬间，电流计指针不偏转D．保持开关闭合，闭合开关的瞬间，电流计指针有偏转【答案】A【详解】ABC．保持开关闭合，闭合开关的瞬间，N中有磁通量变化，电流计指针有偏转，稳定后，N中磁通量不变，电流计指针不偏转，断开开关的瞬间，N中有磁通量变化，电流计指针有偏转，故A正确，BC错误；D．保持开关闭合，闭合开关的瞬间，电流计所在电路断开，电流计指针不偏转，故D错误。故选A。12．如图所示，竖直放置的长直导线通以竖直向上的恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面上，现使线框先向右移动，然后以长直导线为轴旋转。则下列说法中正确的是（）A．长直导线左侧区域的磁场垂直纸面向里B．只有在线框水平向右移动过程中，线框内才会产生感应电流C．只有在线框以长直导线为轴旋转时，线框内才会产生感应电流D．在题目叙述的两个过程中，线框内均会产生感应电流【答案】B【详解】A．根据安培定则可知，长直导线左侧区域的磁场垂直纸面向外，故A错误；BCD．通电直导线产生的是以导线为中心的环形磁场，且离通电直导线越远磁场越弱，因此在线框水平向右移动过程中，线框中的磁通量将发生变化，可知线框中将产生感应电流，而以长直导线为轴旋转时，线框中的磁通量不会发生改变，因此不会产生感应电流，故B正确，CD错误。故选B。【题型7电磁波】13．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场B．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场C．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场D．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场【答案】C【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，在变化的电场周围一定存在磁场，在变化的磁场周围一定存在电场，故A错误；B．稳定的电场不会产生磁场，稳定的磁场不会产生稳定的电场，故B错误；C．周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场，故C正确；D．在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场，故D错误。故选C。14．华为mate60系列手机是全球第一款能实现双卫星通信的民用手机。卫星通信是通过电磁波的传输来实现的。下列相关说法正确的是（）A．只有通过电路才能产生电磁波B．电磁波是一种没有质量的物质C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量D．电磁波是可在真空中传播的恒定的电磁场【答案】C【详解】A．一切非均匀变化的电磁场都会产生电磁波，故A错误；B．电磁波是一种物质，没有静止质量，但具有运动质量，故B错误；C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量，故C正确；D．电磁波是由非变化的电场和磁场交替产生形成的电磁场的传播形成的，则电磁场不是恒定的，故D错误。故选C。【题型8能量量子化】15．关于能量量子化，下列说法正确的是（

）A．微观粒子的能量变化是连续的B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍C．电磁波的波长越长，其能量子越大D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点【答案】B【详解】AB．微观粒子的能量变化是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故A错误，B正确；C．根据磁波的波长越长，其能量子越小，故C错误；D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，但它是正确的观点，故D错误。故选B。16．一盏灯发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长6.0×10－7m，在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为（普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s）（）A．2×1015 B．2×1016C．2×1017 D．2×1023【答案】C【详解】在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子的能量为一个光子的能量为，1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为故选C。【题型9能量守恒定律及转化】17．下列说法中正确的是（

）A．所有能量守恒的过程都能自发地发生B．摩擦生热的过程是不可逆过程C．空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性D．能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机【答案】B【详解】A．所有能量守恒的过程都不一定能自发地发生，选项A错误；B．一切和热现象有关的过程都是不可逆的，则摩擦生热的过程是不可逆过程，选项B正确；C．空调机既能致热又能致冷，但是要消耗电能，该现象不能说明热传递不存在方向性，选项C错误；D．能的转化过程符合能量守恒定律，虽然总能量不变，但是可利用的能源越来越少，可能会发生能源危机，选项D错误。故选B。18．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是（）A．能源是有限的，无节制的