【单元练】人教版高中物理必修3第十三章【电磁感应与电磁波初步】经典练习题(含答案解析).pdf

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1、一、选择题一、选择题1用国际单位制基本单位的符号来表示各物理量的单位，下列说法正确的是（）A功的单位是kgm2/sC电压的单位是kgm2C1s2B磁通量的单位是NmA1D磁感应强度的单位是kgA1s2D解析：DA根据W Fs mas功的单位是kgm2/sm=kgm3/s所以 A 错误；B根据=BS FSILmaSIL磁通量的单位是kgm/s2m2=kgm2Ams2A1所以 B 错误；C根据U Ed maItd电压的单位是kgm/s2sm=kgm2A1s3A所以 C 错误；D根据B FILmaIL磁感应强度的单位是kgm/s2m=kgA1s2A所以 D 正确；故选 D。2如图所示，一个正电子沿着

2、逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动（）A不产生磁场B产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D只在圆周内侧产生磁场C解析：C正电子沿着逆时针方向作匀速圆周运动，因此电流为逆时针方向，根据安培定则可知圆内部磁场方向向外，外部磁场方向向内。故选 C。3下列说法不符合物理学史的是（）A法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“场”的概念B库仑发现了库仑定律，并用扭秤测出了静电力常量的数值C通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，安培受此启发，提出了分子电流假说D奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系B解析：BA法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“场”

3、的概念，故 A 正确，不符合题意；B库仑发现了点电荷的相互作用规律库仑定律；静电力常量是通过麦克斯韦的相关理论计算出来的，故 B 错误，符合题意；C通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，安培受此启发，提出了分子电流假说，故C正确，不符合题意；D奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故D 正确，不符合题意。故选 B。4如图所示，a、b、c 三个环水平套在条形磁铁外面，其中a 和 b 两环大小相同，c 环最大，a 环位于 N 极处，b 和 c 两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是()Ac 环最大，a 与 b 环相同B三个环相同Cb 环比 c 环大Da 环一定比 c 环大

4、C解析：C所有磁感线都从条形磁铁内部通过，且与外部磁感线方向相反，所以外部磁感线越多，磁通量越小，C 正确 ABD 错误。故选：C。5下列说法中，正确的是（）A变化的磁场一定产生变化的电场BLC 振荡回路电容 C 增加时，振荡频率增加C机械波既能在空气中传播，也能在液体和固体中传播D在一个周期内，介质中的振动质点通过的路程为一个波长C解析：CA均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A 错误；B根据T 误；C机械波既能在空气中传播，也能在液体和固体中传播，故C 正确；D在一个周期内，介质中的振动质点通过的路程为4A，机械波传播一个波长，故D 错误。故选 C。61831 年 8 月 29 日，法拉第经历

5、近十年的研究终于在一次实验中发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中也出现了电流。之后他设计出几十个关于电磁感应现象的实验，并把它们总结成五类情况，请结合你学习电磁感应知识判断以下哪个选项不属于这五类现象（）1 2LC可知，LC 振荡回路中电容 C 增加时，振荡频率f 减小，故 B 错fA恒定的电流C运动的磁铁解析：AB变化的磁场D在磁场中运动的导体A因为电磁感应现象是一个瞬间现象，只有在磁通量改变的时候才会出现，因此恒定的电流产生恒定的磁场，无法发生电磁感应现象，因此A 符合题意，BCD

6、不符合题意，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。7图中 a、b、c 为三根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正三角形的三个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。可以判断出a、b 两长直导线在 c 导线处产生的磁感应强度方向是（）A向上B向下C向左D向右B解析：B由安培定则可知，a 导线在 c 处产生的磁场 B1方向为：垂直 ac 斜向下，b 导线在 c 处产生的磁场 B2方向为：垂直 bc 斜向下，磁感应强度大小相等，由几何关系可知，B1与 B2成60夹角，由平行四边形定则可知，B1与 B2的合磁场向下，B 正确，ACD 错误。故选 B。8关于磁感应强度，下列说法中正确的是（）A由

7、 B=F可知，B 与 F 成正比，与 IL 成反比ILB地球表面的磁感应强度B 的方向与地面相平行，由地理北方指向地理南方C通电直导线周围存在磁场，与直导线距离相等的两点的磁感应强度B 一定相同D磁感应强度的方向就是放在该处的小磁针N 极的受力方向D解析：DA磁场中某点的磁感应强度，只与磁场本身决定，与通电导线所受的安培力F 以及 IL 的乘积无关，选项 A 错误；B地球表面任意位置的地磁场方向沿磁感线的切线方向，故各点的磁场方向并不是都与地面平行，地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，两者并不完全重合，故 B 错误；C通电直导线周围存在磁场，与直导线距离相等的两点的磁感应强

8、度B 大小相同，但是方向相反，选项 C 错误；D磁感应强度的方向就是放在该处的小磁针N 极的受力方向，选项D 正确。9转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其手指上的某一点 O 做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（）A笔杆上的点离 O 点越近的，做圆周运动的向心加速度越大B笔杆上的各点做圆周运动的力是由向心力提供的C笔尖上的小钢珠在快速的转动随笔一起做离心运动D若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，金属笔杆两端可能会形成电势差D解析：D【解析】A由向心

9、加速度公式 an=2R，笔杆上的点离 O 点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，故 A 错误；B杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的，故B 错误；C当转速过大时，当提供的向心力小于需要向心力，出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走，故 C 错误；D当金属笔杆转动时，切割地磁场，从而产生感应电动势，金属笔杆两端可能会形成电势差，故 D 正确；10有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内部，如图所示其中哪一个小磁针的指向是正确的Aa解析：D由图知，电流从右侧流入螺线管，据安培定则可得，螺线管左侧为N 极，右侧为 S 极；螺线管外部的磁感线由 N 极指向 S 极，螺线管

10、内部的磁感线由S 极指向 N 极因此小磁针a、c、d 处磁场水平向左，小磁针a、c 指向不对，小磁针 d 指向正确；小磁针 b 处磁场水平向右，小磁针 b 指向不对故 D 项正确，ABC 三项错误BbCcDd D二、填空题二、填空题11一根长为 20 cm 的导体棒垂直磁场方向放在匀强磁场中。当导体棒中通有0.05 A 的电流时，导体棒受到的磁场力大小为4103N，则导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为_。4T解析：4T根据F BIL可得导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为B F 0.4TIL12如图探究电磁感应现象应选用图中_（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与

11、_的方向和_的方向有关。乙磁场 ab 棒移动解析：乙磁场ab 棒移动1 探究电磁感应现象应选用图乙装置进行实验；23在探究电磁感应现象实验中感应电流的方向与磁场方向和导体ab 棒运动的方向有关。13利用图（a）所示的装置可以定性研究产生感应电流的条件及其规律。线圈A、B 套在绝缘的闭合环形铁芯 C 上，线圈 B 与电流传感器连接。先将电键S 闭合，再断开，电流传感器中的电流随时间变化如图（b）所示，则电流传感器的正接线柱应在_端（选填“a”或“b”）。依据 t1t2过程中的电流变化情况，可以得出结论：_。a 磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同解析

12、：a磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同1当电键 S 闭合的瞬间，根据楞次定律可知，线圈B 中的电流 aBb，而由图（b）可知此电流为负向电流，可知电流传感器的正接线柱应在a 端。2依据 t1t2过程中的电流变化情况，可以得出结论：磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。14如图，右手握住通电直导线，让伸直的拇指方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是_的环绕方向。磁感线解析：磁感线根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方

13、向就是磁感线的环绕方向。15绿光、红光、紫光三种可见光波长从小到大是 _紫光绿光红光解析：紫光、绿光、红光可见光波长从大到小的顺序为红橙黄绿蓝靛紫16如图所示，为一种电磁起重机，为了安全，它用永久磁铁制成的，它能将杂碎铁块吸住而不掉下来需要释放铁块时，只要接通电键S 铁块便能脱落若蹄形磁铁的左端为N极，则根据磁铁两臂上所绕的线圈，可断定A 端为电源的_极（填“+”或“”），当接通电键后，通过线圈的电流产生与永磁铁_的磁场（填“相同”或“相反”）+相反【分析】根据题意可知若接通电键 S 铁块便能脱落说明电磁铁的磁性与永磁体的极性相反然后由安培定则即可判断出线圈中电流的方向最后再判定电源的极性解析

14、：+相反【分析】根据题意可知，若接通电键S 铁块便能脱落，说明电磁铁的磁性与永磁体的极性相反，然后由安培定则即可判断出线圈中电流的方向，最后再判定电源的极性由题可知，电磁铁的磁性与永磁体的极性相反，右侧部分向下为N 极由安培定则可知，右侧的线圈外侧的电流的方向向左，电流的方向由B 流向 A，结合电流的方向在电源内部由负极流向正极可知，A 端为电源的正极故答案为+、相反【点睛】该题结合电磁铁在生产生活中的应用考查安培定则，牢记该定则的内容即可正确解答基础题目17有一面积为 S 的线圈，放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量为_；要增大磁通量，可增大_或_；

15、在国际单位制中，磁通量的单位是_。BS 磁感应强度 B 线圈在垂直磁场方向的投影面积 S韦伯 Wb解析：BS磁感应强度 B线圈在垂直磁场方向的投影面积S韦伯 Wb1当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量为BS；23根据=BS可知，要增大磁通量，可增大磁感应强度B 或线圈在垂直磁场方向的投影面积 S；4在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯Wb。18一矩形线圈面积S 102m2,它和匀强磁场方向之间的夹角1 90，穿过线圈的磁通量110 Wb，则磁场的磁感强度B 为_；若线圈以一条边为轴转过180，则穿过线圈的磁通量的变化大小为_。解析：105T2103Wb1磁场的磁感强度31103WbB 1

16、05T-22S10 m2若线圈以一条边为轴转过180，则穿过线圈的磁通量的变化大小为 ()2 2103Wb19如图所示，当给圆环中通电时，与其共面且在正下方的小磁针S 极转向读者，则圆环中的电流方向是_(填“顺时针”或“逆时针”)，圆环中小磁针的_极转向读者逆时针 N【解析】当给圆环中通电时与其共面且在正下方的小磁针 S 极转向读者说明在圆环下面的磁场方向向里由右手定则可知圆环中的电流方向是逆时针圆环中小磁针的 N 极转向读者解析：逆时针 N【解析】当给圆环中通电时，与其共面且在正下方的小磁针S 极转向读者，说明在圆环下面的磁场方向向里，由右手定则可知，圆环中的电流方向是逆时针，圆环中小磁针的

17、N 极转向读者20一根长为 0.2m 的直导线，通有 1.0A 的电流，把它放在磁感应强度为0.4T 的匀强磁场中，并与磁场方向垂直，则导线受到的安培力为_N若将导线中的电流强度减小为0.5A，则该磁场的磁感应强度为_T，此时导线受到的安培力为_N0804004解析：08 0.4 0.04解：导线受到的安培力为：F=BIL=0.40.21N=0.08N磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，与电流大小无关，电流强度减小为0.5A，则该磁场的磁感应强度仍为 0.4T，此时安培力为：F=BIL=0.40.20.5=0.04N故答案为 0.08，0.4，0.04【点评】解决本题的关键掌握安培力的公式F=B

18、IL，知道磁场的磁感应强度只与磁场本身有关三、解答题三、解答题21在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。图中的图像表现的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。A、B各代表一组F、I的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是哪一幅或哪几幅？说明道理。解析：乙丙正确在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为F=BIL由于磁场强度 B 和导线长度 L 不变，因此 F 与 I 的关系图象为过原点的直线，故甲丁错误，乙丙正确。22通电螺线管内部与管口外相比，哪里的磁场比较强？你是根据什么判断的？解析：内部的磁场比较强通电螺线管内部

19、与管口外相比，内部的磁场比较强，因内部磁感线较管口密集。23匀强磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5A，导线长 1cm，它受到的磁场力为 5.010-2N。(1)求这个位置的磁感应强度；(2)把通电导线中的电流增大到5A 时，这一位置的磁感应强度会发生变化吗？解析：(1)2T；(2)不会(1)这个位置的磁感应强度为F5.0102B T 2.0TIL2.51102(2)把通电导线中的电流增大到5A 时，这一位置的磁感应强度不会发生变化，因为该点的磁感应强度与放入磁场的通电导线无关。24图是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里。如果AB=BC=CD，则

20、A点的磁感应强度的方向怎样？解析：水平向右根据安培定则，B、C、D 三根导线在 A 点的磁感应强度方向分别为竖直向下、水平向右、竖直向上，因为 AB=BC=CD，所以三根导线在 A 点的磁感应强度大小相等，则A点的合磁感应强度的方向水平向右。25图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是否产生感应电流？(1)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动（图甲）；(2)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动（图乙）；(3)线框绕轴线转动（图丙）。解析：(1)不产生感应电流；(2)不产生感应电流；(3)产生感应电流(1)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在

21、磁场中上下运动,线框的磁通量不变，不产生感应电流；(2)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动，线框的磁通量不变，不产生感应电流；(3)线框绕轴线转动，线框的磁通量变化，产生感应电流；26如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度 v 向右做匀速运动。t=0 时，磁感应强度为B0，此时 MN 到达的位置使 MDEN构成一个边长为 L 的正方形。(1)求 t=0 时穿过 MDEN 回路的磁通量；(2)为使 MN 棒中不产生感应电流，从t=0 开始，磁感应强度B 应怎样随时间 t 变化？请推导出这种情况下 B 与 t 的关系式。解析：(1

22、)B0L；(2)(1)磁通量2B0LL vt B0L2(2)回路的磁通量不变，则有B0L2 BL（L vt）解之得B B0LLvt27闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，闭合电路中就有感应电流产生，其本质是什么？解析：其本质就是：闭合电路中的磁通量发生变化。当闭合电路中，部分导体做切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量在变化。而若整个线框在匀强磁场中切割磁感线平移时，并没有发生磁通量的变化，所以不能产生感应电流。28把一长 20cm 的直导线放入永磁体产生的匀强磁场中，使导线和磁场方向垂直，导线中的电流是 2.0A，受到的安培力大小是3.610-2N。求：(1)永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度多大？(2)将导线从磁场中取走后，永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度为多大？解析：(1)910-2T；(2)910-2T(1)根据磁感应强度定义式得F3.6102B T 9102TIL20.2(2)将导线从磁场中取走后，永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度仍为910-2T