第六章 电磁现象与电磁波 单元测试（Word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
第六章
电磁现象与电磁波
单元测试（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．小明同学用如图所示的装置研究通电平行导线间的相互作用；两平行直导线和竖直放置，通以方向相反、大小相等的电流，A、B，C三点位于同一条水平直线上，两导线分別为AB、BC连线的中垂线.现在该空间施加一垂直纸面（竖直面）方向的匀强磁场，发现A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，则下列分析正确的是（　　）
A．施加的匀强磁场方向垂直纸面向里
B．B点的磁感应强度方向一定垂直纸面向外
C．C点的磁感应强度可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里
D．导线受到的安培力向左，导线可受到的安培力向右
2．在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献，关于科学家的贡献和研究方法，下列说法正确的是（　　）
A．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究
B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值
C．奥斯特发现了电流的磁效应，并发现了电磁感应现象
D．“点电荷”“总电阻”“电场强度”概念的提出应用了等效替代的方法
3．黑体辐射的强度与波长的关系如图所示，由图可知下列说法错误的是（　　）
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动
C．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波
D．不同温度下，黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波
4．下列家用电器中，利用电磁感应原理进行工作的是（　　）
A．电吹风
B．电冰箱
C．电饭煲
D．电话机
5．两根长直漆包线交叉放置并分别通以如图所示的电流I，则两电流的磁场在导线平面内方向一致的是（　　）
A．区域1、2
B．区域1、3
C．区域2、4
D．区域3、4
6．已知通有恒定电流I的无限长直导线产生的磁场，磁感应强度与该点到导线的距离成反比如图，有三根无限长、通有大小一样电流的直导线a、b、c等间距放置，其中b中电流与a、c相反，此时与距离都相等的P点（未画出）磁感应强度为B，现取走导线a，则P点的磁感应强度为（　　）
A．B
B．
C．
D．
7．如图所示，两根垂直纸面放置的直导线，通有大小、方向都相同的电流I、O为两导线连线的中点，M、N在两导线连线上，且关于O点对称，下列说法正确的是（　　）
A．M点的磁场方向垂直连线向上
B．N点的磁场方向垂直连线向上
C．M、N两点的磁感应强度相同
D．M、O、N中O点的磁感应强度最大
8．下列叙述正确的是（
）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
9．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即（式中k为常数）。如图所示，两根相距L的无限长直导线MN通有大小相等、方向相反的电流，a点在两根导线连线的中点，b点在a点正上方且距两根直导线的距离均为L，下列说法正确的是（　　）
A．a点和b点的磁感应强度方向相同
B．a点和b点的磁感应强度方向相反
C．a点和b点的磁感应强度大小之比为
D．a点和b点的磁感应强度大小之比为
10．动能回收系统能够提高电动车的续航能力，在电动车刹车瞬间，电源与电动车的电动机断开，同时启动动能回收系统，车轮带动电机转动向蓄电池充电，实现动能的回收，下列说法中正确的是（　　）
A．动能回收技术应用了磁场对电流的驱动原理
B．动能回收技术应用了电磁感应的原理
C．随着技术的进步，动能回收的效率可以达到100%
D．如果关闭此系统，刹车时汽车的动能将转化为内能并被耗散掉
11．中国代科学家沈括在《梦溪笔读》中最早记载了地磁偏角：“以磁石器针，则能指南，然常微偏东，不全南也。”研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
B．我国北京地区的地磁场方向为北偏下
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，且平行于地球自转方向
D．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
12．为了研究磁通量变化时感应电流的方向，先通过右图确定电流通过检流计时指针的偏转方向。实验过程中，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和检流计构成的闭合回路中就会产生感应电流。下列各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈运动的方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中下列正确的是（　　）
.A．B．C．D．
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．如图甲所示是一种电磁起重机。为了安全，它是用永磁铁制成的，它能将杂碎铁块吸住而不掉下来。在它的两臂上绕有线圈，并与电源、按钮开关S构成回路。当需要释放铁块时只要按下S，产生一个与原磁场相反的磁场而抵消原磁场，铁块便能脱落。请你在图乙中按此要求连接电路。
14．如图所示，若小磁针静止时的北极指向右，当滑动变阻器滑片向B端移动时，通电螺线管的磁性减弱，在不改变原有导线情况下，请用笔画线代替导线将图示的实物图补充完整。
15．在某匀强磁场中，长的通电直导线垂直该磁场方向放置，当通过导线的电流时，它受到的磁场力大小。
（1）求该处的磁感应强度大小；
（2）若通电直导线的长度不变，通过导线的电流增大为，垂直放在该磁场的另一处，求此时该处的磁感应强度大小。
16．如图，边长为l的n匝正方形线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量是多少？
参考答案
1．A
【详解】
因为A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，所以所加磁场方向垂直纸面向里，所加磁场的磁感应强度大于导线在A点产生的磁场的磁感应强度，所以导线产生的磁场在处的磁感应强度小于外加磁场的磁感应强度，则导线受到的安培力向右，B点的合磁场方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，C点与A点的磁感应强度相同，方向都垂直纸面向里，选项A正确BCD错误.
故选A。
2．A
【详解】
A．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，故A正确；
B．库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故B错误；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故C错误；
D．“点电荷”是理想模型法，“电场强度”是比值定义法，“总电阻”的提出应用了等效替代的方法，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
A．由题图可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，故A正确，不符合题意；
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B正确，不符合题意；
CD．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
A．电吹风主要部件是电动机，电动机是根据通电导线在磁场中受力而工作的，没有利用电磁感应现象，故A错误；
B．电冰箱主要靠压缩机进行工作的，压缩机实际上是一个电动机，电动机是根据通电导线在磁场中受力而工作的，没有利用电磁感应现象，故B错误；
C．电饭煲是利用电流的热效应工作的，故C错误；
D．电话机利用了电磁感应原理，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
根据右手螺旋定则可知，水平导线在1、2区域磁场向外，3、4区域磁场向内；竖直导线在1、4区域磁场向外，2、3区域磁场向内，因此在区域1、3，两电流的磁场在导线平面内方向一致。
故选B。
6．C
【详解】
设P到a、b距离分别为x，则到c的距离为3x，a在P点产生的场强向内，设为，则c在P点产生的场强向外，大小为，因此
得
撤去a导线后，P点的磁感应强度为b、c两导线在P点产生场强的叠加
故C正确。
故选C。
7．B
【详解】
A．左边电流在M点的磁感应强度方向向下，并且大于右电流在M点的磁感应强度，所以它们的合磁感应强度方向向下，则A错误；
B．右边电流在N点的磁感应强度方向向上，并且大于左电流在N点的磁感应强度，所以它们的合磁感应强度方向向上，则B正确；
C．M、N两点的磁感应强度方向不同，所以C错误；
D．M、O、N中O点的磁感应强度为0，所以D错误；
故选B。
8．AD
【详解】
A．根据热辐射定义知一切物体都在辐射电磁波，A正确；
BCD．根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，BC错误、D正确。
故选AD。
9．AD
【详解】
设通电导线在距离L处产的磁感应强度大小为，两导线MN在b点产生的磁感应强度方向成120°角，磁感应强度的矢量合为，方向垂直MN向下；两导线MN在a点产生的磁感应强度大小均为，磁感应强度的矢量合为，方向垂直MN向下；所以a点和b点的磁感应强度方向相同，大小之比为，故AD正确，BC错误。
故选AD。
10．BD
【详解】
AB．动能回收技术应用了电磁感应的原理，把机械能转化为电能，A错误，B正确；
C．由于克服摩擦力做功、焦耳热产生，动能回收的效率不可以达到100%，C错误；
D．如果关闭此系统，刹车时汽车的动能将转化为内能并被耗散掉，D正确。
故选BD。
11．BD
【详解】
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A正确；
B．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，北京位于北半球，故地磁场方向为北偏下，故B正确；
C．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；
D．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故D正确。
12．CD
【解析】
【详解】
A．由右上实验可知，电流向下通过检流计时，检流计指针向左偏转。A图中磁铁N极向下插入线圈，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，根据楞次定律可知，回路中产生逆时针方向的电流，通过检流计的电流方向向下，其指针向左偏转，故A错误；
B．B图中磁铁S极向上抜出线圈，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量减小，根据楞次定律可知，回路中产生顺时针方向的电流，通过检流计的电流方向向上，其指针向右偏转，故B错误；
C．C图中磁铁S极向下插入线圈，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量增加，根据楞次定律可知，回路中产生逆时针方向的电流，通过检流计的电流方向向下，其指针向左偏转，故C正确；
D．D图中磁铁N极向上抜出线圈，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量减小，根据楞次定律可知，回路中产生顺时针方向的电流，通过检流计的电流方向向上，其指针向右偏转，故D正确；
故选CD。
【点睛】
运用楞次定律时，关键明确两个条件：一是原磁场的方向，二是磁通量的变化情况。
13．见解析图
【详解】
由题可知，电磁起重机用永久磁铁制成的，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，所以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，接线如图所示。
14．如图所示
【详解】
若小磁针静止时的北极指向右，则螺旋管右端为S极，根据右手螺旋法则可知螺线管左端应该接电源负极，电路如图；
15．（1）；（2）
【详解】
解：（1）由磁感应强度的定义有
解得
.
（2）磁感应强度由磁场本身决定，与通电直导线的长度以及导线中通过的电流无关，有
16．
【详解】
穿过线框的磁通量