第五章 初识电磁场与电磁波 单元达标检测（解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第五章
初识电磁场与电磁波
单元达标检测（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．电磁波在生活中有很多应用，下列列举的四个应用中的电磁波频率由低到高排序正确的是
（　　）
①紫外线照射钞票，钞票会发出荧光，来识别真伪钞；
②X射线透视人体，检查人体内的病变和骨骼情况；
③人们通过无线电波能方便收听广播和收看电视；
④遥控器发射的红外线脉冲信号可以控制电视机、空调。
A．①②③④
B．④③②①
C．③④①②
D．③④②①
2．如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。下列选项正确的是（　　）
A．无线电波属于电磁波
B．将图像、声音等信号加载到高频电磁波上的过程叫解调
C．信号传输到电视台实现直播的过程中无时间延迟
D．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在，带来了通信技术的快速发展
3．下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．把矩形线圈abcd放在匀强磁场中，使它的平面与磁感线平行。如图，下列哪种情况线圈中有感应电流（　　）
A．线圈以ab边为轴转动
B．线圈垂直于磁感线方向移动
C．线圈沿磁感线方向移动
D．线圈只要放入就有电流
5．关于物理学史，以下说法不正确的是（　　）
A．牛顿最早通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因
B．法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场
C．卢瑟福基于α粒子散射实验提出了原子核式结构模型
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
6．如图所示，将一线圈放在垂直纸面向里的匀强磁场B中，当整个线圈在磁场区域内按如下方式运动时，有感应电流产生的是（　　）
A．线圈以ab边为轴转动
B．线圈垂直于纸面向里运动
C．线圈平行于纸面向右运动
D．线圈平行于纸面向上运动
7．如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导体棒在导轨上沿水平方向在磁场中滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B，则（　　）
A．若导体棒向左匀速运动时，B被A排斥
B．若导体棒向左加速运动时，B被A排斥
C．若导体棒向右加速运动时，B被A吸引
D．若导体棒向右匀速运动时，B被A吸引
8．关于电磁场理论的叙述正确的是(
)
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C．电场和磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D．电荷的周围一定有电场，也一定有磁场
9．一通电长直导线和矩形导线框放置于粗糙水平桌面上，当直导线通以如图所示电流时，下面说法正确的是（　　）
A．当直导线电流增大时，线框中感应电流方向为
B．保持直导线电流不变，以边为轴转动过程中线框中电流方向为
C．保持直导线电流不变，线框平行直导线在水平面内向上移动，线框中无感应电流
D．当直导线电流增大时，直导线受到向右的摩擦力
10．为了形象地描述磁场，人们引入了磁感线，关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（
）
A．磁极与磁极之间，磁极与电流之间、电流与电流之间都可以通过磁场发生相互作用
B．任意两条磁感线都不可能相交，但可能相切
C．磁感线与电场线不同，磁感线一定是闭合曲线，而电场线不一定闭合
D．磁场和磁感线都不是真实存在的，都可以通过用细铁屑来模拟
11．关于单位，下列选项正确的是（　　）
A．“电子伏特（eV）”是电势的单位
B．“毫安时（mA·h）”是电量的单位
C．“牛顿（N）”不是国际单位制中的单位
D．“磁通量（）”的单位，用国际单位制中的基本单位表示为T·m2
12．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（　　）
A．t1时刻，FN>G
B．t2时刻，FN>G
C．t3时刻，FND．t4时刻，FN＝G
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．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3.6×10-2
N
。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？
14．雷达可以用来测量飞机与雷达站的距离，雷达发射出电磁波后，若经过1.8s收到敌机反射后的回波，求敌机距雷达站的距离为多少？
15．如图，水平放置的光滑平行金属导轨右端与电阻R连接，金属棒ab垂直置于导轨上，导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场。棒获得初速度v后开始向右运动。
(1)指出ab棒中感应电流的方向；
(2)ab棒运动过程中，速度如何变化。
16．在LC振荡电路中，如果C＝100
pF，要发出波长为30
m的无线电波，应用多大电感的电感线圈？
参考答案
1．C
【详解】
电磁波按频率由低到高排列有，无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．A
【详解】
A．无线电波和激光都是电磁波，故A正确；
B．将图像、声音等信号加载到高频电磁波上的过程叫调制，故B错误；
C．信号传输是由经通信卫星传到电视台实现直播的，信号都有一定的传输速度，所以传输中会有时间延迟，故C错误；
D．麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹由电火花实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
产生感应电流的条件为：穿过线圈的磁通量发生变化且线圈为闭合
A．由于线圈不闭合，则不会产生感应电流，故A错误；
B．线圈在匀强磁场中运动，穿过线圈的磁通量不变，则不会产生感应电流，故B错误；
C．通过线圈的磁通量始终为0即不变，则不会产生感应电流，故C错误；
D．穿过回路的磁通量增大，且回路为闭合电路，则回路中会产生感应电流，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A．当穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，线圈中就产生感应电流，根据这个条件进行分析；以ab边为轴做匀速转动时回路的有效面积发生变化，线圈的磁通量发生变化，可以产生感应电流。故A正确；
B．垂直于纸面运动，回路的有效面积未发生变化，线圈的磁通量没有发生变化，没有感应电流产生。故B错误；
C．线圈沿磁感线方向移动，回路的有效面积未发生变化，线圈的磁通量没有发生变化，没有感应电流产生。故C错误；
D．线圈放入磁场，只要线圈的磁通量没有发生变化，就不会有感应电流，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
A．伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，
A错误；
B．根据物理学史可知，法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场，B正确；
C．根据物理学史可知，在1909年，物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验后，根据实验结果提出了原子核式结构模型，C正确；
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，D正确。
本题选不正确的，故选A。
6．A
【详解】
A．当线圈绕ab边转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故A正确；
BCD．由于磁场是匀强磁场，把线圈向右拉动，或向上拉动，或垂直纸面向里运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，故BCD错误。
故选A。
7．B
【详解】
AD．导体棒向左或向右匀速运动时，切割磁感线产生的感应电动势恒定，感应电流不变。电磁铁A的磁性不变，所以金属环B的磁通量不变，因此A和B间无相互作用力，AD错误；
BC．导体棒向左加速或向右加速时，导体棒切割磁感线产生的电动势越来越大，电流越来越大，电磁铁A的磁性越来越强，金属环B的磁通量变大，根据楞次定律，A和B间有排斥力。C错误，B正确。
故选B。
8．AB
【详解】
A．变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合电路时，电路中有电流；若无闭合电路电场仍然存在，A正确；
B．变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场；周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，B正确；
C．电场和磁场相互关联，形成一个统一的电磁场，但是电场和磁场不是一个场，C错误；
D．变化的电场产生磁场，电荷周围一定存在电场，但是如果电场不会发生变化，就不会有磁场，D错误。
故选AB。
9．CD
【详解】
A．当直导线电流增大时，线框中磁通量垂直纸面向里的增加，根据楞次定律，可知线框中感应电流方向为ADCBA。故A错误；
B．保持直导线电流不变，以边为轴转动过程中线框中磁通量垂直纸面向里的减小，根据楞次定律，可知线框中感应电流方向为ABCDA。故B错误；
C．保持直导线电流不变，线框平行直导线在水平面内向上移动，线框磁通量不变，故无感应电流。故C正确；
D．当直导线电流增大时，根据楞次定律，可知直导线有向左运动的趋势，故直导线受到向右的摩擦力。故D正确。
故选CD。
10．AC
【详解】
A．磁场是一种特殊物质，磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都可以通过磁场发生相互作用，选项A正确；
B．任意两条磁感线都不可能相交，也不可能相切，选项B错误；
C．磁感线与电场线不同，磁感线一定是闭合曲线，而电场线不一定闭合，选项C正确；
D．磁场是真实存在的，磁感线是为了形象描述磁场而假想的线，不是真实存在的，选项D错误。
故选AC。
11．BCD
【详解】
A．结合
可知“电子伏特（eV）”表示的是能量的单位，A错误；
B．根据
可知，“毫安时（mA·h）”表示的是电量的单位，B正确；
C．“牛顿（N）”
是导出单位，不是国际单位制中的单位，C正确；
D．根据
“磁通量（）”的单位，用国际单位制中的基本单位表示为T·m2，D正确。
故选BCD。
12．AD
【详解】
A．t1时刻线圈Q中电流在增大，电流的磁场增强，穿过线圈P的磁通量增加，P有远离Q的趋势，受到Q的排斥作用，设这个力大小为F，则有FN＝F＋G，即FN>G，故A正确；
B．t2时刻Q中电流恒定，线圈P中磁通量不变，不产生感应电流，P只受重力G与桌面支持力FN作用而平衡，有FN＝G，故B错误；
D．同理在t4时刻Q中电流恒定，有FN＝G，故D正确；
C．t3时刻Q中电流变化，P中磁通量变化，产生感应电流，但Q中I＝0，对P无磁场力作用，仍是FN＝G，故C错误。
故选AD。
13．(1)9×10-2T；(2)9×10-2
T
【详解】
(1)根据磁感应强度定义式得
(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9×10-2
T
14．
【详解】
磁波从雷达发出经过
传到敌机，则敌机到雷达站的距离为
15．(1)由b指间a；(2)变小
【详解】
(1)根据右手定则，伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使大拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，所以电流的方向从b到a
(2)根据左手定则，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向，所以导体棒所受安培力水平向左，导体棒减速运动，速度变小
16．2.5
μH
【解析】
【详解】
由公式T＝2π
和v＝
，
得
L＝
式中v＝3.0×108m/s，C＝100×10－12F，
L＝H＝2.5
μH