第五章 初识电磁场与电磁波 单元达标检测1（word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1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．“歼－20”飞机在我国上空一定高度水平飞行巡航时，其机翼就会切割地磁场的磁感线，从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（　　）
A．低
B．高
C．相等
D．以上情况都有可能
2．下列说法正确的是（　　）
A．手机发射的图像信号不需要调制过程
B．手机接收到的图像信号要经过调谐、解调
C．在电磁波谱中，紫外线的频率比γ射线的频率高
D．振荡电路中电磁振荡的频率与产生的电磁波的频率可能不同
3．下面所列举的物理学家及他们的贡献，其中正确的是（　　）
A．元电荷最早由库仑通过油滴实验测出
B．奥斯特最先发现了电磁感应现象
C．法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场
D．安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
4．如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁D一小段时间，之后弹簧才把衔铁D拉起，能做到延时的主要原因是（　　）
A．线圈A中的电流逐渐减小
B．线圈B中产生了感应电流
C．铁芯中有剩磁起主要作用
D．衔铁D有剩磁起主要作用
5．如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距离。两导线中通有水平向右、大小相同的恒定电流I。则当圆形金属环（　　）
A．向上侧靠近导线时，环中产生顺时针方向的感应电流
B．向下侧靠近导线时，环中产生顺时针方向的感应电流
C．水平向左运动时，环中产生顺时针方向的感应电流
D．水平向右运动时，环中产生顺时针方向的感应电流
6．如图所示，互相绝缘的三根无限长的直导线的一部分、、组成一个等边三角形。三根导线所通过的电流大小相等，方向如图所示。O为三角形的正中心，M、N分别为O点关于、的对称点。已知三根导线中的电流在O点所形成的合磁场的磁感应强度大小为，在M点所形成的合磁场的磁感应强度大小为，则此时在N点的合磁场的磁感应强度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，不计铁芯和铜环A之间的摩擦。则下列情况中铜环A不会运动的是(　　)
A．在线圈中通以恒定的电流
B．通电时，使滑动变阻器的滑片P向右匀速移动
C．通电时，使滑动变阻器的滑片P向左加速移动
D．开关突然断开的瞬间
8．如图所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面，要使软导线回路变为圆形，下列方法可行的是（
）
A．使磁场逐渐增强，方向向外
B．使磁场逐渐减弱，方向向外
C．使磁场逐渐减弱，方向向里
D．使磁场逐渐增强，方向向里
9．如图所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段（　　）
A．经调制后
B．经调谐后
C．经解调后
D．耳机中
10．由磁感应强度的定义式可知，下列说法正确的是(　　)
A．磁感应强度B与磁场力F成正比，方向与F方向相同
B．同一段通电导线垂直于磁场放在不同磁场中，所受的磁场力F与磁感应强度B成正比
C．公式只适用于匀强磁场
D．只要满足L很短，I很小的条件，对任何磁场都适用
11．如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列关于穿过平面的磁通量的情况中，正确的是（　　）
A．如图所示位置时磁通量为零
B．若使框架绕转过60°，磁通量为
C．若从初始位置转过90°角，磁通量为BS
D．若从初始位置转过180°角，磁通量变化为2BS
12．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，圆柱形电极接电源负极，圆环形电极接电源正极。然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水。如果把玻璃皿放在蹄型磁铁的磁场中（如图），液体就会旋转起来。下列说法正确的是（　　）
A．俯视发现液体顺时针旋转，说明蹄型磁铁下端是极，上端是极
B．让蹄型磁铁翻转，使磁场方向水平，液体的旋转效果不变
C．液体旋转后，不可以用欧姆定律计算导电液体的电阻
D．导电液体之所以会旋转，是因为发生了电磁感应现象
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．中央人民广播电台是9套无线广播节目综合名称，九套节目对不同地区的频率不同。比如第一套节目“中国之声”，北京地区调频106.1兆赫。已知真空中的光速c=3×108m/s。则（计算结果保留两位有效数字）
（1）求“中国之声”电台发出的电磁波波长；
（2）如果收音机的接收装置是由LC电路组成，该接收装置里的线圈自感系数L=4mH，此时产生电谐振的电容多大？
14．一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向是怎样的？
15．磁的应用非常广泛，不同的人对磁应用的分类也许有不同的方法。请你对磁的应用分类，并每类举一个例子。
16．一个100匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.02Wb均匀增加到0.08Wb，求：
（1）线圈中磁通量的变化率；
（2）线圈中的感应电动势。
参考答案
1．B
【详解】
我国处于北半球，地磁场具有竖直向下的分量，机翼就会切割向下的磁感线，由右手定则可知，机翼左端的电势比右端的电势高，B正确。
故选B。
2．B
【详解】
AB．发射电磁波应先调制，接收电磁波应先调谐、解调，故A错误，B正确；
C．在电磁波谱中，紫外线的频率比γ射线的频率小。故C错误；
D．振荡电路中电磁振荡的频率与产生的电磁波的频率一定相同，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．元电荷最早由密立根通过油滴实验测出，故A错误；
B．法拉第最先发现了电磁感应现象，故B错误；
C．法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场，故C正确；
D．库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间是由于通过B线圈的磁通量减少，由于互感现象，B中产生互感电流，产生的电流磁场对衔铁仍有吸引，故能够延时，B对,ACD错。
故选B。
5．B
【详解】
A.金属环向上侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为逆时针，故A错误；
B.金属环向下侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为顺时针，故B正确；
CD．直导线之间的磁场时对称的，圆环在中间时，通过圆环的磁通量为零，金属环左右运动的时候，圆环的磁通量不变，不会有感应电流产生，故CD错误；
故选B。
6．A
【详解】
根据右手螺旋定则和对称性可知，ab、ef在O点产生的场强等大反向，相互抵消，O点的场强由cd产生的，场强大小为B1；同样ab、ef在N点产生的场强也是等大反向，因此N点的场强也只有cd产生的，大小也为B1。
故选A。
7．A
【详解】
A．线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，环A不动，A符合题意；
B．通电时，使变阻器的滑片P作向右匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，回路中电流减小，线圈产生的磁场减小，穿过铜环A磁通量减小，产生感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，二者相互吸引，故A向左运动，B不符题意；
C．通电时，使变阻器的滑片P作左加速滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，回路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过铜环A磁通量增大，产生感应电流。感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，二者相互排斥，环A向右运动，C不符题意；
D．将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，二者相互吸引，故A向左运动，D不符题意；
故选A。
8．BC
【详解】
软导线回路变为圆形，线圈平面面积增大，根据楞次定律，线圈面积增大是回路中的感应电流要阻碍线圈平面磁通量的减小，因此说明穿过线圈的磁感应强度在减小，方向可能向外也可能向里。
故选BC。
9．AB
【详解】
为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅。在接收电路中，经过调谐，使电路与所需接收的电磁波产生电谐振，电路中将会出现调幅振荡电流。经解调后，调幅振荡电流将被“切”去一半，得到单向脉动电流，再经过滤波电路，把高频交流成分滤除掉，在耳机中就只有随信号而变化的音频（属于低频）电流。
故选AB。
10．BD
【详解】
A．磁感应强度由磁场本身决定，故A错误；
B．由F=ILB知同一段通电导线垂直于磁场放在不同磁场中，所受的磁场力F与磁感应强度B成正比，故B正确；
CD．公式是定义式，当L很短，I很小时，适用于一切磁场，故C错误，D正确。
故选BD。
11．BD
【分析】
图示时刻，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积。当它绕轴转过θ角时，线圈在磁场垂直方投影面积为，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积。线圈从图示转过90°时，磁通量为0，磁通量的变化量大小等于初末位置磁通量之差。
【详解】
A．线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积。故图示位置的磁通量为
故A错误；
B．使框架绕OO＇转过60°角，则在磁场方向的投影面积为
则磁通量为
故B正确；
C．当线圈从图示转过90°时，线框与磁场平行，故磁通量为0，故C错误；
D．从初始位置转过180°角，磁通量变化为
故D正确。
故选BD。
【点睛】
本题要知道对于匀强磁场中磁通量计算的一般公式，θ是线圈与磁场垂直方向的夹角。夹角变化，磁通量也会变化，注意磁通量要分清穿过线圈的正反面。
12．AC
【详解】
A．液体导电也相当通电导线，则由左手定则可知，俯视发现液体顺时针旋转，说明蹄型磁铁下端是极，上端是极，所以A正确；
B．让蹄型磁铁翻转，使磁场方向水平，液体的受到竖直方向的安培力，所以液体不会旋转，则B正确；
C．液体旋转后，该电路为非纯电阻电路，所以不可以用欧姆定律计算导电液体的电阻，则C正确；
D．导电液体之所以会旋转，是因为受到安培力的作用，所以不是因为发生了电磁感应现象，则D错误；
故选AC。
13．（1）2.83m；（2）5.6×10-16F
【详解】
（1）依题意，有
f=106.1兆赫=1.061×108Hz，λ=
代入数据可得
λ=2.83m
（2）振动电路的周期为
，
带入数据，可得
C=5.6×10-16F
14．逆时针；顺时针
【详解】
由图可知，当线圈第一次通过位置Ⅰ的过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向，顺着磁场方向看是逆时针；
当线圈运动到Ⅱ位置的过程中，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向应是顺时针。
15．见解析
【详解】
(1)利用磁体对铁磁性材料（铁钴镍）的吸引作用，入门吸、带磁性的螺丝刀、手提包磁性扣等；
(2)利用磁体对电流的作用力，如喇叭、耳机、电话、电动机等；
(3)利用磁化现象记录信息，如磁带、此卡和磁盘等。
16．(1)；(2)
【详解】
(1)
线圈中磁通量的变化率
(2)
)线圈中的感应电动势根据法拉第电磁感应定律有