第五章 初识电磁场与电磁波 单元过关测试1（word版含解析）

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
单元过关测试1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．如图所示、两条绝缘导体棒相互垂直固定，电流按图示方向通入两导体棒。a、b、c、d四点到两导体棒距离都为L，磁感应强度分别为Ba、Bb、Bc、Bd。以下说法正确的是（　　）
A．Ba与Bb相同
B．Ba与Bc相同
C．Bb与Bc相同
D．Bb与Bd相同
2．放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按图乙所示的规律变化。螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环未画出，圆环轴线与螺线管轴线重合。下列说法正确的是（　　）
A．时刻，圆环有扩张的趋势
B．时刻，圆环有收缩的趋势
C．和时刻，圆环内的感应电流大小相等
D．时刻，圆环内有俯视逆时针方向感应电流
3．如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，以下说法中正确的是（　　）
A．b、d两点的磁感应强度大小相等
B．a、c两点的磁感应强度大小相等
C．d点的磁感应强度最小
D．b点的磁感应强度最大
4．下列说法正确的是（　　）
A．只有体积很小、电荷量很小的带电体，才能作为点电荷
B．电动势越大，说明在电源内部把电荷从负极移送到正极非静电力做的功越多
C．比较几只定值电阻的I?U图像可知，电流变化相同时，电压变化较小的图像是属于阻值较小的那个电阻
D．若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为
5．如图甲所示，线圈中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0~这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（　　）
A．从左向右看感应电流先逆时针后顺时针
B．感应电流的大小先减小后增加
C．铝环受到的安培力先向左后向右
D．铝环始终有扩大的趋势
6．用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是（　　）
A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD中的磁感线条数不变
B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈
C．丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动
D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动
7．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（　　）
A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C．电磁波是横波，它的传播可以不需要介质
D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒
8．下列关于电场、磁场及电磁波的说法中正确的是（　　）
A．均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场
B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D．空间某个区域振荡变化的电场或磁场能产生电磁波
9．用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，当有电流从电流表的正接线柱流入时，指针向右偏转．下列说法正确的是（　　）
A．当把磁体N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转
B．当把磁体N极向下从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转
C．保持磁体在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
D．磁体插入线圈后，使磁体和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转
10．人类史上首张黑洞照片是由射电望远镜对电磁波捕捉而获得。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．在电磁波的发射中，使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的技术叫作调频
B．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱中的可见光
C．波长越短的电磁波，反射性能越弱
D．电磁波在与电场、磁场均垂直的方向传播
11．北京某校物理兴趣小组做研究螺线管附近磁感应强度的实验时，他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图所示。由于地磁场的作用，小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向。则下列说法正确的是（
）
A．电源的左端为正极
B．电源的左端为负极
C．螺线管在小磁针处产生的磁场方向为沿x轴正方向
D．螺线管在小磁针处产生的磁场方向为沿x轴负方向
12．关于电磁波和电磁振荡，下列说法正确的是（　　）
A．LC振荡电路中，当电流最大时，线圈L中的磁通量最大
B．电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率
C．根据麦克斯韦电磁波理论，电磁波中的电场和磁场方向相互垂直，电磁波是横波
D．电磁波从发射电路向空间传播时，电磁振荡一旦停止产生的电磁波就立即消失
E.雷达是利用波长较长的无线电波来测定物体位置的无线电装置
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．有一LC振荡电路，线圈自感系数的变化范围是0.1~0.4mH,电容器电容的变化范围是4~9pF，试求该电路产生的振荡电流的频率的变化范围．
14．桌面上放着一个单匝矩形线圈，线圈中心上方0.2m处有一竖立的条形磁铁（如图），此时线圈内的磁通量为0.04Wb。把条形磁铁竖放到线圈内的桌面上时，线圈内的磁通量为0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中的：
(1)磁通量变化量
(2)把条形磁铁从图中位置在0.2s内放到单匝线圈内的桌面上产生的电动势
(3)换用10匝的矩形线圈，线圈的面积和原来的单匝线圈相同，把条形磁铁仍从图中位置在0.2s内放到线圈内的桌面上产生的电动势
15．上饶某电器公司购买了一批线圈，为了检测质量是否合格，现从中随机抽取了样品，已知n=100匝正方形线圈abcd处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，在Δt=2s的时间内，磁通量由Φ1=0.02Wb均匀增加到Φ2=0.10Wb。求：
（1）在Δt内线圈中磁通量的变化量ΔΦ；
（2）在Δt内线圈中产生的电动势。
16．如图所示，矩形异线框abcd位于竖直放置的通电长直导线附近，导线框和长直导线在同一竖直平面内，线框的ab和cd两边与长直导线平行。在下面的四种情况中，框内有无感应电流?为什么?
（1）导线框竖直下落；
（2）导线框沿垂直纸面方向向纸内平移；
（3）导线框以ab边为向纸外转动；
（4）导线框以长直导线为轴，整个柜面向纸外转动。
参考答案
1．D
【详解】
据右手螺旋定则分别画出两导线在四个区域的磁场方向，如图所示
距导线距离相同，磁感应强度大小相同，结合场强的叠加原理可知，a点和c点合磁感应强度大小相等，方向相反，b点和d点合磁感应强度均为零，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．由图可知在时刻，通过线圈的电流增大，则线圈产生的磁场增大，所以穿过金属小圆环的磁通量变大，根据楞次定律可知，圆环有收缩的趋势，A错误；
B．由图可知在时刻，通过线圈的电流减小，则线圈产生的磁场减小，所以穿过金属小圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环有扩张的趋势，B错误；
C．由图可知在和时刻，线圈内电流的变化率是大小相等的，则线圈产生的磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小是相等的，所以感应电流大小也相等；C正确；
D．由图可知在时刻穿过线圈的电流正在减小，根据安培定则可知，线圈产生的磁场的方向向下，所以穿过圆环的磁通量向下减小，则根据楞次定律可知，圆环内有俯视顺时针方向的感应电流，D错误。
故选C。
3．A
【详解】
A．由右手螺旋定则可知通电直导线周围的磁场分布为以直导线为圆心形成的顺时针同心圆，根据磁场的叠加原理可知，b、d两点的磁感应强度大小相等，方向不同，A正确；
B．根据磁场的叠加原理可知，a点的磁感应强度大于c点的磁感应强度，B错误；
CD．根据磁场的叠加原理可知，a点的两个磁场同向，叠加后磁感应强度最大、c点的两个磁场反向，叠加后磁感应强度最小，CD错误。
故选A。
4．C
【详解】
A．当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体、大小及电荷分布对它们之间的作用力的影响可以忽略时就可以看成点电荷。不是体积很小时可看作点电荷，故A错误；
B．电动势越大，说明在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极非静电力做的功越多，选项B错误；
C．根据
比较几只定值电阻的I?U图像可知，电流变化相同时，电压变化较小的图像是属于阻值较小的那个电阻，选项C正确；
D．若长为L、电流为I的导体在某处受到的最大的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为，选项D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，线圈B的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流顺时针（从左向右看）；当电流增大时，磁通量变大，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流逆时针（从左向右看），A错误；
B．由图乙可知，ab内的电流的变化率不变，则产生的磁场的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，产生的电动势的大小不变，所以感应电流的大小也不变，B错误；
CD．穿过线圈M的磁通量先减小后增大，根据楞次定律，阻碍磁通量的变化，则铝环受到的安培力先向左后向右，线圈先扩大后收缩的趋势，C正确D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，AB不切割磁感线，故不能产生感应电流，另外也可以从保持穿过ABCD中的磁感线条数不变的角度看，磁通量没变化，故也不产生感应电流，A错误；
B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈，在磁铁从上向下穿过时，穿过线圈的磁通量会变化，故产生感应电流，
B正确；
C．丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动，两线圈没有相对运动，B中的磁通量没变化，故不产生感应电流，
C错误；
D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动时也不会使B中的磁通量变化，故也不能产生感应电流，
D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁场理论，可知变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，而变化有均匀变化与非均匀变化，A正确；
B．麦克斯韦提出了完整的电磁场理论的假说，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在，
B错误；
C．电磁波是横波，它的传播可以不需要介质，C正确；
D．紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，D正确。
故选B。
8．CD
【详解】
A．均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，故A错误；
B．均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不会产生电磁波，故B错误；
C．电磁波最早由麦克斯韦预测，由赫兹通过实验证实，故C正确；
D．振荡变化的电场或磁场能产生电磁波，故D正确。
故选CD。
9．AC
【详解】
AB．当把磁体N极向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中会产生阻碍磁通量增加的磁场，即向上的磁场，再根据右手螺旋定则可判断出线圈中的电流方向为逆时针方向（俯视），电流从电流表负接线柱流入，故指针向左偏转，同理，当把磁体N极向下从线圈中拔出时，电流表的指针向右偏转，故A正确，B错误；
C．如果保持磁体在线圈中静止，则线圈中的磁通量不变化，故电流表指针不发生偏转，故C正确；
D．使磁体和线圈一起以同一速度向上运动时，线圈中的磁通量也不变化，故电流表指针也不发生偏转，故D错误。
故选AC。
10．AD
【详解】
A．使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的技术叫作调频，A正确；
B．可见光的波长在400~760nm之间，波发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，所以可知该电磁波的波长要大于等于1m，不在可见光的波长范围内，B错误；
C．波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的，C错误；
D．电磁波是横波，振动方向和传播方向垂直，即电磁波在与电场、磁场均垂直的方向传播，D正确。
故选AD。
11．AC
【详解】
接通电源后小磁针N极指向合磁场的方向，由平行四边形定则结合通电螺线管附近的磁场分布可知，通电螺线管在轴线上的磁场方向为x轴正方向，由安培定则可知，电源的左端为正极。
故选AC。
12．ABC
【详解】
A．LC振荡电路中，当电流最大时，线圈L中的磁场最强，线圈的磁通量最大，选项A正确；
B．电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率，选项B正确；
C．根据麦克斯韦电磁波理论，电磁波中的电场和磁场方向相互垂直，电磁波是横波，选项C正确；
D．电磁波从发射电路向空间传播时，电磁振荡一旦停止，但是空中产生的交变的电磁场不会消失，则电磁波不会立即消失，选项D错误；
E．雷达是利用波长较短的微波来测定物体位置的无线电装置，选项E错误。
故选ABC。
13．
【详解】
由振荡电路的周期
周期的频率的关系
联立得：
可知当L和C最小时，f最大，有：
当L和C最大时，f最小，有：
故频率的范围为：
【点睛】
根据求出最大频率和最小频率，从而确定取值范围．
14．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)磁通量变化量：
(2)依据法拉第电磁感应定律，则有：
(3)同理可得：
15．（1）0.08Wb；（2）4V
【详解】
（1）磁通量变化量
（2）由法拉第电磁感应定律知
代入数值得
16．（1）无，见解析；（2）有，见解析；（3）有，见解析；（4）无，见解析
【详解】
（1）导线框竖直下落，穿过线框的磁通量不变，无感应电流。
（2）导线框沿垂直纸面方向向纸内平移，穿过线框的磁通量减少，有感应电流。
（3）导线框以ab边为轴向纸外转动，穿过线框的磁通量减少，有感应电流。
（4）导线框以长直导线为轴，整个框面向纸外转动，穿过线框的磁通量不变，无感应电流。
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