第五章 初识电磁场与电磁波 单元过关测试2（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2（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．实验发现，“钇钡铜氧”合金在液氮温度下电阻几乎为零。在课堂上，物理老师把条形磁铁N极朝上竖直放在讲桌上，把从液氮中取出的“钇钡铜氧”合金圆环平放在条形磁铁N极正上方，发现“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．“钇钡铜氧”合金圆环中产生顺时针（俯视）的感应电流
B．“钇钡铜氧”合金圆环中产生逆时针（俯视）的感应电流
C．“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力大于所受重力
D．“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力小于所受重力
2．已知温度T1>T2，能正确反映黑体辐射规律的图像是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．下列说法正确的是（　　）
A．把传递的信号“加”到载波上的过程叫做调制
B．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场
C．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
D．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时减小振荡频率
4．如图所示，a、b为两条平行长直导线，两导线中均通有水平向右的恒定电流，A、B是空间两点，与直导线均在纸面内，则下列判断正确的是（　　）
A．A点的磁场方向一定垂直纸面向外
B．A点的磁场方向一定垂直纸面向内
C．B点的磁场方向一定垂直纸面向外
D．B点的磁场方向一定垂直纸面向内
5．线圈绕制在圆柱形铁芯上，通过导线与电流计连接组成闭合回路。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。若电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转，在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．一个面积m2、匝数n=100的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A．在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
B．在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率等于
C．在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于8V
D．在第3s末线圈中的感应电动势等于零
7．如图所示，在平面直角坐标系中放置着两根相互平行的通电直导线，其中一根直导线与y轴重合，另一根直导线在处，两直导线中电流大小相等，方向均沿y轴负方向。已知直线电流周围空间某点的磁感应强度大小，其中I为直线电流强度的大小，r为空间某点到直线电流的距离。若规定垂直纸面向外的方向为磁感应强度的正方向，则两通电直导线在之间产生的磁感应强度随x变化的图象正确的是（　　）
A．B．C．D．
8．磁感应强度，与下列哪个物理量的表达式体现了相同的物理方法（　　）
A．加速度
B．电场强度
C．电容
D．电阻
9．下列关于电场强度和磁感应强度的说法正确的是（
）
A．同一电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内任意位置的电场强度都相同
B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零
C．一小段长为L的通有电流I的导体，在磁场中受到的安培力为F，则该磁场的磁感应强度B一定为
D．一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，则该位置的磁感应强度一定为零
10．如图所示，金属线框ABCD由细线悬吊在空中，图中虚线区域内是垂直于线框向里的匀强磁场。现要使悬线的拉力变大，可采用的办法有（　　）
A．将磁场向上平动
B．将磁场均匀增强
C．将磁场向下平动
D．将磁场均匀减弱
11．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是（　　）
A．向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反
B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向的
C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向的
D．向左或向右拉出离开磁场过程中，环中电流都是先增大后减小
12．如图，四根相互平行的固定长直导线的横截面构成一锐角为的菱形，导线中均通有电流I，菱形中心为O。中电流方向与中的相同，与中的相反，下列说法正确的是（
）
A．所受安培力的方向与所受安培力的方向相反
B．所受安培力的方向与所在平面垂直
C．菱形中心O处的磁感应强度为零
D．和单位长度所受安培力大小相等
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200后收到反射波；隔0.8s后再发出一个脉冲，经198收到反射波。求飞机的飞行速度。
14．你能否用生活中的例子说明电磁波的存在？
15．2002年10月28日阳泉正式启用热电联产系统，距今已有17年。热电联产既解决了缺水地区的用电问题，同时又解决了北方地区冬季的采暖问题，一举两得。发电的过程利用了电磁感应现象，可以简化成如下的原理模型。100匝的闭合线圈AB，穿过线框的磁通量在1s内从0.05wb减小到0.01wb，问：
（1）AB两端的电动势是多大；
（2）若在AB间接入一个2Ω的电阻，5min内电阻产生热量多少？
16．如图所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动。
（1）请用楞次定律判断感应电流的方向。
（2）感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间什么关系？根据课本P27右手定则，自己试着做一做。
参考答案
1．A
【详解】
AB．“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，说明受到斥力作用，即“钇钡铜氧”合金圆环中电流产生的磁场方向向下，由安培定则可判断出“钇钡铜氧”合金圆环中产生顺时针（俯视）的感应电流，选项A正确，B错误；
CD．由于“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，说明受力平衡，“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力等于所受重力，选项C、D错误。
故选A。
2．B
【详解】
由黑体辐射的规律，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因T1＞T2，则ACD错误，B正确；
故选B。
3．A
【详解】
A．把传递的信号“加”到载波上的过程叫做调制，A正确；
B．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围不产生电场，B错误；
C．过强的紫外线照射不利于人的皮肤健康，C错误；
D．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率，D错误。
故选A。
4．C
【详解】
根据安培定则可知，直导线a中电流产生的磁场在A点垂直纸面向里，在B点垂直纸面向外，直导线b中电流产生的磁场在A、B两点均垂直纸面向外，叠加的结果，B点的磁场方向一定垂直纸面向外，若电流相等，A在两导线的中点，则A点磁场为零；
故选C。
5．A
【详解】
AB．该图中当磁铁向线圈靠近时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，线圈中产生的感应电流从正极流入电流计，则电流计指针向右偏转，选项A正确，B错误；
CD．当磁铁按如图所示的方式靠近线圈时，由对称性可知，穿过线圈的磁通量总是零，线圈中不会有感应电流，选项CD错误。
故选A。
6．C
【详解】
A．开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量
A错误；
B．在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化率
B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律得
C正确；
D．由图看出，第3s末线圈中的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，感应电动势也不等于零，D错误。
故选C。
7．A
【详解】
根据右手螺旋定则可得左边通电直导线在两根直导线之间的磁感应强度方向为垂直纸面向外为正，右边通电直导线在两根直导线之间的磁感应强度方向为垂直纸面向里为负，离直导线越远磁感应强度越弱，在两根直导线中间位置的磁感应强度为零。
故选A。
8．BCD
【详解】
A．磁感应强度
是比值定义法，而加速度
是加速度的决定式，a随F、m的变化而变化，故A错误；
B．电场强度E不随F、q的变化而变化
利用的是比值定义法，故B正确；
C．电容C与Q、U无关
利用的是比值定义法，故C正确；
D．电阻R不随U、I的变化而变化
利用的是比值定义法，故D正确。
故选BCD。
9．AB
【详解】
A．同一电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内任意位置的电场强度都相同，选项A正确；
B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零，选项B正确；
C．一小段长为L的通有电流I的导体，在磁场中受到的最大的安培力为F，则该磁场的磁感应强度B一定为，选项C错误；
D．一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，可能是导线与磁场平行，而该位置的磁感应强度不一定为零，选项D错误。
故选AB。
10．CD
【详解】
AC．由题意可知，根据受力平衡条件，则有安培力的方向竖直向下，要使悬线的拉力变大，所以安培力的大小要增大。磁场向上平动，穿过线圈的磁通量增大，根据图示磁场方向，由楞次定律，则有感应电流方向逆时针，由左手定则可知，安培力方向竖直向上，因此不符合要求；若磁场向下平动，穿过线圈的磁通量减小，根据图示磁场方向，由楞次定律，则有感应电流方向顺时针，由左手定则可知，安培力方向竖直向下，因此符合要求，故A错误，C正确；
BD．若磁场均匀增强，穿过线圈的磁通量增大，根据图示磁场方向，由楞次定律，则有感应电流方向逆时针，由左手定则可知，安培力方向竖直向上，因此不符合要求；若磁场均匀减弱，穿过线圈的磁通量减小，根据图示磁场方向，由楞次定律，则有感应电流方向顺时针，由左手定则可知，安培力方向竖直向下，因此符合要求；故B错误，D正确。
故选CD。
11．BD
【详解】
ABC．不管沿什么将线圈拉出磁场，穿过线圈的磁通量都减小，根据楞次定律判断可知，线圈中感应电流的方向都是沿顺时针方向，故AC错误，B正确；
D．线圈在切割磁感线的过程中，感应电动势E=BLv，有效长度L先增大后减小，所以感应电动势先增大后减小，感应电流的大小先增大后减小，故D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】
A．根据同向电流相互排斥，反向电流相互吸引分析可知，L4、L3对L1的作用力竖直向上，为F1，L2对L1的作用力水平向左，为F2，故L1受到的安培力的合力为F，方向斜向左上方，如图所示
同理可知，L3受到的安培合力大小为F，方向斜向右下方，故所受安培力的方向与所受安培力的方向相反，A正确；
B．类似A中的分析可知，所受安培力的方向与所在平面既不平行也不垂直，B错误；
C．据右手螺旋定则可知，在O点产生的磁场B1及在O点产生的磁场B2如图所示，显然O点合磁场不为零，C错误；
D．根据同向电流相互排斥，反向电流相互吸引，结合对称性可知，和单位长度所受安培力大小相等，D正确。
故选AD。
13．
【详解】
飞机接受到第一个无线电脉冲时距离雷达得距离为
飞机接受到第一个无线电脉冲时距离雷达得距离为
则在0.8s时间内飞机的位移
代入数据联立解得
则飞机的飞行速度
14．手机信号的发射与接受，微波炉加热食品，收音机收听节目等等，都是电磁波的应用。
【详解】
手机信号的发射与接受，微波炉加热食品，收音机收听节目等等，都是电磁波的应用。
15．（1）4V；（2）2400J
【详解】
(1)
AB两端的电动势
(2)
产生的电流
5min内电阻产生热量
16．（1）感应电流的方向为a→d→c→b→a；（2）满足右手定则
【详解】
略