第五章 初识电磁场与电磁波 单元检测试题1（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
单元检测试题1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转，由此可以判断（　　）
A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，电流计指针向右偏转
B．线圈A向上拔出或断开开关，电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑片P向左匀速滑动，电流计指针静止在中央
D．因线圈的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
2．如图甲所示，在垂直纸面的匀强磁场中固定放置一个与磁场方向垂直的正方形线框，规定垂直纸面向里为磁场的正方向，顺时针方向为电流的正方向。磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，下图中能定性反应线框中的感应电流i随时间t变化的图像是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．下列物理量的单位用国际单位制的基本单位表示正确的是（　　）
A．力的单位
B．电量的单位
C．功率的单位
D．磁感应强度的单位T
4．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左动时，电流计指针向右偏转，由此可以推断（　　）
A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈A向上拨出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑片P向左或向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈A、线圈B绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
5．四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（　　）
A．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小
C．英国物理学家瑞利提出的辐射强度按波长分布的理论公式与实验相符
D．德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符
6．某磁场磁感线如图所示，有铜线圈自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是（　　）
A．始终顺时针
B．始终逆时针
C．先顺时针再逆时针
D．先逆时针再顺时针
7．有一等边三角形abc，d是ac延长线上的一点，c是bd的中点，三条通电长直导线垂直穿过纸面，分别位于等边三角形的三个顶点，三条导线电流大小相等，电流方向如图。此时位于c处的导线受到的安培力为F。若把位于a处的导线移到d点处，位于c的导线受到的安培力为F，则的值为（　　）
A．1
B．2
C．
D．
8．在如图所示的电路中，当开关S闭合后，为使灵敏电流计的指针偏转，下列措施可行的是（　　）
A．将A线圈向左靠近B线圈
B．将开关S突然断开
C．保持右边电路电流不变
D．将滑动变阻器的阻值调小
9．如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带正电绝缘环，A为导体环。当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是（　　）
A．A中产生逆时针的感应电流
B．A中产生顺时针的感应电流
C．A具有收缩的趋势
D．A具有扩展的趋势
10．如图甲所示为LC振荡电路，用电流传感器可以将快速变化的电流显示在计算机屏幕上，如图乙所示。规定图甲中标注的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．状态a时刻电容器正在充电
B．状态b和d电容器两端的电压相等
C．状态a和c电容器极板的电性相反
D．造成电流i不断衰减的主要原因是电路中电阻发热和向外辐射电磁波
11．LC振荡电路中电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图甲所示，某时刻线圈中的磁感应强度方向和极板间的电场强度方向如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．t1时刻线圈中自感电动势最大
B．t2时刻线圈中电流方向发生变化
C．t2~t3中某时刻与图乙状态相对应
D．t3~t4时间内回路中的电流为顺时针方向
12．如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出．已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是（　　）
A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生
B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生
C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能
D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．将面积为0.5m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×10-2T的匀强磁场中，线圈平面垂直于磁场方向，如图所示，那么穿过这个线圈的磁通量为？
14．有一个100匝的线圈，在0.2s内穿过它的磁通量从0.04Wb增加到0.14Wb，求线圈中的感应电动势为多大？如果线圈的电阻是10Ω，把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？
15．一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是30～300pF，调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550kHz，已知光速c=3×108m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。
16．可绕固定轴OO′转动的正方形线框的边长为L，不计摩擦和空气阻力，线框从水平位置由静止释放，到达竖直位置所用的时间为t，ab边的速度为v.设线框始终处在竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，试求：
(1)这个过程中回路中的感应电动势大小；
(2)到达竖直位置瞬间回路中的感应电动势．
参考答案
1．B
【详解】
A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，B中磁通量增大，由题意可知，电流计指针向左偏转，故A错误；
B．线圈A向上拔出或断开开关，B线圈中磁通量减小，由题意可知，电流计指针向右偏转，故B正确；
C．滑动变阻器的滑片P向左匀速滑动，B线圈中磁通量减小，由题意可知，电流计指针向左偏转，故C错误；
D．由以上分析可知，D选项错误。
故选B。
2．B
【详解】
在0~t0时间内，感应电流为顺时针方向，即正方向；电流大小
在t2~2t0时间内，感应电流为顺时针方向，即正方向；电流大小
故选B。
3．C
【详解】
A.
力的单位是N，即，故A错误；
B.
电量的单位C，即，故B错误；
C.
功率的单位是W，即，故C正确；
D.
磁感应强度的单位T，即，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
将滑动变阻器的滑片P向左动时，电阻增加，电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向右偏转，说明穿过线圈B的磁通量减小时，电流计指针右偏，则：
A．线圈A向上移动时穿过线圈B的磁通量减小，则电流计指针右偏；滑动变阻器的滑片P向右滑动，电阻减小，电流变大，则穿过B的磁通量变大，则能引起电流计指针向左偏转，选项A错误；
B．断开开关，则穿过线圈B的磁通量减小，则能引起电流计指针向右偏转，结合A的分析可知，选项B正确；
C．滑动变阻器的滑片P向左或向右滑动，则穿过线圈B的磁通量都要变化，则在线圈中都会产生感应电流，则都能使电流计指针偏转，选项C错误；
D．由以上分析可知，选项D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项A错误；
B．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，选项B错误；
CD．德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符，选项C错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
在下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以穿过线圈的磁通量先增大后减小，从A处落到O处，穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向向下，则感应电流的方向为顺时针，从O处落到B处，穿过线圈的磁通量减少，产生的感应电流的磁场方向向上，则感应电流的方向为逆时针。
故选C。
7．B
【详解】
根据安培定则，a、b处导线在c处产生的磁感应强度、，大小相等，方向成，如图所示，合成后的磁感应强度为B
把位于a处的导线移到d点处后，b、d两处的导线在c处产生的磁场等大同向，都是垂直于bc边向上，合成后的磁感应强度为2B，因此
选项B正确，故选B。
8．ABD
【详解】
A．当A线圈向左靠近B线圈的时候，可以使穿过B线圈的磁通量变化，B线圈中产生感应电流，故A正确；
BD．线圈A中磁通量发生变化时会引起线圈B中的磁通量变化，所以将滑动变阻器的阻值调小、将开关S突然断开都能使磁通量发生变化，使线圈B中产生感应电流，灵敏电流计的指针就会发生偏转，故BD正确；
C．保持右边电路电流不变时，A线圈产生的磁场强弱不变，B线圈中的磁通量不变，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针就不会发生偏转，故C错误。
故选ABD。
9．AD
【详解】
由图可知，B为均匀带正电绝缘环，B中电流为顺时针，由右手螺旋定则可知，电流的磁场向里且逐渐增大
AB．由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，故A正确，B错误；
CD．B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反垂直纸面向外，A中产生逆时针的感应电流，由左手定则可知，A环受到的外的安培力，则A环具有面积扩展的趋势，故C错误，D正确。
故选AD。
10．AD
【详解】
A．在LC振荡电路中，电流在减小，说明电容器正在充电，故A正确；
B．由图可知，随着LC振荡电路能量的消耗，电容器充电结束后的电荷量逐渐减小，电容器两端电压也逐渐减小，故状态b电容器两端的电压大于状态d电容器两端的电压，故B错误；
C．经历状态a充电后，状态c为充电结束后的放电状态，电容器极板的电性没有发生变化，故C错误；
D．造成电流i不断衰减的主要原因是电路中电阻发热和向外辐射电磁波，故D正确。
故选AD。
11．ACD
【详解】
A．在时刻，上极板的电量达到最大，电流变化率最大，因此线圈中的自感电动势达到最大，故A正确；
B．时刻电量的变化率不变，线路中的电流变化率也不变，所以线圈的电流方向保持不变，故B错误；
C．时刻，上极板电量为负，所以下极板为正，电场场强由下极板指向上极板，从，线圈中的电流为逆时针，电量增加的越来越缓慢，所以线圈中的电流越来越小，由右手定则可得，感应电场的方向是竖直向上的，故C正确；
D．从，上极板的负电荷转移到下极板，这是电容的放电，所以线圈中的感应电流是顺时针，故D正确。
故选ACD。
12．AC
【详解】
AB．线框在进入和穿出磁场的过程中，穿过线框的磁通量发生变化，有感应电流产生，而整个线框都在磁场中运动时，线框的磁通量不变，没有感应电流产生，
B错误A正确；
C．线框在进入和穿出磁场的过程中，产生感应电流，线框的机械能减小转化为电能，C正确；
D．整个线框都在磁场中运动时，没有感应电流产生，线框的重力势能转化为动能，机械能守恒，D错误。
故选AC。
13．1.0×10-2Wb
【详解】
穿过线圈的磁通量为
Φ=BS=2.0×10-2×0.5Wb=1.0×10-2Wb
14．50V，
0.05A．
【详解】
已知n=100匝，△t=0.2s，△Φ=0.14Wb-0.04Wb=0.1Wb，则根据法拉第电磁感应定律得感应电动势
由闭合电路欧姆定律得，通过电热器的电流
15．1739kHz；173m．
【详解】
由
知，当C最小时，则f最大
所以
fmax=1739kHz
由v=λf知，当f最大时，λ最小，所以
16．(1)
(2)BLv
【详解】
（1）从水平位置到金属框到达竖直位置过程中，由法拉第电磁感应定律可得：
平均感应电动势
；
（2）在竖直位置时，只有ab边切割磁感线产生感应电动势，则线框产生的感应电动势：
E=BLv；