第五章 初识电磁场与电磁波 单元检测试题2（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2（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器组成一个回路，B线圈与开关、电流表G组成另一个回路。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流
B．闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流
C．闭合开关S后，在增大电阻的过程中，电流表G中有的感应电流
D．闭合开关S后，在增大电阻的过程中，电流表G中有的感应电流
2．如图所示，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导体芯柱是电容器的另一个电极。芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别与一个线圈的两端相连，组成振荡电路，使该振荡电路产生电磁振荡。已知振荡电路的周期为。下面对此振荡回路分析正确的是（　　）
A．当电容器放电时，电容器储存的电场能增加
B．增加导电液体的高度有利于增大此振荡电路的周期
C．增加线圈的匝数，能更有效地发射电磁波
D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能减小
3．如图所示，A为多匝线圈，与电键、滑动变阻器相连之后，接入M、N间的恒定直流电源，B为一接有灵敏电流计的闭合多匝线圈，下列说法正确的是（　　）
A．保持电键闭合，灵敏电流计会一直有读数
B．断开电键后，在将B线圈靠近A线圈的过程中，灵敏电流计会发生偏转
C．闭合电键瞬间，灵敏电流计会发生偏转
D．保持电键闭合，将滑动变阻器的滑片左右移动过程中，灵敏电流计不会偏转
4．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．
5．如图所示的振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈中的磁场方向如图所示，则此时（　　）
A．线圈中的自感电动势在增大
B．电容器两端电压正在增大
C．磁场能正在转化为电场能
D．在电容器内放入绝缘物质，可以减小电路的振荡频率
6．物理学的发展离不开物理学家的科学研究，以下符合史实的是（　　）
A．牛顿建立了万有引力定律，并测出了万有引力常量
B．伽利略通过“理想斜面实验”得出“力是维持物体运动的原因”的结论
C．楞次发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善
D．奥斯特发现了电流的磁效应，使人们突破了对电与磁认识的局限性
7．如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线框abcd在同一平面内，线框的ab边与直导线平行。现用外力使线框向直导线靠近且始终保持ab边与直导线平行，在线框靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．线框内感应电流方向是a→d→c→b→a的方向
B．线框对直导线有向左的作用力
C．ad边和bc边不受安培力
D．线框abcd内的磁场方向垂直线框平面向外
8．关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是（　　）
A．磁体在空间能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用
B．在磁场中的某一点，小磁针仅在磁场力作用下静止时南极所指的方向，就是那一点的磁场方向
C．当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交
D．磁体周围的磁感线都是闭合的曲线
9．一个根据LC振荡电路的工作原理设计而成的电子表，每天比北京时间快2分钟，则其原因可能是（
）
A．电池用的时间长了，内阻变大
B．电路中电容器的电容变小了
C．线圈的自感系数变小了
D．电路中电容器的电容变大了
10．下列说法正确的是（　　）
A．金属棒在磁场中运动一定能产生感应电流
B．金属棒在磁场中运动不一定能产生感应电流
C．闭合导体回路在磁场中产生感应电流，则穿过回路的磁通量一定发生了变化
D．闭合导体回路在磁场中产生感应电流，则闭合回路的一部分一定相对磁场运动
11．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可相互激发，形成电磁
C．利用电磁波传递信号可实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D．电磁波可由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
12．体温检测是疫情防控的第一道防线。同学进入校园时常用如图所示的额温枪进行测温，其原理是通过传感器接受红外线测得体温。关于红外线的说法正确的是（　　）
A．红外线具有荧光效应
B．红外线的波长大于紫外线的波长
C．红外线的频率大于X光的频率
D．红外线穿透能力比γ射线弱
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．匀强磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5A，导线长1cm，它受到的磁场力为5.0×10-2N。
(1)求这个位置的磁感应强度；
(2)把通电导线中的电流增大到5A时，这一位置的磁感应强度会发生变化吗？
14．已知线圈的匝数为100匝，某时刻磁铁在线圈正上方一定高度上，此时线圈内的磁通量为0.004Wb，经过0.5s把磁铁完全插入后，线圈内磁通量变为0.02
Wb，计算磁铁插入过程中线圈里产生的感应电动势大小。
15．如下图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧E并不能立即将衔铁D拉起，从而不能使触头C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。
16．如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为1Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示．求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大？
参考答案
1．D
【详解】
AB．闭合与断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中均无感应电流。故AB错误；
CD．闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流减小，则通过线圈B的磁通量减小了，根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向，再根据楞次定律可得：电流表G中有b→a的感应电流，故C错误，D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．当电容器放电时，电容器储存的电场能减小，磁场能增加，选项A错误；
B．增加导电液体的高度，则相当于电容器相对面积变大，则电容变大，根据
可知有利于增大此振荡电路的周期，选项B正确；
C．增加线圈的匝数，则增大L，根据
可知，周期变大，频率变小，不利于有效地发射电磁波，选项C错误；
D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能增大，选项D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．保持电键闭合，A线圈中电流稳定，产生稳定的磁场，通过B线圈的磁通量不发生变化，B线圈中不产生感应电流，灵敏电流计不会有读数，故A错误；
B．断开电键后，，A线圈中无电流，周围无磁场，将B线圈靠近A线圈的过程中，B线圈的磁通量始终为0，B线圈中不产生感应电流，灵敏电流计不会发生偏转，故B错误；
C．闭合电键瞬间，A线圈中电流增大，周围磁场增强，通过B线圈的磁通量增加，B线圈中产生感应电流，灵敏电流计会发生偏转，故C正确；
D．保持电键闭合，将滑动变阻器的滑片左右移动过程中，A线圈中电流发生变化，周围磁场变化，通过B线圈的磁通量发生变化，B线圈中产生感应电流，灵敏电流计会偏转，故D错误。
故选C。
4．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。
5．D
【详解】
ABC．由电路可知，电容器正在放电，则电流的变化率正在减小，感应电动势在减小，电容器带电量减小，则两端的电压在减小，电场能正在转化为磁场能；选项ABC错误；
D．在电容器内放入绝缘物质，则电容器的电容变大，根据
可知，可以减小电路的振荡频率，选项D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，故A不符合题意；
B．伽利略通过“理想斜面实验”得出“力不是维持物体运动的原因”的结论，故B不符合题意；
C．法拉第发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，故C不符合题意；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围能产生磁场，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系，使人们突破了对电与磁认识的局限性，故D符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
AD．根据安培定则可知，导线右侧的磁场方向垂直纸面向里，则线框中的磁场方向垂直纸面向里，用外力使线框向直导线靠近，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，故AD错误；
BC．ab中的电流由a到b，根据左手定则可知，直导线对ab有向右的作用力，对cd边由向左的作用力，且向左的力小于向右的力；ad边受到平行直导线向下的力，bc边受到平行直导线向上的力，这两个力平衡，所以根据相互作用力的特点，线框对直导线有向左的作用，故B正确，C错误。
故选B。
8．AD
【详解】
A．磁体间的作用力是通过磁场传递的，可以不用接触便产生相互作用，故A正确；
B．小磁针仅在磁场力作用下静止时北极的指向是北极受力的方向，就是那一点的磁场方向，故B错误；
CD．磁感线是闭合的曲线且不能相交，磁体周围的磁感线都是闭合的曲线，故C错误D正确。
故选AD。
9．BC
【详解】
由LC回路的周期
可知，电子表的周期由线圈的自感系数和电容器的电容共同决定，与其他因素无关。电子表走得快，说明其周期减小，则线圈的自感系数或电容器的电容变小了，
故选BC。
10．BC
【详解】
AB．产生感应电流的条件是闭合回路和穿过闭合回路的磁通量要发生变化，故A错误，B正确；
C．闭合回路中产生感应电流，则穿过回路的磁通量一定发生了变化，故C正确；
D．闭合导体回路在磁场中产生感应电流，闭合回路磁通量发生变化，有可能是磁场变化引起的，不一定是切割磁感线引起的，故D错误。
故选BC。
11．AB
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，故A正确；
B．变化的磁场产生变化的电场，变化的电场产生变化的磁场，相互激发，形成电磁波，故B正确；
C．电磁波可在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行无线传播，故C错误；
D．当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还会继续传播一段时间，故D错误。
故选AB。
12．BD
【详解】
A．紫外线具有荧光效应，红外线不具有荧光效应，故A错误；
B．红外线的波长大于紫外线的波长，故B正确；
C．红外线的频率小于X光的频率，故C错误；
D．红外线穿透能力比γ射线弱，故D正确。
故选BD。
13．(1)2T；(2)不会
【详解】
(1)这个位置的磁感应强度为
(2)把通电导线中的电流增大到5A时，这一位置的磁感应强度不会发生变化，因为该点的磁感应强度与放入磁场的通电导线无关。
14．3.2V
【详解】
磁通量的变化量
由法拉第电磁感应定律得
15．见解析
【详解】
线圈A与电源连接，线圈A中流过恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈B，但穿过线圈B的磁通量不变化，线圈B中无感应电流；断开开关S时，线圈A中电流迅速减小为零，穿过线圈B的磁通量迅速减小，由于电磁感应，线圈B中产生感应电流，由于感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用，触头C不离开；经过一段短时间后感应电流减弱，感应电流磁场对衔铁D吸引力减小，弹簧E的作用力比磁场力大，才将衔铁D拉起，触头C离开，电路断开。
16．0.1A
【详解】
由图b知：感感应强度B均匀增加，其变化率不变，为，
由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势E为；
由闭合电路欧姆定律可得感应电流I大小为：．