第5章 初识电磁场和电磁波 能力提升（Word版含答案）

第5章 初识电磁场和电磁波 能力提升—2021-2022学年高二物理鲁科版（2019）必修第三册单元测试卷
1.如图所示，一钢块静置在斜面上，现将一条形磁铁靠近斜面顶点放置，系统仍静止，则下列说法正确的是( )
A.钢块被磁化，且其b端为N极 B.钢块被磁化，且其b端为S极
C.钢块所受摩擦力一定减小 D.地面对斜面的摩擦力增大
2.电视机中显像管的偏转线圈是绕在铁环上的两个通电导线串联而成的，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为( )
A.向下 B.向上 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外
3.如图所示，正四棱柱的中心轴线处有一无限长的载流直导线，已知直线电流产生的磁场在某点的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离成反比，对该电流的磁场，下列说法正确的是( )
A.同一条侧棱上各点的磁感应强度大小都相等
B.四条侧棱上的磁感应强度都相同
C.在直线上，从a到b，磁感应强度先增大后减小
D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大
4.某磁场的磁感线如图所示，则下列说法正确的是( )
A.M点的切线方向和该点的磁场方向垂直 B.M点的磁场比N点的磁场弱
C.M点的磁场比N点的磁场强 D.M点的磁场方向和N点的磁场方向相同
5.如图，足够长的直线靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测量上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图像是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，有一矩形线圈，且，通有逆时针方向的电流I，让它绕边转过某一角度时，线圈平面与磁场夹角为θ，则( )
A.穿过线圈的磁通量为 B.穿过线圈的磁通量为
C.图示时刻穿过线圈的磁通量为0 D.图示时刻穿过线圈的磁通量为
7.取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图甲所示的螺线管，当该螺线管中通以大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B；若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以大小也为I的电流，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )
A.0 B. C.B D.
8.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，所围四边形为正方形，四导线中电流，要使平面内到各直导线距离相等的O点处磁场增强，则应该( )
A.切断 B.切断 C.切断 D.切断
9.如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，以导线为中心，R为半径的圆周上有四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法正确的是( )
A.直导线中电流方向垂直纸面向里
B.a点的磁感应强度为，方向向右
C.b点的磁感应强度为，方向斜向下，与原匀强磁场方向成45°角
D.d点的磁感应强度为0
10.如图所示，四根通电长直导线外层涂有绝缘物质，固定在水平面上且四个交点的连线构成一正方形，四根导线中通有大小相等的电流，方向如图所示，为正方形对角线延长线上的四点。则关于处的磁场，下列说法正确的是( )
A.两点的磁场方向垂直纸面向外 B.两点的磁场方向垂直纸面向外
C.两点的磁场方向垂直纸面向里 D.两点的磁场方向垂直纸面向里
11.下列说法正确的是( )
A.微观粒子的能量变化是跳跃式的 B.能量子与电磁波的频率成正比
C.红光的能量子比绿光大 D.电磁波波长越长，其能量子越大
12.2020年初，在抗击2019—nCoV疫情期间，红外线体温计发挥了重要作用.下列关于红外线的说法中正确的是( )
A.红外线的波长比红光短 B.利用红外线的热效应可以加热物体
C.红外遥感是利用红外线的穿透能力强 D.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
13.场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义了电场强度、磁感应强度等物理量。
（1）写出电场强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义；
（2）写出磁感应强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义。
14.有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上，现将U形曲面放入磁感应强度大小为的匀强磁场中，
（1）当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？
（2）当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？
答案以及解析
1.答案：B
解析：根据磁化的相邻相异原理，钢块的b端为S极，故A错误，B正确；钢块被磁化后，受到条形磁铁的吸引力，但吸引力大小不确定，所以钢块所受摩擦力可能仍沿斜面向上，数值减小，但也可能反向增大，C错误；系统总重力虽然增加，但系统静止，地面对斜面的摩擦力仍为零，D错误。
2.答案：A
解析：由安培定则可判断出，铁环的上部分顶点处相当于磁体的N极，下部分的底点处相当于S极，而O点在铁环线圈的外部，即O点在磁体外部，所以O点的磁场方向向下，因此A项正确。
3.答案：AC
解析：因通电直导线的磁场分布规律是，故AC正确，D错误。四条侧棱上的磁感应强度大小相等，但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同，故B错误。
4.答案：C
解析：M点的切线方向和该点的磁场方向相同，选项A错误；磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N点的磁场强，选项B错误，C正确；磁感线的切线方向是磁场的方向，因M点磁感线的切线方向与N点磁感线的切线方向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，选项D错误。
5.答案：C
解析：通电螺线管外部上方，越靠近中间，磁场的磁感应强度越小，左右两侧，越靠近螺线管，磁场的磁感应强度越大，所以用磁传感器测量直线上各点的磁感应强度B时，在计算机屏幕上显示的大致图像是C。
6.答案：AC
解析：沿边转过某一角度，线圈平面与磁场夹角为θ，此时线圈的有效面积为，所以穿过线圈的磁通量为，当时，即题图示时刻，穿过线圈的磁通量为0，当时，穿过线圈的磁通量为。故AC正确，BD错误。
7.答案：A
解析：题图乙中螺线管等效为两个通以等大、反向电流的通电螺线管，两螺线管中的电流方向相反，由安培定则可知产生的磁场方向也是大小相等、方向相反的，所以螺线管内中部的磁感应强度为零，故选A。
8.答案：D
解析：从题图中可得在O点产生的磁场的磁感应强度的方向都为垂直纸面向里，而在O点产生的磁场的磁感应强度方向为垂直纸面向外，并且到各直导线距离相等，故O点的磁场方向垂直纸面向里，要使O点磁场增强，则应该切断，D正确。
9.答案：C
解析：由c点磁感应强度为0可得电流在c点产生的磁场的磁感应强度大小，方向水平向左，由安培定则可知导线中电流方向垂直纸面向外，电流在各点产生的磁场方向分别为向右、向下、向上，且磁感应强度大小均为1 T，故对于a点，，对于b点，，方向斜向下，与原匀强磁场方向成45°角，对于d点，，故C正确。
10.答案：A
解析：四点的磁场由四根通电导线在该位置形成的磁场叠加而成。对a点，导线A在a点的磁场方向向里，导线B在a点的磁场方向向外，且大小相等可抵消，导线C在a点的磁场方向向外，导线D在a点的磁场方向向外，因此a点的磁场方向向外；同理b点的磁场方向向外，两点的磁场方向均向里，故只有选项A正确。
11.答案：AB
解析：由于微观粒子能量是量子化的，微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A正确；由能量子的能量可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；红光的频率比绿光小，由可知，红光的能量子比绿光小，故C错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，故D错误。
12.答案：B
解析：
13.答案：见解析
解析：解：（1）指的是电场中某点的电场强度，F指的是检验电荷在该点受到的库仑力，q指的是检验电荷所带的电荷量。电场强度的大小是由场源电荷的电荷量及到场源电荷的距离决定的，与检验电荷的电荷量无关。
（2）指的是磁场中某点的磁感应强度，F指的是通电导线垂直磁感应强度时受到的磁场力，I指的是通电电流的大小，L指的是通电导线的有效长度。磁感应强度是由磁体（或电流）及位置决定的，与检验通电导线的电流、长度无关。
14.答案：（1）0.02 Wb
（2）0
解析：（1）当磁场方向竖直向下时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为
此时穿过曲面的磁通量为。
（2）当磁场方向水平向右时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为
若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值，
则穿过曲面左半部分的磁通量为
穿过曲面右半部分的磁通量为
穿过整个曲面的磁通量为。