2021-2022学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册第三章 电磁场与电磁波初步单元测试(Word版含答案)

电磁场与电磁波初步单元测试
一、单选题
1．如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
2．如图所示，一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动，则此电子的运动：（　　）
A．不产生磁场 B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里
C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外 D．只在圆周内侧产生磁场
3．关于磁场中某处磁感应强度的方向，下列说法中正确的是（　　）
A．与该处通电电流元所受安培力的方向相同 B．与该处小磁针S极的受力方向相同
C．与该处小磁针静止时N极的指向相同 D．与该处小磁针静止时S极的指向相同
4．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，匀强磁场方向与矩形线框平面垂直，穿过线框的磁通量为。现将线圈以ab边为轴向纸面外旋转60°角，则磁通量变为（　　）
A． B． C． D．
6．关于磁通量，下列说法正确的是（　　）
A．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零
B．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
C．穿过某平面的磁感线条数越多，磁通量越大
D．在磁场中所取平面的面积越大，磁通量越大
7．如图所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将（　　）
A．先增大，后减小
B．先减小，后增大
C．先增大，后减小、再增大，再减小
D．先减小，后增大、再减小，再增大
8．在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场。随后，物理学家提出“磁生电”的闪光思想。很多科学家为证实这种思想进行了十多年的艰苦研究，首先成功发现“磁生电”的物理学家是（　　）
A．牛顿 B．爱因斯坦 C．法拉第 D．安培
9．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（　　）
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
C．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
D．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
10．如图所示的各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是（　　）
A．开关S闭合稳定后，线圈N中
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中
C．金属框从A位置向B位置运动，金属框中
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，回路中
11．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法正确的是（　　）
A．库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值
B．富兰克林通过油滴实验测定了电荷量e的数值
C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论并用实验证明了电磁波的存在
12．如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（　　）
A．T1>T2
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体
13．某区域存在如图所示的磁场，其中小圆面积为S1，内有垂直纸面向外的磁场，磁感应强度的大小为B1，大圆面积为S2，大圆与小圆之间有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度的大小为B2，已知B2>B1，S2>2S1，则该区域内磁通量Φ的大小等于（　　）
A．（B1+B2）S2 B．（B2-B1）S2
C．B2S2-B1S1 D．B2S2-（B1+B2）S1
14．将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如选项图所示，则能够在线圈中产生感应电流的是 （　　）
A．水平向左移动
B．水平向右移动
C．绕虚线轴转动
D．竖直向下移动
15．如图所示，线框abcd的左侧放置一通有恒定电流的长直导线，线框从位置Ⅰ按照以下四种方式运动（位置Ⅰ和位置Ⅲ关于MN对称），磁通量变化量的绝对值最大的是（　　）
A．平移到位置Ⅱ
B．以bd为转轴转到位置Ⅱ
C．以MN为转轴转到位置Ⅲ
D．平移到位置Ⅲ
二、多选题
16．以下关于波的认识，正确的是（　　）
A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷达的工作原理是利用波的反射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
17．下列说法正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
B．真空中无线电波的波速小于光波的波速
C．常用的电视遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机
D．雷达是利用电磁波遇到障碍物发生反射的原理工作的
18．下列说法正确的是（　　）
A．安培提出了分子电流，成功解释了磁化现象
B．在电磁波谱中，紫外线的频率比射线的频率高
C．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出了能量子的假设
D．只要穿过闭合导体回路的磁场发生变化，闭合回路中就一定会产生感应电流
三、解答题
19．边长l=10cm的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，如图所示。磁感应强度随时间变化的规律为B=2+3t（T），则第3s内穿过线圈的磁通量的变化量为多少？
20．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S=0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B=0.6 T，则：
（1）穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？
（2）若θ=90°，穿过线圈的磁通量为多少？当θ为多大时，穿过线圈的磁通量最大？
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．C
【详解】
A．当开关S闭合后，直导线电流从B流向A，根据右手定则可知磁场方向为逆时针方向，所以a点的磁场方向刚好相反了，则A错误；
BC．当开关S闭合后，根据右手定则可知通过螺线管的右边是N极，所以C点磁场方向正确，b点的磁场方向刚好相反，所以B错误；C正确；
D．当开关S闭合后，根据右手定则可知电磁铁D的左边是N极，右边为S极，所以d点的磁场方向刚好相反，则D错误；
故选C。
2．B
【详解】
电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，因此电流为顺时针方向，根据安培定则可知圆内部磁场方向向内，外部磁场方向向外。
故选B。
3．C
【详解】
A．根据左手定则可知，磁场中某点的磁感应强度的方向与通电导线在此处所受安培力方向垂直，故A错误；
BCD．根据磁感应强度的定义可知，与该处小磁针静止时N极的指向相同，或与小磁针N极的受力方向相同，故BD错误，C正确。
故选C。
4．C
【详解】
A．根据安培定则可知，该图中的磁场方向应该是逆时针方向，选项A错误；
B．根据安培定则可知，该图中的磁场方向是导线的右侧向里，左侧向外，选项B错误；
C．根据安培定则可知，该图中的磁场方向正确，选项C正确；
D．根据安培定则可知，该图中的磁场方向应该是向右，选项D错误；
故选C。
5．C
【详解】
将线圈以ab边为轴向纸面外旋转60°角时，通过平面的磁通量为
故ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【详解】
A．当磁感线与线圈平行时，磁通量为零，但磁感应强度不为零，A错误；
B．磁通量表达式为
其中是线圈平面与磁场方向的夹角，Φ与B、S、α三个因素有关，所以磁感应强度B大的地方，磁通量不一定很大，B正确．
C．磁通量可以形象说成穿过线圈的磁感线的条数，但穿过某平面的磁感线条数越多，磁通量不一定越大，C错误；
D．在磁场中所取平面的面积增大，磁通量不一定增大，若平面与磁场平行，磁能量为零，保持不变，D错误。
故选B。
7．A
【详解】
穿过线圈的磁通量应以磁铁内部磁场为主的，而内部的磁感线是一定值，在A、B点时，外部磁感线比较密，即与内部相反的磁感线多，相抵后剩下的内部的磁感线就少；中间位置时，外部磁感线比较疏，即与内部相反的磁感线少，相抵后剩下的内部的磁感线就多。所以两端磁通量小，中间磁通量大。故A正确；BCD错误。
故选A。
8．C
【详解】
首先成功发现“磁生电”的物理学家是法拉第。
故选C。
9．B
【详解】
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，线圈没有切割磁感线，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故A错误；
B．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，电流周围的磁场发生变化，相当于另一线圈切割磁感线，有感应电流产生，能观察电流表的变化，故B正确；
C．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，接电流表的线圈没有切割磁感线，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故C错误；
D．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁的过程中有感应电流产生，但是之后，再到相邻房间去观察时，由于线圈静止(没有切割磁感线)，电路中没有感应电流了，此时观察到的电流表没有变化，故D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不会产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，穿过铝环的磁通量增大，铝环中会产生感应电流，故B不符合题意；
C．金属框中从A位置向B位置运动，穿过金属框的磁通量发生变化，金属框中会产生感应电流，故C不符合题意；
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，回路中会产生感应电流，故D不符合题意。
故选A。
11．C
【详解】
A．库仑利用扭秤实验得出了电荷间的作用力与电荷量的关系，即库仑定律，但静电力常量是后人计算所得的，故A错误；
B．密立根通过油滴实验测定了电荷量e的数值，故B错误；
C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场，故C正确；
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A．由图可知，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以T1>T2，故A正确，不符合题意；
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关外，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误，符合题意；
C．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好的解释了黑体辐射的实验规律,故C正确，不符合题意；
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，这个小孔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确。
故选B。
13．D
【详解】
设穿过线圈向外的磁通量为正值，则有
Φ1=B1S1
而穿过线圈向里的磁通量为
Φ2=-B2（S2-S1）
则该区域内的磁通量
Φ=B1S1-B2（S2-S1）=-[B2S2-（B1+B2）S1]
负号表示穿过线圈的磁通量的方向向里，故D正确，ABC错误。
故选D。
14．C
【详解】
当闭合回路中的磁通量改变时，回路中产生感应电流，A、B、D中穿过线圈的磁通量始终为零，不产生感应电流，C中磁通量不断变化，故C正确。
故选C。
15．D
【详解】
由图可知，电流的方向向上，由安培定则可知，电流右侧磁场的方向向里，左侧磁场的方向向外；通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏。
设线框的横截面积为S，位置I处平均磁感应强度为B1，位置Ⅱ处平均磁感应强度为B2，将线框从位置I平移到位置Ⅱ，磁通量的变化量的大小：
△Φ1=(B1﹣B2）S
将线框从位置I以bd为转轴转到位置Ⅱ，磁通量的变化量的大小
以MN为转轴转到位置Ⅲ时，初末磁通量相同，故磁通量的变化为零；平移到以MN为对称轴的位置III时，磁场方向反向，线圈没有变化，故磁通量变化量大小为2B1S。
由以上分析可知，磁通量变化最大的是Ⅲ，ABC错误，D正确。
故选D。
16．ABCD
【详解】
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射，故A正确；
B．隐形飞机的原理是：通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法早期发现，所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确；
C．雷达的工作原理是利用波的反射，故C正确；
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，故D正确。
故选ABCD。
17．CD
【详解】
A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，A错误；
B．在真空中无线电波的波速等于光波的波速，B错误；
C．常用的电视遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C正确；
D．雷达是利用电磁波遇到障碍物发生反射的原理工作的，D正确。
故选CD。
18．ACD
【详解】
A．安培提出了分子电流，成功解释了磁化现象，A正确；
B．在电磁波谱中，紫外线的频率比γ射线的频率小，B错误；
C．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并能很好地解释了黑体辐射的实验规律，C正确；
D．穿过闭合导体回路的磁场发生变化，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，导体回路中就一定会产生感应电流，D正确。
故选ACD。
19．
【详解】
第3s内就是从2s末到3s末，所以2s末时磁感应强度为
3s末时的磁感应强度为
所以磁通量的变化量为
20．（1）0.12 Wb；0.36 Wb；（2）0；0
【详解】
（1）线圈在垂直磁场方向上的投影面积
穿过线圈的磁通量
线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量
Φ2=－BS=－0.6×0.4 Wb=－0.24 Wb
故磁通量的变化量
ΔΦ=|Φ2－Φ1|=|－0.24－0.12| Wb=0.36 Wb
（2）当θ=90°时，线圈在垂直磁场方向上的投影面积
S⊥′=0
据
Φ=BS⊥
知，此时穿过线圈的磁通量为零。当θ=0时，线圈平面与磁场垂直，此时
S⊥″=S
穿过线圈的磁通量最大。答案第1页，共2页
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