第三章 电磁场与电磁波初步 期末复习训练卷（Word版含答案）

第三章 电磁场与电磁波初步 期末复习典型题训练卷
一、单选题
1．如图所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量Φa、Φb比较，则（　　）
A．Φa>Φb B．Φa=Φb C．Φa＜Φb D．不能确定
2．特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流和，。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（　　）
A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
3．通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针的指向如图所示，则（ ）
A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极
B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极
C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极
D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极
4．如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流和，且 ；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
5．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示．O点磁感应强度的方向 （ ）
A．沿oa向上 B．沿oc向下 C．沿od向左 D．沿ob向右
6．三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为（ ）
A．0 B．B C．2B D．B
7．如图所示，一个面积为2S的矩形线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。方向与线框平面夹角为30°角，O1O2分别为bc边和ad边的中点。现将线框的右半边绕逆时针旋转90°，在这一过程中，通过线框的磁通量的变化量的大小为（　　）
A．BS B．BS C．BS D．（-1）BS
8．物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转．某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度与通过直导线的电流成正比的正确结论后重现了该实验，他们发现：当通过导线的电流为I1时，小磁针偏转了30°；当通过导线电流为I2时，小磁针偏转了60°，则下列说法中正确的是（ ）
A．I2=3I1 B．I2=2I1 C．I2=I1 D．I2=I1
二、多选题
9．如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则（）
A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
B．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
C．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
10．如图所示，矩形闭合导线与匀强磁场垂直，一定产生感应电流的是（ ）
A．垂直于纸面平动
B．以一条边为轴转动
C．线圈形状逐渐变为圆形
D．沿与磁场垂直的方向平动
11．下列关于磁感应强度方向的说法中，正确的是（ ）
A．正电荷在某点的受力方向就是该点的磁感应强度的方向
B．磁感线上某处的切线方向就是该处磁感应强度的方向
C．垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是该处磁感应强度的方向
D．小磁针N极的受力方向就是该处磁感应强度的方向
12．图是观察电磁感应现象的实验装置。闭合开关，要使灵敏电流计指针发生偏转，可采取的措施有( )
A．将线圈M快速插入线圈N中
B．将线圈M快速从线圈N中抽出
C．快速移动滑动变阻器的滑片
D．将线圈M静置于线圈N中
三、填空题
13．具有NFC（近距离无线通讯技术）功能的两只手机在间距小于10cm时可以通过_____（选填“声波”或“电磁波”）直接传输信息，其载波频率为1.4×107Hz，电磁波在空气中的传播速度为3.0×108m/s，则该载波的波长为_____m（保留2位有效数字）。
14．丹麦的物理学家________发现了电流的磁效应．用安培定则判定直线电流的磁感线方握住直导线（选填“左手”、“右手”），使伸直的大拇指指向________方向（选填“电流”、“磁感线”、“运动”）．
15．一个面积是40cm2的导线框，垂直地放在匀强磁场中，穿过它的磁通量为0.8Wb，则匀强磁场的磁感应强度_____．
16．某同学使用如图所示的器材研究“影响感应电流方向的因素”。
（1）在图中用实线代替导线将实验器材连成实验电路______；
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；
②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；
（3）在上述操作中，如果线圈B与灵敏电流计断开，则线圈B中________。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．若已知线圈A和线圈B的绕向，不能用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低
D．若已知线圈A和线圈B的绕向，可以用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低
四、解答题
17．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？
18．如图所示，框架面积为S，框架所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。
（1）若使框架绕OO'轴从初始位置转过60°，则穿过框架的磁通量为多少？
（2）若使框架绕OO'轴从初始位置转过90°，则穿过框架的磁通量为多少？
（3）若使框架绕OO'轴从初始位置转过180°，则穿过框架的磁通量变化量为多少？
19．在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1cm，电流为0.5A，所受的磁场力为5×10﹣4 N．求：
（1）该位置的磁感应强度多大？
（2）若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？
（3）若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？
20．如图所示的振荡电路中，自感系数L=300 μH，电容C的范围为25～270 pF，求：
(1)振荡电流的频率范围；
(2)若自感系数L=10 mH，要产生周期T=0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【解析】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa>Φb。
故选A。
2．C
【解析】A．通电直导线周围产生磁场方向由右手螺旋定则判断，在b点产生的磁场方向向上，在b点产生的磁场方向向下，因为
即
则在b点的磁感应强度不为零，故A错误；
B．由于
可知电流产生的磁场在d处的磁感应强度大，则d点处的磁场磁感应强度不可能为零，故B错误；
C．由右手螺旋定则可知，两电流产生的磁场在a处都是竖直向下，则两电流的合磁场在a处方向竖直向下，故C正确；
D．由右手螺旋定则可知，两电流产生的磁场在c处都是竖直向上，则两电流的合磁场在c处方向竖直向上，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】由图可知，小磁针静止时N极指向Q端，则通电螺线管的Q端为N极，通电螺线管的P端为S极；根据安培定则判断出电流的方向：从a端流进，从b端流出，a接电源的正极，b接电源的负极，故C正确，A、B、D错误；
故选C．
4．C
【解析】试题分析：两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系，根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为或，又，所以该点距远距近，所以是点，故选项C正确，选项ABD错误．
考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
【名师点睛】由安培定则可判出两导线在各点磁感线的方向，再由矢量的合成方法可得出磁感应强度为零的点的位置；本题考查了安培定则及矢量的合成方法，特别应注意磁场的空间性，注意培养空间想象能力．
5．C
【解析】试题分析：据题意，当四根导线通有如图所示的电流，其中导线b和导线d中电流在O点产生的磁场叠加后为0；而导线a和导线c中电流在O点产生的磁场方向均向左，故选项C正确．
考点：本题考查磁场的叠加．
6．C
【解析】根据安培定则判断得知：三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B方向水平向左，大小为B；
下面左边导线产生的B方向斜向左上方，与水平成60°角；
下面右边导线产生的B方向斜向右上方，与水平成60°角；
则根据平行四边形定则进行合成可知，上方的导线与右下方的导线产生的磁场夹角为120°，则合场强大小为B，方向沿左上方与水平方向成60°角，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向沿左上方与水平方向成60°角。
故选C。
点评：本题首先运用安培定则判断B的方向，其次要利用平行四边形定则进行合成，同时要利用好几何关系．
7．C
【解析】当线框转动前，面的磁通量为
Φ1=2BSsin30°=BS
当线框转动后，整个面的磁通量为
Φ2=BSsin30°－BScos30°=
磁通量变化量为
△Φ=Φ2﹣Φ1=
故选C。
8．A
【解析】试题分析：小磁针可以看做一个杠杆，小磁针受到地磁场与电流磁场的作用而静止，处于平衡状态，由力矩平衡条件可以求出电流磁场与地磁场的关系；电流磁场与电流成正比，然后求出两电流的关系．
解：磁场对小磁针的作用力与磁感应强度成正比，即磁场力F=KB，
设地磁场感应强度为B0，小磁针等效成长为L的条形磁铁，
设转30°时电流产生的磁场在小磁针处磁场为B1，
由安培定则知B1与B0垂直，由力矩平衡条件得：
KB1LSin60°=kB0Lsin30°，
同理，转60°时：KB2LSin30°=KB0Lsin60°，
由以上两式解得：B2=3B1，电流与磁感应强度成正比，所以I2=3I1．
故选A．
【点评】知道电流磁场与电流成正比、熟练应用力矩平衡条件是正确解题的关键．
9．AD
【解析】AB、若是匀强磁场，穿过小环的磁通量不变，没有感应电流产生，其机械能守恒，高度不变，则环在左侧滚上的高度等于h，选项A符合题意，选项B不符合题意；
CD、若是非匀强磁场，穿过小环的磁通量变化，小环中将产生感应电流，机械能减小转化为内能，高度将减小，则环在左侧滚上的高度小于h．选项C不符合题意；选项D符合题意；
10．BC
【解析】试题分析：感应电流产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．根据磁感量是否变化分析即可．
解：A、由于磁场是匀强磁场且范围足够大，因此线圈无论向那个方向平动，磁通量都不会发生变化，不产生感应电流，故A错误；
B、以一条边为轴转动，导致磁通量变化，从而产生感应电流，故B正确；
C、线圈形状逐渐变为圆形时，其磁通量发生变化，有感应电流产生，故C正确；
D、沿与磁场垂直的方向平动，其磁通量都不变，故没有感应电流产生，故D错误．
故选BC．
【点评】对于产生感应电流的条件，要明确两点：一是电路必须闭合；二是磁通量发生变化．
11．BD
【解析】试题分析：磁感应强度的方向就是磁场的方向，是小磁针静止的时候N极所指的方向，也是小磁针的N极所受力的方向；
磁感应强度的方向沿磁感线的切线方向；磁感应强度的方向与通电导线所受安培力的方向垂直．
解：A、根据左手定则，某处磁感应强度的方向与电荷在某点的受力方向垂直．故A错误；
B、磁感线上某处的切线方向就是该处磁感应强度的方向．故B正确；
C、根据左手定则某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向垂直，故C错误；
D、磁场中某点的小磁针，静止时北极的指向，或小磁针N极的受力方向，就是该点磁感应强度方向，故D正确；
故选BD．
【点评】磁场的方向与通电导线所受安培力的方向垂直，电场的方向与电场力的方向在同一条直线上，要注意掌握这一点的不同．
12．ABC
【解析】ABD．根据题意可知，当将螺线管M插入(或拔出)螺线管N时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈N中产生感应电流，电流表指针偏转，AB正确，D错误；
C．快速移动滑动变阻器的滑片，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈N中产生感应电流，电流表指针偏转，故C正确。
故选ABC。
13．电磁波 21
【解析】[1]具有NFC(近距离无线通讯技术)功能的两只手机在间距小于10cm时可以通过电磁波直接传输信息；
[2]空气中电磁波的传播近似等于光速c，由波速公式
c=λf
得波长
14．奥斯特 磁感线
【解析】试题分析：奥斯特发现了电流的磁效应，而安培提出安培定则，其内容：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．
解：奥斯特发现了电流的磁效应，
根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．
故答案为奥斯特，右手，磁感线．
【点评】该题考查安培定则的简单应用，之间使用安培定则即可．属于基础题目．
15．200
【解析】试题分析：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS．当线圈与磁场成θ角时，磁通量Φ=BSsinθ．
解：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量：Φ=BS．
磁感应强度：B==T=200T
故答案为200．
点评：掌握匀强磁场磁通量的计算：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS；当线圈与磁场成θ角时，磁通量Φ=BSsinθ
16． 右 左 BD
【解析】(1)[1]将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示。
(2)[2]闭合电键，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将右偏转一下。
[3]原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下。
(3)[4]如果副线圈B与灵敏电流计断开，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，不会没有感应电流存在，但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向，从而可以判断出感应电动势的方向。故BD正确；AC错误。
故选BD。
17．（1）0.12 Wb；0.36 Wb；（2）0；0
【解析】（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。
18．（1）BS；（2）0；（3）2BS
【解析】（1）当框架绕OO'轴转过60°，则有
Φ=BS⊥=BS·cos 60°=BS
（2）当框架绕OO'轴转过90°时，由磁感线垂直穿过线框变为磁感线与磁场平行
Φ'=0
（3）在初始位置时，磁感线与框架平面垂直有
Φ1=BS
框架转过180°时，磁感线仍然垂直穿过框架，只不过穿过方向改变了，因而
Φ2=-BS
所以磁通量变化量为
ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS
即磁通量变化了2BS
19．（1）0.1T；（2）0.1T；（3）0
【解析】（1）根据公式
得
（2）撤去电流元，该处的磁感应强度不变
B=0.1T
（3）若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力为零。
20．(1)0.56×106～1.8×106 Hz ；(2)10－3 F
【解析】(1)由f=得：
fmax= Hz=1.8×106 Hz
fmin=Hz=0.56×106 Hz
所以频率范围为0.56×106～1.8×106 Hz.
(2)由T=2π得：
C=F=10－3 F.答案第1页，共2页
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