2021-2022学年【新教材】高二物理粤教版（2019）必修第三册第六章《电磁现象与电磁波》单元基础巩固达标卷（word版含答案）

第六章《电磁现象与电磁波》单元基础巩固达标卷
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．地球是一个巨大的磁体，其磁体的N极在地理北极附近，磁体的S极在地理南极附近
B．安培提出了分子电流假说，提出一切磁现象均起源于电荷的运动
C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地球的两极并不重合，而是有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的
D．法拉第第一次发现了电流的磁效应
2．磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（　　）
A．球面1和球面2的磁通量相同 B．球面1比球面2的磁通量小
C．a点和b点的磁感应强度相同 D．a点比b点的磁感应强度小
3．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，已知在图甲，电流计指针向左偏转，则对下图所示的实验过程，说法正确的是（　　）
A．甲图中感应电流产生的磁场方向向下
B．乙图中电流计指针向左偏转
C．乙图和丙图中磁铁受到线圈作用力的方向都向下
D．丙图和丁图中电流计指针的偏转方向不同
4．电磁学与我们的生活联系紧密。下列关于电磁学相关知识的说法正确的是（　　）
A．法拉第最早测得元电荷e的数值
B．电动势越大，表示电源把电能转化为其他形式的能的本领越强
C．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
D．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
5．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
6．下列说法正确的是（　　）
A．微观粒子的能量变化是连续的
B．电磁波的波长越长，其能量子的能量越高
C．英国物理学家麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D．空腔壁上开很小的孔，射入孔的电磁波最终不能从空腔射出，这个空腔就成了黑体
7．如图所示，闭合线圈abcd自高处落下。经过一个匀强磁场区域，问在什么位置线圈中有感应电流产生（　　）
A．位置1 B．位置2
C．位置3 D．三个位置都有
8．关于电场和磁场的概念，以下说法正确的是（　　）
A．电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场一定是匀强电场
B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力为零，但该位置的电场强度不一定为零
C．一小段长为L的通有电流为I的导体，在磁场中受到的安培力为F，则该磁场的磁感应强度B一定为
D．一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，则该位置的磁感应强度一定为零
9．同一平面内一等边三角形的三个顶点上有三根互相平行的长直导线a、b、c，三根直导线通入的电流大小相等，直导线a和b通入垂直纸面向里的电流，直导线c通入垂直纸面向外的电流，如图所示，此时等边三角形的中心O点的磁感应强度大小为B。已知长直导线电流产生的磁场中某点的磁感应强度满足（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离）。若将通电长直导线c的电流方向改为垂直纸面向里（大小不变），并移至a和c连线的中点P点，则此时O点的磁感应强度大小为（　　）
A．0 B． C．B D．
10．1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知规定磁场方向垂直纸面向里为正，在区间内磁感强度B随x变化的图线可能是图中的（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
11．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
12．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则下列说法中正确的是（　　）
A．M点和N点的磁感应强度大小相等
B．M点和N点的磁感应强度方向相反
C．在O点的磁感应强度为零
D．若在N点放一小磁针，静止时其北极沿ON指向O点
13．在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里，如图，、、、是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，这四点中（　　）
A．、两点的磁感应强度相同
B．点的磁感应强度的值最大
C．点的磁感应强度的值最小
D．点的磁感应强度的值最大
14．环形电流可等效为一个小磁针。把一轻质圆形闭合线圈用细线挂在一个固定的磁铁的极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈所在平面。当线圈内通入如图所示的电流时，下列说法正确的是（　　）
A．若电流方向如图中所示，则线圈将向左偏移
B．若电流方向如图中所示，则线圈将向右偏移
C．若电流方向与图中相反，则线圈将向左偏移
D．若电流方向与图中相反，则线圈将向右偏移
15．如图所示，两根通电长直导线A、B垂直于纸面固定放置，二者之间的连线水平，电流均垂直于纸面向里，导线A中电流是导线B中电流的2倍，此时导线A受到的磁场作用力大小为F，而在导线A、B的正中间再放置一根与导线A、B平行共面的通电长直导C线后，导线A受到的磁场作用力大小变为2F（方向或左或右），则导线B受到的磁场作用力大小和方向可能为（通电直导线产生的磁场大小和到导线的垂直距离有关，距离相等，大小相等）（　　）
A．大小为，方向水平向右 B．大小为，方向水平向左
C．大小为，方向水平向右 D．大小为，方向水平向左
16．如图所示是等腰直角三棱柱置于水平桌面，其平面ABCD为正方形，边长为L，按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，则下列说法正确的是（　　）
A．穿过ADFE平面的磁通量大小为零
B．穿过BCFE平面的磁通量大小为
C．穿过ABCD平面的磁通量大小为
D．穿过ABCD平面的磁通量大于穿过BCFE平面的磁通量
17．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆两端，各固定一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为3I0和I0且方向相同的电流.已知长直导线产生的磁场的磁感应强度B=k，其中k为常数、I为导线中电流强度、r为点到导线的距离.在半圆周上D点的磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，则下列说法正确的是（　　）
A．D点和圆心O的连线与水平直径之间的夹角α=60°
B．D点和圆心O的连线与水平直径之间的夹角α=45°
C．D点磁感应强度为
D．D点磁感应强度为
三、实验题
18．图甲为“探究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图。现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、B、电流计及开关连接成如图所示的电路。
（1）开关闭合一段时间后，下列说法中正确的是________。
A．只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转
B．线圈A插入或拔出线圈B的速度越大，电流计指针偏转的角度越大
C．滑动变阻器的滑片P匀速滑动时，电流计指针不会发生偏转
D．滑动变阻器的滑片P滑动越快，电流计指针偏转的角度越大
（2）在实验中，如果是因为线圈A插入或拔出线圈B，导致电流计指针发生了偏转。这时，是_______转化为电能。
（3）上述实验中，线圈A可等效为一个条形磁铁，将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示。当电流从正接线柱流入灵敏电流计时，指针向负接线柱一侧偏转。则乙图中灵敏电流计指针向其________接线柱方向偏转（填“正”或“负”）。
19．某同学在“探究电磁感应产生条件”的实验中，设计了如图所示的装置．线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻、滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表完全相同，零刻度居中。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。
（1）当滑片P较快地向左滑动时，电流表甲的指针的偏转情况是______，电流表乙的指针的偏转情况是______（选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）。
（2）断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，电流表乙的指针的偏转情况是_______。（选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）
四、解答题
20．如图所示边长为l的n匝正方形线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，求：
（1）穿过线框的磁通量；
（2）线框从图示位置开始绕着边转动60°，则该过程穿过线框的磁通量的变化量。
21．一线圈位于如图所示的匀强磁场中。要使线圈中产生感应电流，应采取什么措施？
分析 使电路中产生感应电流的条件之一是电路必须闭合，本案例的线圈符合此条件。
使电路中产生感应电流的另一条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。那么怎样才能满足这个条件呢？
请根据以上分析，提出你的解决办法。
22．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60°，线圈平面面积S=0.4m2。匀强磁场磁感线竖直向下，磁感应强度B=0.6T，求：
（1）穿过线圈的磁通量；
（2）把线圈以cd为轴逆时针转过60°，通过线圈磁通量的变化量。
参考答案
1．B
【详解】
A．地球是一个巨大的磁体，其磁体的N极在地理南极附近，磁体的S极在地理北极附近，故A错误；
B．安培提出了分子电流假说，提出一切磁现象均起源于电荷的运动，故B正确；
C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地球的两极并不重合，而是有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的，故C错误；
D．奥斯特第一次发现了电流的磁效应，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】
AB．磁通量
也是穿过球面的磁感线的条数，由于从磁单极子发出的磁感线的条数是一定的，故穿过球面1与球面2的磁感线的条数是相等的，即球面1与球面2的磁通量相等，故A正确，B错误；
CD．若有磁单极子，位于球心处，因为它的磁感线分布类似于点电荷的电场线的分布，故我们可以类比一个点电荷放在球心处，则a点的电场强度大于b点，故a点的磁感应强度也大于b点，故CD错误。
故选A。
3．D
【详解】
A．如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，穿过线圈向下的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下，此时电流从下向上流过电流表，发现电流表指针向左偏转，可知电流表指针偏转方向与电流方向间的关系：电流从下向上流过电流表，电流表指针向左偏转，电流从上向下流过电流表，则电流表指针向右偏转，A错误；
B．在图乙所示实验过程中，磁铁的S极向下运动时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上，此时电流从上向下流过电流表，电流计指针应该向右偏转，B错误；
C．图乙中磁铁的S极向下运动靠近线圈，根据楞次定律可知，磁铁受到线圈作用力的方向向上，图丙中磁铁的N极向上运动离开线圈，根据楞次定律可知，磁铁受到线圈作用力的方向向下，C错误；
D．在图丙所示实验过程中，磁铁的N极向上运动时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上，此时电流从上向下流过电流表，电流计指针应该向右偏转，同理可知图丁电流表指针向左偏转，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．美国物理学家密立根最早测得元电荷e的数值，故A错误；
B．电动势越大，表示电源把其他形式的能转化为电能的本领越强，故B错误；
C．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，有一定的夹角（磁偏角），故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，所以北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故D正确。
故选D。
5．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。
6．D
【详解】
A．微观粒子的能量变化是不连续的，量子化的，故A错误；
B．电磁波的波长越长，频率越小，由公式
可得其能量子的能量越低，故B错误；
C．英国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．空腔壁上开很小的孔，射入孔的电磁波最终不能从空腔射出，这个空腔就成了黑体，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
经过1时，磁通量为零，保持不变，无感应电流；过2时，向里的磁通量增加，有感应电流产生；经过3时，磁通量不变，则感应电流为0。
故选B。
8．A
【详解】
A．电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力相同，则该区域内的电场一定是匀强电场，A正确；
B．由电场的定义式
可知，放入电场中某位置的电荷受到的电场力为零，则该位置的电场强度一定为零，B错误；
C．一小段长为L的通有电流为I的导体，在磁场中受到的安培力为F，则该磁场的磁感应强度B不一定为，要看导体是否垂直于磁场放置，C错误；
D．若一小段通电导体平行于磁场放置，不管磁感应强度是否为零，导体受到的安培力一定为零，故导体受到的安培力为零不能说明该处的磁感应强度就为零，D错误。
故选A。
9．D
【详解】
每根导线到中心O点的距离相等，设通入三根长直导线的电流大小均为I，每根导线在中心O点的磁感应强度大小为，由图可知
根据矢量叠加原理，和的合磁感应强度与等大同向，则，当导线c电流方向反向并移到了a、c的中点P后，距离中心O的距离是原来的一半，根据
在中心O的磁感应强度大小为原来的2倍，即，方向与方向相反
与先合成，合成后的磁感应强度大小与相等方向与夹角60°，然后再与合成，得三根导线在O点的合磁感应强度大小
故选D。
10．A
【详解】
由安培定则可知，左侧导线中的电流在该导线右侧产生的磁场的方向向里，而右侧导线中的电流在该导线左侧产生的磁场的方向向外，故在区间内磁场方向先为正后为负。根据通电长直导线周围某点磁感应强度
和
可知，在的位置磁场方向为正方向，故A正确，BCD错误。
故选A。
11．AD
【详解】
A．由电路可知，开关闭合瞬间，右侧线圈正面环绕部分的电流向下，由安培定则可知，直导线在铁芯中产生向右的磁场，由楞次定律可知，左侧线圈正面环绕部分产生向上的电流，则直导线中的电流方向由南向北，由安培定则可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；
BC．开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则小磁针静止不动，BC错误；
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由楞次定律可知，左侧线圈正面环绕部分产生向下的感应电流，则流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。
故选AD。
12．ABC
【详解】
AB．如图所示，根据安培定则以及对称性可知M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，故AB正确；
C．如图所示，根据安培定则以及对称性可知a、b两导线中的电流在O点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，所以O点的磁感应强度为零，故C正确；
D．若在N点放一小磁针，静止时其北极垂直ON指向上。故D错误。
故选ABC。
13．BC
【详解】
用右手螺旋定则判断通电直导线在a、b、c、d四个点上所产生的磁场方向，如图所示
根据磁场的叠加原理可知，a点的磁场最强，c点的磁场最弱， d点的磁场方向斜向右上；b点的磁场方向向左上，b、d两点叠加后的磁感应强度大小相等；故AD错误，BC正确。
故选BC。
14．AD
【详解】
AB．若电流方向如图中所示，根据安培定则可知，线圈左端相当于S极，与条形磁铁吸引，则线圈将向左偏移，选项A正确，B错误；
CD．若电流方向与图中相反，根据安培定则可知，线圈左端相当于N极，与条形磁铁排斥，则线圈将向右偏移，选项D正确，C错误。
故选AD。
15．BC
【详解】
AB．放入导线C后，如果导线A受到的作用力方向向右，则导线C对A的作用力大小为F，方向向右，所以C中电流方向与导线A中电流同向；对导线B，根据力的作用是相互的，所以A对B的作用力大小为F，方向向左，C对B的作用力大小为，方向向左，所以导线B受到的合力大小为，方向水平向左。A错误，B正确；
CD．放入导线C后，如果导线A受到的作用力方向向左，则导线C对A的作用力大小为3F，方向向左，所以C中电流方向与导线A中电流反向；对导线B，根据力的作用是相互的，所以A对B的作用力大小为F，方向向左，C对B的作用力大小为，方向向右，所以导线B受到的合力大小为，方向水平向右。C正确，D错误。
故选BC。
16．AB
【详解】
A．ADFE与磁感线平行，所以穿过ADFE平面的磁通量大小为零，故A正确；
B．根据几何关系可知BCFE的面积为
所以穿过BCFE平面的磁通量大小为
故B正确；
C．由于ABCD在垂直于磁感线的平面内的投影为BCFE，所以穿过ABCD平面的磁通量与穿过BCFE平面的磁通量相等，为，故CD错误。
故选AB。
17．AD
【详解】
AB. 如图所示
已知长直导线产生的磁场的磁感应强度
B=k
则b点与a点在D点的场强大小之比为
解得
故
故A正确，B错误；
CD．D点的磁感应强度为
故D正确，C错误。
故选AD。
18．BD/DB 机械能 正
【详解】
（1）[1]A．只要将线圈A放在线圈B中不一定会引起电流计指针偏转，必须保证线圈A中有电流通过，并且电流要发生变化才能使线圈B产生感应电流，A错误；
B．线圈A插入或拔出线圈B的速度越大，电流计指针偏转的角度越大，因为速度越大，线圈B中的磁通量变化越快，其产生的感应电动势越大，电流也越大，B正确；
C．滑动变阻器的滑片P匀速滑动时，电流计指针会发生偏转，因为滑片移动电阻变化，线圈A的电流发生变化，线圈B就能产生感应电流，C错误；
D．滑动变阻器的滑片P滑动越快，电流计指针偏转的角度越大，因为滑片移动快电阻变化快，线圈A的电流变化也快，线圈B中的磁通量变化越快，其产生的感应电动势越大，电流也越大，电流计指针偏转的角度越大，D正确。
故选BD。
（2）[2] 因为线圈A插入或拔出线圈B，导致电流计指针发生了偏转。这时是机械能转化为电能。
（3）[3]由楞次定律可判断感应磁场方向向下，再利用右手定则可判断感应电流方向从负接线柱流入灵敏电流计，则指针向正接线柱一侧偏转，所以则乙图中灵敏电流计指针向正接线柱方向偏转。
19．向右偏 向右偏 向左偏
【详解】
（1）[1][2]由图可知，电流从正极流入时指针向右偏．当滑片P较快地向右滑动时，电阻增大，电流减小，电流表甲的指针仍向右偏转；根据右手定则，穿过B线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律，B中产生的感应电流的方向是逆时针的，电流从乙电流表正极流入，指针向右偏；
（2）[3]断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，穿过B线圈的磁通量向下增大，根据楞次定律，B中产生的感应电流的方向是顺时针的，电流从乙电流表负极流入，指针向左偏。
20．（1）；（2）0
【详解】
（1）穿过线框的磁通量为
（2）当线框转过60°后，根据几何关系可知此时线框左边刚好运动至磁场区域左边界的正上方，则线框在虚线框内的投影面积不变，所以该过程穿过线框的磁通量的变化量为0。
21．见解析
【详解】
可以以线圈任意一边为轴转动，闭合电路的磁通量发生变化，就会产生感应电流。
22．（1）0.12Wb；（2）0.12Wb
【详解】
（1）穿过线圈的磁通量为
（2）通过线圈磁通量的变化量为