2019人教版必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步过关检测试卷（word版含答案）

2019人教版必修第三册 第十三章 电磁感应与电磁波初步 过关检测试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
B．X射线的穿透本领比γ射线更强
C．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用
D．低温物体不能辐射红外线
2．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是(　　)
A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生
B．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流
C．闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流
D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生
3．下列说法正确的是（　　）
A．发现电流周围存在磁场的科学家是丹麦物理学家奥斯特
B．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，粒子从磁场中获得能量
C．静电场中的电场线和磁感线都是假想的物理模型，且都是闭合的线条
D．磁通量变化越大，产生的感应电动势也越大
4．如图，电磁铁左侧的C 为条形磁铁，右侧的D 为软铁棒，A 、B 是电源的两极，下列判断中正确的是：（　　）
A．若B 为电源正极，则C 、D 都被排斥
B．若B 为电源正极，则C 被吸引，D 被排斥
C．若A 为电源正极，则C 、D 都被吸引
D．若A 为电源正极，则C 被排斥，D 被吸引
5．电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．电磁炉是利用电磁波来工作的
B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的
C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的
D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的
6．关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（）
A．磁感线和电场线都是一些互相平行的直线
B．磁感线一定是闭合曲线，而电场线也可能是闭合曲线
C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷
D．电场线和磁感线都可以用其疏密表示电场强度和磁感应强度的强弱
7．下列物理量符号和物理单位符号不匹配的是（　　）
A．磁感应强度B-特斯拉T B．磁通量Φ-韦伯Wb
C．自感系数L-赫兹HZ D．电容C-法拉F
二、多选题
8．如图所示，直角坐标系Oxyz处于匀强磁场中，有一条0.6m长的直导线沿Ox方向通有9A电流，受到的安培力沿Oz方向，大小为2.7N，则该磁场可能方向和磁感应强度B的值为（ ）
A．平行于xOy平面，B=0.5T B．平行于xOy平面，B=1.0T
C．平行于zOy平面，B=0.5T D．平行于zOy平面，B=1.0T
9．在匀强磁场中，垂直于磁场方向放置一根长度为20 cm、电流为1 A的通电直导线，导线受到的磁场力大小为0.2 N.则（ ）
A．匀强磁场的磁感应强度大小为1 T
B．匀强磁场的磁感应强度大小为0.01 T
C．将通电导线从磁场中撤走，磁感应强度不变
D．将通电导线从磁场中撤走，磁感应强度大小变为零
10．如图所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距甚远，当开关闭合后小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的是（　　）
A．小磁针a的N极指向正确
B．小磁针b的N极指向正确
C．小磁针c的N极指向正确
D．小磁针d的N极指向正确
三、解答题
11．如图甲所示，一质量m=0.06kg的金属棒垂直放在倾角θ=37°的导轨上，导轨间的距离l=0.2m，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.8，导轨处于垂直导轨平面向下的有界匀强磁场中，磁场的下边界与金属棒平行且距金属棒的距离x=3m，磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示，已知t0时刻金属棒开始运动，g=10m/s2，sin37°=0.6，电阻R=3Ω，其余电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．
（1）求B0的值；
（2）从金属棒开始运动的t0时刻起，给金属棒施加一个外力，让金属棒以v=0.1m/s的速度匀速下滑，则磁感应强度B随时间t怎么变化才能保证金属棒中没有电流，试写出接下来磁感应强度B随时间t变化的关系式．
12．如图所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中．当金属杆中通有方向a →b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T．当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T．求磁场的磁感应强度B的大小．
13．水平桌面上放着一个不闭合的单匝矩形线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁体，如图所示，磁铁S极距线圈平面5cm，此线圈内的磁通量为0.02Wb，在此高度将条形磁铁自由释放，当磁铁的S极到达线圈平面时，线圈内磁通量为0.12Wb，求这个过程中线圈中产生的感应电动势。（g取10m/s2）
14．如图所示，水平平行放置的金属导轨PQ和MN相距1 m，导体棒ab放在导轨上，棒的质量为m = 0.4kg，棒的中点用细绳经光滑小滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3kg，棒与导轨间的动摩擦因数为μ =0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，应在棒中通入多大的电流？方向如何？（g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
四、填空题
15．一个100匝、面积为30cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0．02s内由0．6T均匀减小到0．3T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是_______；磁通量的变化率是_______；线圈的感应电动势的大小是_______．
16．通电螺线管的极性跟螺线管中的________有关，它们之间的关系可以用________来判定．内容是：用________手握住螺线管，让________弯向螺线管中电流的方向，则______所指的那端就是螺线管的北极．
17．如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为_______．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
A．干涉和衍射现象是光的波动性的体现，波长越长，越容易产生，而γ射线的波长最短，所以A错误；
B．γ射线的穿透本领比X射线更强，所以B错误；
C．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用，所以C正确；
D．一切物体都能辐射红外线，所以D错误；
故选C。
2．B
【详解】
穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流，选项A错误，B正确；闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，由于穿过线圈的磁通量不变，故不会产生感应电流，选项C错误； 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生，选项D错误；故选B.
3．A
【详解】
A．1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流周围存在磁场，即发现了电流的磁效应，故A正确
B．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，但由于洛仑兹力不做功，粒子不能从磁场中获得能量，粒子获得的能量是来自电场中加速，故B错误；
C．静电场中的电场线和磁感线都是假想的物理模型，电场线不是闭合曲线，故C错误；
D．磁通量变化越快，产生的感应电动势也越大，而不是磁通量变化越大，产生的感应电动势越大，故D错误。
故选A。
4．D
【解析】
AB、当电磁铁中有电流通过时，电磁铁有磁性，软铁棒D始终被吸引，不会被排斥，由此可以确定选择项AB错误；
CD、若A端为正极，则电流从螺线管的左端流入，右端流出，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极．电磁铁的S极与条形磁体C的S极靠近，则C被排斥．故C错误、D正确．
故选：D．
5．A
【详解】
A．电磁炉是利电磁感应原理和电流的热效应来工作的，故A错误，符合题意；
B．微波时电磁波的一部分，食物分子在微波的作用下剧烈震动，内能增大，温度升高，达到加热的目的，故B正确，不符合题意；
C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故C正确，不符合题意；
D．不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】
A．磁感线和电场线不一定互相平行，故A错误；
B．磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极回到N极，磁感线是闭合曲线，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，静电场线不是闭合曲线，故B错误；
C．电场线起始于正电荷，终止于负电荷，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极回到N极，故C错误；
D．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述。磁场越强，磁感线越密集，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A磁感应强度B,单位为特斯拉T,选项A正确；
B磁通量Φ，单位为韦伯Wb，选项B正确；
C自感系数L，单位为亨利H，选项C错误；
D电容C，单位为法拉F，选项D正确。
故选C。
8．AB
【详解】
试题分析：通电导线在磁场中受到安培力，根据左手定则可确定安培力的方向，由安培力方向与磁场和电流方向所构成的平面垂直，即可求解．
解：根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面，故场的方向一定在x0y平面内；
当电流，磁场互相垂直的时候，安培力最大，
所以最小的磁感应强度为：B==T=0.5T，所以AB正确，CD错误．
故选AB．
【点评】考查左手定则，并让学生理解安培力、电流与磁场三方向的关系，同时安培力必须与电流和磁场构成的平面垂直．
9．AC
【详解】
AB.匀强磁场的磁感应强度大小为，故A正确，B错误；
CD.磁感应强度是磁场固有的属性，将通电导线从磁场中撤走，磁感应强度大小不变，故C正确，D错误.
10．BCD
【详解】
AB．导线的电流方向为顺时针，根据小磁针的静止时，N极的指向即为磁场的方向，由右手螺旋定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，螺线管的内部磁场由右指向左，外部由左到右，则有a磁针方向错误，b磁针方向正确，故A正确，B错误；
C．对于U形螺线管左端相当于S极，右端相当于N极，故c磁针的方向正确，故C正确；
D．对于环形导线，左端相当于S极，右端相当于N极，因此d磁针方向正确，故D正确。
故选BCD。
【点睛】
根据右手螺旋定则可确定，通电螺线管的磁场分布，及通电直导线磁场的分布，并由小磁针的静止时，N极的指向即为磁场的方向。本题考查通电导线的电流方向来确定磁场的方向，掌握右手螺旋定则的应用，注意螺线管内部的磁场方向。
11．（1）1.5T；（2）B=（3.75s＜t＜33.75s）．
【详解】
（1）由楞次定律可知回路中产生逆时针方向的感应电流，由左手定则可知金属棒受到沿斜面向下的安培力，由法拉第电磁感应定律得：E=lx=0.4×0.2×3V=0.24V
电流为：I===0.08A
对金属棒进行受力分析如图所示．
金属棒开始运动时有：mgsinθ+B0Il=μmgcosθ
联立解得：B0=1.5T t0=s=3.75s
（2）金属棒开始运动时B0=1.5T，要保证金属棒中没有电流，只要保证磁场的下边界和金属棒围成的区域内磁通量与t0时刻磁通量相等，即：
B0lx=Bl（x-v△t）
△t=t-t0
解得：B=（3.75s＜t＜33.75s）
12．
【分析】
对金属杆ab进行受力分析，然后由平衡条件及安培力公式求出磁感应强度大小．
【详解】
金属杆ab受重力、磁场力、金属丝的拉力而平衡，
当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上，
当ab中的电流方向由b到a时，磁场力向下，
解方程组得
13．1V
【详解】
磁体自由下落的时间
由法拉第电磁感应定律
14．a→b 0.5A-2.5A
【详解】
导体棒的最大静摩擦力大小为fmax=0.5mg=2N，M的重力为G=Mg=3N，则fmax＜G，要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b。
根据受力分析，由平衡条件，当摩擦力向右时有：F安=T+f=BI1L，代入数据解得：
当摩擦力向左时有：F安=T-f=BI2L，代入数据解得：
I2=0.5A
所以电流范围是：0.5A到2.5A之间。
15．9×10-4Wb 4.5×10-2Wb/s 4.5V
【详解】
试题分析：磁通量的变化量△Φ=△BS=（0．6-0．3）×30×10-4Wb=9×10-4Wb．
磁通量的变化率
线圈中的感应电动势
考点：法拉第电磁感应定律
【名师点睛】
本题考查了法拉第电磁感应定律的基本运用，知道感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，基础题．
16．电流方向 安培定则 右 四指 大拇指
【详解】
通电螺线管的极性与电流的方向有关；它们之间的关系可由右手螺旋定则（安培定则）进行判定；定则内容为；用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向；大拇指指向螺线管内部的磁感线方向，即螺线管的N极；
17．BS BS 0
【详解】
[1]磁通量
则框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直时，则穿过平面的磁通量为BS；
[2]若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为
BScos60°=BS
[3]若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为0。
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