第十三章电磁感应与电磁波初步 单元训练（word版含答案）

第十三章电磁感应与电磁波初步
一、选择题（共15题）
1．下列说法中符合物理学史的是（ ）
A．安培发现了电流的磁效应 B．法拉第发现电磁感应现象
C．奥斯特提出了分子电流假设 D．楞次发明了人类历史上第一台发电机
2．如图所示，两条长直导线垂直纸面放置，交纸面于A、B两点，导线中通有大小相等、方向相反的电流，C是A、B连线的中点，D是A、B连线中垂线上的点，下列说法正确的是（　　）
A．A、B之间相互吸引
B．C点的磁感应强度为零
C．D点的磁感应强度方向竖直向下
D．D点的磁感应强度大于C点的磁感应强度
3．如图所示，左侧的水平台面上固定着条形磁铁，右侧固定着一螺线管．下列判断正确的是
A．螺线管内的磁场方向向左，磁铁受到的斥力向左
B．螺线管内的磁场方向向左，磁铁受到的斥力向右
C．螺线管内的磁场方向向右，磁铁受到的斥力向左
D．螺线管内的磁场方向向右，磁铁受到的斥力向右
4．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示．结合上述材料，下列说法不正确的是（ ）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．在赤道上空，随高度的增大，磁场的强度越来越弱
5．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．可见光的波长比紫外线的短
B．卫星是用射线来传输信号的
C．在电磁波谱中，频率最高的是γ射线
D．医用消毒灯利用的是紫光具有消毒作用的特性
6．图为“研究电磁感应现象”的实验装置，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键按如图所示连接，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下．那么合上开关后，下列说法中正确的是 （ ）
A．将线圈A迅速插入线圈B时，电流计指针向左偏转一下
B．将线圈A插入线圈B稳定后，电流计指针一直向右偏
C．将线圈A插入线圈B稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，电流计指针向右偏转
D．将线圈A插入线圈B稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，电流计指针向左偏转
7．某同学在探究电流的磁效应实验中，将小磁针放置在水平桌面上，导线放置在小磁针的正上方，如图所示。将开关闭合，发现小磁针无偏转，经检查实验电路无故障。关于这次实验下列说法正确的是（　　）
A．通电导线的周围不存在磁场，所以小磁针不偏转
B．调节滑动变阻器，使电流变大，小磁针将会发生偏转
C．将电流反向，小磁针一定会发生偏转
D．将导线在水平面内旋转90°，使导线与小磁针平行，再闭合开关小磁针将会发生偏转
8．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是(　　)
A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
D．磁感线是闭合的曲线
9．学习物理除了知识的学习外，还要了解物理学家对物理规律的发现，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法．关于以上两点下列叙述正确的是(　　)
A．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系
B．库仑提出了用电场线描述电场的方法
C．用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法
D．在验证力的平行四边形定则的实验中使用了控制变量的方法
10．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流大小均为I，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为、和，下列说法正确的是（ ）
A．
B．，
C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里
D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里
11．下列有关物理学史的说法正确的是（ ）
A．牛顿应用理想斜面实验推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动原因” 的观点
B．法拉第发现了电流的磁效应
C．奥斯特发现了电磁感应现象
D．安培提出了分子电流假说
12．三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相同，如图所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B，则O处的磁感应强度的大小和方向为（　　）
A．大小为B，方向沿OA方向 B．大小为2B，方向竖直向下
C．大小为2B，方向沿OB方向 D．大小为2B，方向沿OA方向
13．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
14．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是变化的
B．变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是稳定的
C．周期性变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是周期性变化的
D．周期性变化的电场（或磁场）一定可以产生电磁波
15．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
二、填空题
16．微波炉的加热原理是：微波遇到食物中的______分子时，会产生微波效应，将电磁能转化为电能。
17．通电螺旋管对外相当于一个_____磁铁，它的两极和电流方向之间的关系可以用_____来判断．
18．由电流产生的磁场（用字母B表示）方向，确定图中导线或线圈里的电流方向。
A_________、B___________、C_____________、D_____________
19．三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流。它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示。已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为______。
三、综合题
20．通电直导线附近的小磁针如图所示，请标出导线中的电流方向。
21．如图所示，有一个垂直直面向里的匀强磁场，磁感应强度，磁场有明显的圆形边界，圆心为，半径为。现于纸面内先后放上、两个圆形单匝线圈，圆心均在处，线圈半径为，线圈半径为，问：
（1）在减为的过程中，和中磁通量分别改变多少？
（2）磁感应强度大小不变，方向绕直径转过30°过程中，线圈中磁通量改变多少？
（3）磁感应强度大小、方向均不变，线圈绕直径转过180°过程中，线圈中磁通量改变多少？
22．如图所示，在直角三角形的点和点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线，其中点处导线中电流强度为，方向垂直纸面向外，，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，为比例系数，为该点到导线的距离，为导线中的电流强度。今测得点的磁场沿方向向右，求：
(1)点处导线中电流的方向；
(2)点处导线中电流的大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；
B．法拉第发现电磁感应现象，选项B正确；
C．安培提出了分子电流假设，选项C错误；
D．法拉第发明了人类历史上第一台发电机，选项D错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．A、B两导线电流方向相反，所以导线A、B之间相互排斥，故A错误；
B．根据右手螺旋定则，A处导线在C点产生的磁场方向竖直向下，B处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0，故B错误；
C．A处导线在D处产生的磁场方向垂直于AD偏向左下，B处导线在D处产生的磁场方向垂直于BD偏向右下，根据平行四边形定则，知D处的磁场方向竖直向下，故C正确；
D．由上分析可知A、B导线在C处产生的磁场方向相同，且大于各自在D处产生的磁场，根据平行四边形定则，可知D点的磁感应强度小于C点的磁感应强度，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
由图可知，螺线管中电流方向，据安培定则可知，螺线管内的磁场方向向左；螺线管的左侧是N极，磁铁N极与螺线管的N极靠近，同名磁极相互排斥，磁铁受到的斥力向左．故A项正确，BCD项错误．选不正确的，则答案为BCD．
点睛：安培定则使用时，如果是直线电流，拇指表示电流方向，四指环绕的方向是直导线周围的磁场方向；如果是环形电流，四指环绕的方向表示电流方向，拇指指向轴线上磁感线的方向．
4．C
【详解】
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A不符合题意；
B．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B不符合题意；
C．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，曲线的切线为该点磁场的方向，所以不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C符合题意；
D．赤道上空，高度增加，磁感线分布越来越稀疏，磁场越来越弱，故D不符合题意；
故选C。
5．C
【详解】
A．可见光中紫光的频率最高而波长最短，而紫外线的频率比紫光更高，波长比紫光更短，故A错误；
B．卫星是利用微波来传输信号的，故B错误；
C．在电磁波谱中，频率最高的是γ射线，故C正确；
D．紫外线可以消毒，常应用于消毒灯，能起到杀菌、净化空气的作用，医用消毒灯利用的是紫外线，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；闭合电键，将原线圈迅速插入副线圈时，磁场方向不变，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏转，选项A错误；将线圈A插入线圈B稳定后，穿过副线圈的磁通量不变，则电流计指针不偏转，选项B错误；原线圈插入副线圈后，由电路图可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，原线圈电流变小，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将左偏转，选项C错误，D正确；故选D．
7．D
【详解】
AB．开关断开时小磁针N极垂直于纸面向里，N极指向地磁场方向，由右手螺旋定则可知通电导线在其正下方小磁针所在位置产生的磁场与地磁场方向相同，因此小磁针不发生偏转，故A、B错误；
C．将电流反向，小磁针所在位置处合磁场可能仍然与地磁场方向重合，小磁针未必会偏转，故C错误；
D．将导线在水平面内旋转90度，电流的磁场和地磁场方向不再重合，小磁针将转向两磁场合磁场的方向，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A、磁体外部磁感线由N极指向S极，而内部磁感线由S极指向N极；故A错误；
B、通电导体受力方向与磁场方向相互垂直；故B错误；
C、磁场的方向不能决定磁场的强弱，只有磁感线的疏密才能说明磁场的强弱，故C错误；
D、磁感线分布特点：在磁体外部磁感线从N极出发进入S极，在磁体内部从S极指向N极，磁感线是闭合的曲线，故D正确．
9．C
【详解】
A、1820年奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系；故A错误．B、法拉第提出了用电场线描述电场的方法；故B错误．C、用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法；故C正确．D、在验证力的平行四边形定则的实验中使用了等效替代法；故D错误．故选C．
10．C
【详解】
由题意可知，a点的磁感应强度由三条通电导线在此处产生磁场的磁感应强度叠加而成，相邻的两条通电导线产生的磁场相互抵消，第三条通电导线产生的磁场垂直纸面向外，而在b点与a点情况相同，相邻的两条通电导线产生的磁场相互抵消，第三条通电导线产生的磁场垂直纸面向外，而在c点三条通电导线产生的磁场方向相同，且均垂直纸面向里，所以叠加而成的磁场最强，方向垂直纸面向里。
故选C。
11．D
【详解】
A、伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点，故A错误．B、C、奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应定律；故B，C均错误．D、安培提出了分子电流假说，总结了磁铁和电流产生磁场的原因相同，故D正确．故选D.
12．D
【详解】
由安培定则知导线A、B在O处所产生的磁感应强度大小相等，方向相反，相互抵消，所以O处的磁感应强度即为导线C在O点所产生的磁感应强度，即大小为2B，由安培定则可判定其方向沿OA方向，故D正确，ABC错误；
故选D。
13．ABC
【详解】
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。
14．CD
【详解】
均匀变化的电场（或磁场）产生稳定的磁场（或电场）；周期性变化的电场（或磁场）产生周期性变化的磁场（或电场），周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互联系着形成统一的电磁场，电磁场传播出去就形成了电磁波，故CD正确，AB错误。
故选CD。
15．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。
16．水分子（极性分子）
【详解】
微波炉的加热原理是：微波遇到食物中的水分子（极性分子）时，会产生微波效应，将电磁能转化为电能。
17． 条形 安培定则
【详解】
试题分析：奥斯特发现了电流的磁效应，通电螺旋管对外相当于一个条形磁铁，它的两极和电流方向之间的关系可以用 安培定则来判断．
解：通电螺旋管对外相当于一个 条形磁铁，它的两极和电流方向之间的关系可以用 安培定则来判断．
故答案为条形，安培定则
18．
【详解】
A中为直导线电流产生的磁场，导线在两磁场的分界处，四指环绕的方向为磁场方向，拇指指向电流方向，B中类似环形电流，拇指的指向为磁场方向，四指环绕方向为电流方向，C中是两通电直导线产生的合磁场，D中为通电螺线管产生的磁场，先根据小磁针静止时N极的指向，判断螺线管外部磁感线，从而推出螺线管内部磁感线，即拇指的指向，最后判断四指环绕的方向。
19．3B
【详解】
假设正方形的边长为L，通电导线b在d处所产生磁场的磁感应强度大小为B，根据几何关系得
每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比则a与c在d处产生的磁场的强度
方向如图
则d点的磁感应强度
20．沿导线向上
【详解】
由题知：用右手握住直导线，让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向。由图根据以上方法可判断出通电直导线周围的磁感线方向正视是逆时针方向的，因为小磁针静止时，N极的指向为磁场方向，则直导线中电流方向向上。如图所示
21．（1），；（2）；（3）
【详解】
(1)线圈面积正好与圆形磁场区域重合
磁通量的变化量
解得
线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与线圈相同，故磁通量的变化量与a线圈相同。
(2)磁场转过30°，线圈面积在垂直磁场方向的投影为，则
磁通量的变化量
解得
(3)以线圈a正对读者的一面为观察对象，初状态磁感线从该面穿入，线圈转180°后，磁感线从该面穿出，故
可得
22．(1)垂直纸面向里；(2)
【详解】
（1）由题意，点磁场的磁感应强度沿方向向右，设A点处导线和点处导线在点激发的磁场的磁感应强度分别为和，根据安培定则可知BA方向垂直于AC斜向右上，则BB的方向一定为垂直于BC向下，如图所示，所以点处导线中电流垂直纸面向里。
（2）由图可知
由题意知
，
由几何关系知
联立解得
答案第1页，共2页