第5章 电磁场与电磁波单元卷（Word版含答案）

第5章电磁场与电磁波
一、选择题（共15题）
1．用安培定则判断通电直导线周围的磁场方向时，弯曲四指所指的方向与（　　）
A．电流方向相同 B．电流方向相反
C．磁感线环绕方向相同 D．磁感线环绕方向相反
2．如图所示，平行于纸面的导线环中通有沿顺时针方向的电流，小磁针最后静止时N极的指向应为（　　）
A．向右 B．向左 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向内
3．关于磁通量下列说法正确的是（　　）
A．磁通量越大并不表示磁感应强度越大
B．面积越大穿过它的磁通量也越大
C．穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度
D．磁通量不仅有大小而且有方向是矢量
4．下列各图中，已标出电流I和磁感应强度B的方向，其中符合安培右手螺旋定则的是（　　）
A． B．
C． D．
5．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法，以下表达式中不属于用比值法定义的是（　　）
A． B． C． D．
6．某磁场的磁感线分布如图所示，则a、b两点磁场强弱是
A．a点强
B．b点强
C．a、b两点一样强
D．无法确定
7．下列物理量中属于矢量的是（　　）
A．压强 B．功率 C．磁场强度 D．电流强度
8．下列描述中符合物理学史实的是
A．奥斯特提出了分子电流假说，并很好地解释了一些磁现象
B．安培提出了用电场线来描述电场的观点
C．库仑发现了真空中两个静止电荷之间的相互作用规律
D．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应
9．下列每组中三个单位均为国际单位制基本单位的是（　　）
A．克、秒、牛顿 B．千克、秒、安培
C．瓦特、焦耳、韦伯 D．库仑、毫米、特斯拉
10．如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ，穿过线圈的磁通量为Φ，已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边的直导线对称，虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等，虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称，且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相等，现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置，则（　　）
A．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小不变
B．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ
C．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化为零
D．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小不变
11．关于磁通量，下列说法正确的是（　　）
A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量
B．磁感应强度越大，磁通量越大
C．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
12．下列关于磁感应强度的说法正确的是
A．有可知，磁场中某点的磁感应强度B与磁场力F成正比，与电流元IL成反比
B．磁场中某点磁感应强度B由磁场本身性质决定，与磁场力F、电流元IL无关
C．垂直于磁场放置的额通电导线受磁场力的方向就是该点磁感应强度的方向
D．通电导线不受磁场力的地方，磁感应强度一定为零
13．自然界的力、电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法正确的是（ ）
A．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系
C．安培分子电流假说认为分子电流使每个物质微粒成为微小的磁铁，它的两侧相当于两个磁极
D．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系
14．下列各图中，小磁针的指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
15．关于磁感线，以下说法中正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中客观存在的曲线
B．磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，也是该点的磁感应强度方向
C．磁感线起始于磁铁的N极，终止于磁铁的S极
D．磁感线是闭合曲线
二、填空题
16．面积为的矩形导线圈处于磁感应强度大小为、方向水平的匀强磁场中，线圈平面与磁感线方向垂直，穿过该线圈的磁通量为_______，若以线圈边为轴，使线圈顺时针转动，则在该转动过程中，穿过该线圈的磁通量_______（填“变大”、“变小”、“不变”或“先变大后变小”）．
17．如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为______________
18．如下图所示，在水平虚线上方有磁感应强度为2B、方向水平向右的匀强磁场，下方有磁感应强度为B、方向水平向左的匀强磁场．边长为l的正方形线圈放置在两个磁场中，线圈平面与水平虚线成α角，线圈分处在两个磁场中的面积相等，则穿过线圈上方的磁通量的大小为_______，穿过线圈下方的磁通量的大小为_______，穿过线圈平面的磁通量的大小为______．
19．如图所示，一块木板右端固定条形磁铁A，总质量为，将质量为m的条形磁铁B放在木板左端，与A磁铁N、S极相对，与木板间动摩擦因数为0.5。若使整个装置保持水平做自由落体运动，释放的瞬间磁铁B加速度为，则A、B之间的相互作用力大小为_________；若B放回左端，将整个装置放在粗糙水平桌面上（动摩擦因数为0.5）.给B向左的初速度，同时给木板和A向右的初速度，则此瞬间木板的加速度为___________。
三、综合题
20．如图所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B.试求：
(1)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
21．某地地磁场磁感应强度B的水平分量Bx=0.18×10-4 T，竖直分量By=0.54×0-4 T．求：
(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角；
(2)在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ．
22．把小磁针放在磁场中，磁场的磁感线如图所示，说明该磁场的特点，小磁针将怎样转动？它最终停在哪个位置？
23．如图所示，在条形磁铁的中部，有一个弹性圆环A，磁铁位于圆心且与圆环平面垂直。现使环的半径增大，则穿过环的磁通量怎样变化？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
用安培定则判断通电直导线周围的磁场方向时，弯曲四指所指的方向与磁感线环绕方向相同。
故选C。
2．D
【详解】
根据安培定则可知导线环中电流在小磁针处产生的磁场方向为垂直纸面向内，所以小磁针最后静止时N极的指向应为垂直纸面向内，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．A
【详解】
AB．磁通量的大小除与磁感应强度有关，还与线圈的面积及夹角有关，所以磁通量越大并不表示磁感应强度越大，A正确；B错误；
C．当磁感线与线圈平面垂直时，磁通量的大小Φ=BS，因此磁感应强度
可知穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度，C错误；
D．磁通量的正负是表示从哪一个面穿过，不表示其方向，故磁通量不是矢量，D错误。
故选A。
4．C
【详解】
根据安培右手螺旋定则，A图中直导线的右侧磁场应该是向里，左侧向外；B图中磁场应该是顺时针方向；C图中通电线圈内部磁场向里，外部向外；D图中螺线管内部磁场应该向左。故只有C正确。
故选C。
5．B
【详解】
比值法定义，被定义的物理量与用来定义的物理量间没有因果关联，例如电场强度E与试探电荷的电量q以及受的电场力F无关；磁感应强度B与电流元受的安培力F和IL无关；电容器的电容C与电容器带电量Q以及两板间电压U无关，所以选项中只有B有因果关联，符合题意。
故选B。
6．B
【详解】
在磁场中，b点的磁感线比a点的磁感线密，所以b点的磁场比a点强．故B正确，A、C、D错误．
故选B．
7．C
【详解】
压强和功率只有大小无方向，是标量；电流强度有大小，虽有方向，但是合成时不满足平行四边形定则，则是标量；磁场强度既有大小又有方向，是矢量。
故选C。
8．C
【详解】
试题分析：安培提出了分子电流假说，并很好地解释了一些磁现象，A错误；法拉第提出了用电场线来描述电场的观点，B错误；库仑发现了真空中两个静止电荷之间的相互作用规律，C正确；奥斯特根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应，D错误；故选C．
9．B
【详解】
国际单位制中有七个基本单位，分别是：千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。因此B正确，ACD错误。
故选B。
10．B
【详解】
A．将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅱ时，由通电直导线产生的磁场分布可知，线圈在实线位置Ⅰ的合磁场方向向外，而在虚线位置Ⅱ的合磁场方向向里，且这两个位置对应的磁场也不相同，故磁通量大小发生变化，故A错误；
B．虚线位置Ⅲ在两导线之间且距离两直导线的距离相等，磁通量为零，将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ，故B正确；
C．题图示虚线位置Ⅳ的磁场方向垂直纸面向里，而实线位置Ⅰ的磁场方向垂直纸面向外，两个位置磁通量大小相等，所以将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化大小为2Φ，故C错误；
D．将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅴ时，由于线圈平面距离两导线的距离不相等，故磁通量也不相等，即磁通量大小发生变化，故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．磁通量有大小，没有方向，但有正负，是标量，A错误；
B．磁通量与磁感应强度无关，当磁通量越大，磁感应强度可能不变，B错误；
C．当磁感线与线圈平行时，穿过线圈的磁通量为零，而磁感应强度不一定为零，C正确；
D．磁通量是穿过线圈的磁感线的多少，而磁感应强度是描述磁场的强弱，两者不是相同的概念，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A、B、公式是磁感应强度的定义式，运用比值法定义，B与F、IL无关，B反映磁场本身的性质，则A错误，B正确；C、由左手定则知磁感应强度的方向与安培力的方向相互垂直，C错误；D、一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场，也可能有磁场，比如通电导体与磁场平行，故D错误．故选B.
13．ACD
【详解】
试题分析：法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，选项A正确；焦耳发现了焦耳定律，说明了热现象和电现象之间存在联系，选项B错误；安培分子电流假说认为分子电流使每个物质微粒成为微小的磁铁，它的两侧相当于两个磁极，即分子电流假说，选项C正确；奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系，选项D正确；故选ACD.
14．BD
【详解】
A．根据安培定则可知环形电流在小磁针处产生磁场的方向为垂直纸面向外，所以小磁针N极应指向垂直纸面向外，故A错误；
B．地磁S极在地球北极附近，所以地球北极上空的小磁针N极应指向地球北极，故B正确；
C．图中小磁针应沿竖直方向，且N极向下，故C错误；
D．根据安培定则可知通电直导线在小磁针处产生磁场的方向为竖直向下，所以小磁针沿竖直方向且N极向下，故D正确。
故选BD。
15．BD
【详解】
A．磁场是客观存在的，但磁感线不是实际存在的，故A错误；
B．磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，也是该点的磁感应强度方向，故B正确；
CD．磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极，形成闭合的曲线，故C错误，D正确。
故选BD。
16． 变小
【详解】
线圈平面与磁感线方向垂直，穿过该线圈的磁通量为
若以线圈边为轴，使线圈顺时针转动，则在该转动过程中，磁感应强度与面的夹角由90°逐渐变小至0，则穿过该线圈的磁通量
变小。
17． ;
【详解】
当正方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为：
18． ; ; ;
【详解】
公式Φ＝BS中S表示与磁场方向垂直的面积，所以当线框与磁场不垂直时，需要将线框投影到垂直磁场方向上，故穿过线圈上方的磁通量的大小为Φ1＝BL2sinα，穿过线圈下方的磁通量的大小为Φ2＝BL2sinα，所以穿过线圈的磁场量为Φ＝Φ1－Φ2＝BL2sinα.
19．
【详解】
若使整个装置保持水平做自由落体运动时，B受力如图所示，由牛顿第二定律可得
代入数据解得
若B放回左端，将整个装置放在粗糙水平桌面上（动摩擦因数为0.5）.给B向左的初速度，同时给木板和A向右的初速度，木板的受力分析如图所示，由牛顿第二定律可得
， ，
代入数据解得
20．(1)-BS; (2)-2BS
【详解】
（1）框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量：Φ=BS；从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量变为0，则磁通量的变化量为0-BS=-BS；
（2）若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量为-BS，磁通量的变化量为：
（-BS）-BS=-2BS；
21．(1)0.57×10-4 T方向，磁倾角71°34′； (2)1.1×10-4 Wb
【详解】
（1）根据题意可知，依据平行四边形定则可得地磁场B的大小为
B与水平方向的夹角(即磁倾角)
（2）地磁场与水平面不垂直，取其与水平面垂直的By分量，故磁通量为
Φ=ByS=0.54×10-4×2.0 Wb=1.1×10-4 Wb
22．小磁针将顺时针转动，最终小磁针的N极将指向左。
【详解】
小磁针的N极最终要指向磁场的方向，即小磁针将顺时针转动，最终小磁针的N极将指向左。
23．减小
【详解】
在环内的磁场有两个，一个是磁铁内部方向向上的磁场，还有一个是磁铁外部方向向下的磁场；当环的半径增加时，磁铁内部的磁感线条数不变，而磁铁外部的磁感线条数将增加，抵消作用将增加，所以磁通量减小。
答案第1页，共2页