第十三章 电磁感应与电磁波初步-综合练习（Word版含答案）

第十三章、电磁感应与电磁波初步
一、选择题（共16题）
1．首先发现小磁针在通电导线周围会发生偏转现象的物理学家是（　　）
A．法拉第 B．奥斯特 C．科拉顿 D．麦克斯韦
2．首先发现电流周围存在磁场的物理学家是（　　）
A．焦耳 B．密立根 C．奥斯特 D．法拉第
3．下列单位中与磁感应强度的单位T不相当的是（ ）
A．Wb/m2 B．N/（A m） C．N/（C m） D．kg/（s2 A）
4．发现电流的磁效应，揭示了电和磁的联系的物理学家是（ ）．
A．焦耳
B．奥斯特
C．库仑
D．亚里士多德
5．下列物理量是矢量，且单位正确的是（　　）
A．质量 B．位移 C．加速度 D．磁感应强度T
6．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指针偏转的是
A．将磁铁插入螺线管的过程中
B．磁铁放在螺线管中不动时
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．磁铁静止而将螺线管向上移动
7．如图所示，在匀强磁场中的U形导轨上，有两根等长的平行导线ab和cd，以相同的速度v匀速向右滑动．为使ab中有感应电流产生，对开关S来说(　　)
A．断开和闭合都可以 B．应断开
C．断开和闭合都不行 D．应闭合
8．如图所示，匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈，线圈的平面垂直于磁感线，下列哪种过程中线圈会产生感应电流（ ）
A．线圈扩张 B．线圈自下向上运动
C．线圈自上向下运动 D．线圈自左向右运动
9．电磁场理论的建立，开拓了广泛的现代技术应用空间，促进了现代社会的发展．建立电磁场理论的科学家是(　　)
A．牛顿 B．爱迪生
C．爱因斯坦 D．麦克斯韦
10．关于磁场中某点的磁感应强度的大小，下列说法中不正确的是（　　）
A．通电导线在某处受的安培力，其大小与该处的磁感应强度有关
B．B的大小与I，L的乘积无关，由磁场本身决定
C．B的大小和方向处处相同的区域叫匀强磁场
D．由B＝可知，B与F成正比，与I，L的乘积成反比
11．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的．对磁场认识正确的是
A．磁感线有可能出现相交的情况
B．磁感线总是由N极出发指向S极
C．某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致
D．若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零
12．一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过大小为I的电流时，所受安培力为F，下列关于磁感应强度B的说法中，正确的是（ ）
A．磁感应强度B一定等于
B．磁感应强度B可能大于或等于
C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大
D．在磁场中通电导线绝对不可能不受力
13．关于电场和磁场的概念，下列说法正确的是（　　）
A．试探电荷q置于某处所受电场力不为零，该处的电场强度有可能为零
B．试探电荷q置于某处电势能为零，该处的电势一定为零
C．电流元置于磁场中，所受的磁场力一定不为零
D．电流元置于某处所受的磁场力为F，该处的磁感应强度大小一定为
14．如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l．关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（ ）
A．a处的磁感应强度大小比c处的大
B．b、c两处的磁感应强度大小相等
C．a、c两处的磁感应强度方向相同
D．b处的磁感应强度为零
15．关于磁场的说法，正确的是　　
A．磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质
B．磁场是虚构的，实际上并不存在这种物质
C．磁场的性质是对放入其中的磁极有力的作用
D．磁场没有能量
16．长度l远大于半径R的通电螺线管(图甲)内部为匀强磁场，其轴线上的磁感应强度分布如图乙所示，已知端口截面中心处磁感应强度为管内的一半．则端口截面上距其中心r(0A． B． C．B0 D．1.2B0
二、填空题
17．李明利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，他把装置中的直铜线 ab 通过导线在量程为 3A 的电流表的两接线柱上，当让 ab 迅速运动时，并未发现电流表指针偏转， 可能原因是_________（写出至少两条），需要改进的方法是_____．
18．____________提出光是一种________波，_________用实验验证了这一预言.红外线最显著的作用是______，_______都会发出红外线，红外线波长比红光________，所以_______现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；紫外线的主要作用是_______，______能发出紫外线，紫外线还有_____效应和_______作用，伦琴射线又叫_________射线，波长比紫外线________.
19．安培定则
（1）直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与______方向一致，弯曲的四指所指的方向就是______环绕的方向，如图甲。
（2）环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与______的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上______的方向，如图乙。
（3）通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟______方向一致，拇指所指的方向就是螺线管______磁感线的方向，或拇指指向螺线管的______极，如图丙。
20．上海某校一教室墙上有一朝南的钢窗，窗高1.2m、宽0.75m。已知该处磁场的磁感应强度的水平分量为，则穿过该窗框平面的磁通量为__________Wb；把钢窗向外打开使窗转动180o，此过程中穿过窗框平面的磁通量变化量为__________Wb。
三、综合题
21．场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱等特点。将电流元IL垂直于磁场方向放入磁场中某处时，电流元所受到的磁场力F与电流元之比叫做该点的磁感应强度，即：
(1)请根据磁感应强度的定义特点写出电场强度的定义，并说明各物理量的含义；
(2)请根据磁感应强度的定义特点写出重力场强度的定义，并说明各物理量的含义。
22．医生用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知他的体温是多少，你知道其中的道理吗？
23．如图所示，当线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动时，线圈中是否有感应电流 为什么
24．大致画出图中各个磁场的磁感线的分布情况
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
首先观察到这个实验现象的物理学家丹麦物理学家奥斯特；故B正确，ACD错误
故选B。
2．C
【详解】
奥斯特观察到通电导线旁的小磁针发生偏转，从而证明了电流周围存在磁场。
故选C。
3．C
【详解】
A．由B=，则单位可以为Wb/m2．故A正确，不符合题意；
B．根据磁感应强度的定义式B=得，1T=1N/A m，故B正确，不符合题意．
C．由公式B=由安培力的单位是N，而电流的单位是A，长度的单位为m，则单位的换算可得N/A m，即为1T．故C错误，符合题意.
D．根据磁感应强度的定义式B=得，1T=1N/A m，1N/A m=1kg m/s2/（A m）=1kg/（s2 A）．故D正确，不符合题意；
故选C．
4．B
【详解】
发现电流的磁效应，揭示了电和磁的联系的物理学家是奥斯特，故选B.
5．D
【详解】
A．质量是标量，单位为kg，故A不符合题意；
B．位移是矢量，单位为m，故B不符合题意；
C．加速度是矢量，单位为m/s2，故C不符合题意；
D．磁感应强度是矢量，单位为T，故D符合题意。
故选D。
6．B
【详解】
AC．在磁铁插入、拉出过程中线圈中的磁通量均发生变化，回路中有感应电流，指针会偏转，因此AC错误；
B．磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故B正确．
D．磁铁静止而将螺线管向上移动，线圈中的磁通量发生变化，会有感应电流产生，故D错误．
7．D
【详解】
ABC．闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，若打开开关时，两根等长的平行导线ab和cd切割磁感线，因为相同的速度v匀速向右滑动，则闭合电路中的磁通量不发生变化，则不会产生感应电流，故ABC错误；
D．若闭合电路，棒在切割磁感线，穿过闭合回路abMN磁通量发生变化，则会产生感应电流，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A：线圈扩张，线圈中磁通量变大，线圈中会产生感应电流．故A项正确．
B：线圈自下向上运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故B项错误．
C：线圈自上向下运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故C项错误．
D：线圈自左向右运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故D项错误．
9．D
【详解】
麦克斯韦预言了电磁波的存在，并建立了电磁场理论，故D正确，ABC错误．
10．D
【详解】
A．通电导线在某处受的安培力取决于磁感线强度、电流大小及导线长度和夹角，故安培力的大小与该处的磁感应强度有关，故A正确；
BD．由可知，该公式是通过比值定义的，所以磁感应强度与安培力，与均无关，而由磁场本身性质决定，故B正确，D错误；
C．在匀强磁场中，各处的大小和方向处处相同，故C正确；
说法中不正确的故选D。
11．C
【详解】
A、在磁场中某点的磁场只能有一个方向，即该点的磁感线的切线方向，如果磁感线相交，则该点磁场就有两个方向了；错误
B、在磁铁外部磁感线是由N极出发指向S极，在磁铁内部磁感线是由S极出发指向N极；错误
C、在磁场中，某点的磁场的方向是该点放置的小磁针静止时N极所指方向；正确
D、若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，可能磁场和通电导线是平行的；错误
故选C
12．B
【详解】
试题分析: A、B、只有当通电导线与磁场垂直时，才有，不垂直时，故A错误，B正确．C、在磁场中同一位置，导线的放置方向不同，导线受力不一样，但磁感应强度一样．故C错误．D、当导线与磁场平行时，导线不受力．故D错误．故选B．
13．B
【详解】
A. 试探电荷q置于某处所受电场力不为零，该处的电场强度一定不等于零，A错误；
B. 试探电荷q置于某处电势能为零，该处的电势一定为零，B正确；
C. 电流元置于磁场中，若电流与磁感线平行，电流所受的磁场力等于零，C错误；
D. 电流元置于某处所受的磁场力为F，只有垂直放入磁场时，该处的磁感应强度大小才等于，D错误。
故选B。
14．AD
【详解】
由安培定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，故A对；ｂ、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，故B错；由安培定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，故C错；b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，故D对．
15．AC
【详解】
磁极周围存在磁场，磁场和电场一样都是一种客观存在的物质，A正确B错误；磁场的基本性质是对放入其中的磁极有力的作用，C正确；磁场和电场一样都是一种客观存在的物质，并且有一定的磁场能，D错误．
16．BCD
【详解】
长直螺线管内部是一匀强磁场，磁感应强度为B0；可以把一个长直螺线管看成是由左右两个螺线管（如图）构成的，它们各自在轴线上产生的磁感应强度为，并且方向相同（与轴线平行），故管口处的磁感应强度为管内的一半；在管口截面上距离中心r（017． 1、电流表量程太大 2、没有切割磁感线 换小量程的灵敏电流计、导体棒做切割磁感线运动
【详解】
中实验只有一根导体在切割磁感线运动，很少，电流表也不是灵敏电流表，实验的过程是正确的，所以产生的电流很小，电流表量程太大，电流表指针偏转幅度很少，或有切割磁感线．需要改进的方法是换小量程的灵敏电流计、导体棒做切割磁感线运动．
18． 麦克斯韦 电磁 赫兹 热效应 一切物体 长 衍射 化学效应 高温物体 荧光 杀菌、消毒 X 短
【详解】
麦克斯韦提出光是一种电磁波，后来赫兹用实验验证了这一预言.红外线最显著的作用是热效应；
一切物体都会发出红外线，由电磁波谱可知，红外线波长比红光长；
由发生明显衍射件可知，红外线衍射现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；
紫外线的主要作用是化学效应，高温物体能发出紫外线，紫外线还有荧光，杀菌、消毒作用；
伦琴射线又叫x射线，波长比紫外线短。
19． 电流 磁感线 环形电流 磁感线 电流 内部 N
【详解】
（1）直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲。
（2）环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向，如图乙。
（3）通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图丙。
20．
【详解】
由于窗户和磁场方向垂直，根据磁通量的定义可得
使窗转动180o后磁通量为
因此磁通量的变化
21．见解析所示
【解析】
(1)将试探电荷放入电场中某处时，试探电荷所受到的静电力与它的电荷量之比叫做电场强度，即。其中，E表示电场强度，q表示试探电荷的电荷量，F表示试探电荷所受到的静电力。
(2)将一物体放入重力场中某处时，物体所受到的重力与它的质量之比叫做重力场强度，即。其中，g表示重力场强度，m表示物体的质量，G表示物体所受到的重力。
22．见解析
【解析】
根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了。
23．a没有，b有，见解析
【解析】
在图（a）中，线圈绕平行于磁感线的轴转动，无论转到什么位置，线圈平面都没有磁感线穿过，即线圈的磁通量始终为零，所以线圈中没有感应电流。
在图（b）中，线圈绕垂直于磁感线的轴转动时，穿过线圈的磁感线条数不断发生变化，即磁通量发生了变化，所以线圈中有感应电流。
24．
【详解】
a中是环形电流，四指环绕的方向为电流的方向，拇指指向为螺线圈内部磁感线的方向；b中为通电直导线电流，拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁感线方向；c中运动的电荷，电流的方向和负电荷的运动方向相反，即电流方向向左，拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁感线方向；d中为环形电流，四指环绕的方向为电流的方向，拇指指向为磁感线方向；画出的各个磁场的磁感线的分布情况，如图所示：
答案第1页，共2页