第三章 电磁场与电磁波初步 单元测试（Word版含答案）

第三章、电磁场与电磁波初步
一、选择题（共17题）
1．下面说法中正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，而法拉第发明了第一台发电机
B．匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍相同
C．开普勒提出了万有引力定律，卡文迪许较准确地测出了引力常量
D．处于静电平衡状态下的导体是一个等势体，但内部的场强不为零
2．下列关于磁场的说法中，正确的是(　　)
A．磁极与磁极间是直接发生作用的
B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
3．在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献．他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法，下列叙述正确的是　　
A．法拉第首先发现了电流的磁效应，并引入“场”的概念用来研究电和磁现象
B．点电荷是一个理想模型，只有电荷量很小的带电体才可看成点电荷
C．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律，洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
D．物理量电场强度、电容、磁感应强度都是采用比值法定义的
4．“比值定义法”对于构建物理概念有着重要作用，是物理学中一种常用方法，下面表达式中不属于比值定义法的是（　　）
A．电阻： B．磁感应强度：
C．电场强度： D．电流强度：
5．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列选项中说法全部正确的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律，并用扭秤实验测出了引力常量，他被誉为第一个“称出”地球质量的人
B．密立根通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值
C．法拉第历经10年的研究，于1931年提出了法拉第电磁感应定律
D．库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值
6．在物理学中常用比值法定义物理量．选出不是用比值法定义的物理量（ ）
A．用定义电场强度
B．用定义磁感应强度
C．用定义电容器的电容
D．用定义导体的电阻
7．了解物理规律的发现过程，学会象科学家那样观察和思考，往往比掌握知识更重要．下列说法符合实际的是
A．库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并进一步测得了元电荷的电荷量
B．伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点
C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D．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
8．如图所示，在匀强磁场中固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，通有垂直纸面向里的恒定电流，匀强磁场的方向水平向右，磁感应强度大小为1T，以直导线为中心作一个圆，圆周上c处的磁感应强度恰好为零，则下列说法正确的是（　　）
A．a处磁感应强度也为零
B．a处磁感应强度为2T，方向水平向左
C．d处磁感应强度为2T，方向与匀强磁场方向成45°角
D．b处磁感应强度为T，方向与匀强磁场方向成45°角
9．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
10．下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值像波长较短的方向移动
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
11．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示.有一种探测方法是，首先给金属长直管线通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为37°的b、c两点，测得b、c两点距离为L（ sin37°=0.6，cos37o=0.8）。由此可确定金属管线（　　）
A．垂直于EF，深度为 B．平行于EF，深度为
C．垂直于EF，深度为 D．平行于EF，深度为
12．“探究感应电流与磁通量变化的关系”的实验装置如图所示，下列操作中会产生感应电流的是（　　）
A．保持开关S始终闭合
B．保持开关S始终断开
C．保持开关S始终断开，迅速移动滑动变阻器的滑片
D．保持开关S始终闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
13．在物理学发展过程中，下列说法中符合史实的是
A．法拉第发现了电磁感应现象，伏特制作了世界上第一台发电机
B．欧姆发现了欧姆定律，安培发现了电流的磁效应
C．白炽灯工作就是应用了电流的热效应，郑和发明了指南针并用于航海
D．平均速度、瞬时速度、加速度的概念最早是伽利略建立的，密立根最早用实验测得元电荷e的数值
14．如图所示，直角三角形acd，∠a=60°，三根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b、c三点，其中b为ac的中点．三根导线中的电流大小分别为I、2I、3I，方向均垂直纸面向里．通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度B=，其中I表示电流强度，r表示该点到导线的距离，k为常数．已知a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为B0，则d点的磁感应强度大小为
A．B0 B．2B0 C．B0 D．4B0
15．地磁场使得从太阳射出的高能带电粒子流（通常叫太阳风）发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”.关于地磁场，下列说法正确的是（　　）
A．在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向南方
B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极
C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强
D．地磁场对直射赤道高能粒子流的减速作用比对直射南北极高能粒子流的减速作用弱
16．下图中能产生感应电流的是（　　）
A．
B．
C．通入增大的电流（水平直导线在水平圆环的正上方）
D．
17．用如图装置研究电磁感应现象在图示情况，当电键闭合瞬时，观察到电流表指针向右偏转，电键闭合一段时间后，为使电流表指针向左偏转，可采用的方法有　　
A．将变阻器滑动头向右端滑动 B．将一软铁棒插入线圈A中
C．将线圈A从线圈B中拔出 D．迅速断开电键
二、填空题
18．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”）．
19．判断下列说法的正误。
（1）磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质。________
（2）磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致。________
（3）磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。________
（4）通电直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的圆。________
（5）磁体的磁场和电流的磁场本质上是一样的。________
（6）环形电流的磁场相当于小磁针，通电螺线管的磁场相当于条形磁铁。________
20．电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图a所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．
（1）金属弦的作用类似“研究电磁感应现象”实验中铁芯的作用（铁芯靠近螺线管，磁性增强），则弦被拨动后靠近螺线管的过程中，通过放大器的电流方向为__________（以图象为准，填“向上”或“向下”）．
（2）下列说法不正确的是( )
A．金属弦上下振动的周期越大，螺线管内感应电流的方向变化也越快
B．金属弦上下振动过程中，经过相同位置时速度越大，螺线管中感应电动势也越大
C．若电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流强度增大而变响，则增减螺线管匝数会起到调节音量的作用
（3）若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图b所示，则对应感应电流的变化为：( )
21．如图，面积为S的线圈abcd垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈一半在磁场外．此时穿过线圈的磁通量为___；当线圈以ab为轴转过90°过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是__________．
综合题
22．查阅资料，简述软磁性材料和硬磁性材料的特点。
23．电视机的遥控器发出频率为2.5×1013Hz的红外线，传到3m远的电视遥控接收装置，需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？（已知红外线在空气中的速度为3×108m/s）
24．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，磁场有明显的圆形边界，圆心为，半径为。在纸面内先后放上、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，方向转过，线圈中磁通量改变多少；
（3）磁感应强度大小、方向均不变，线圈绕某直径转过，线圈中磁通量改变多少。
25．如图所示是录音磁头的工作原理图。录音时，磁带上一层磁性材料通过磁头的作用被磁化成类似于图中的小磁体，从而记录声音。请根据图中小磁体的极性标出此时磁头线圈中电流的方向。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，而法拉第发明了第一台发电机，A正确；
B．匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍大小相同，方向不同，B错误；
C．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许较准确地测出了引力常量，C错误；
D．处于静电平衡状态下的导体是一个等势体，在导体内部任意一点，感应电荷产生的附加电场的场强与场源电荷产生的场强大小相等，方向相反，导体内部场强处处为零，D错误；
故选A。
2．C
【详解】
A. 磁极与磁极的相互作用力是通过磁场来完成的，故A错误；
B. 磁场虽然看不见，摸不着，但却实际存在的，与电场一样都是客观存在的特殊物质， 磁感线不是磁场中真实存在的曲线，而是人为加上去的，故B错误，C正确；
D. 磁场是客观存在的物质，与磁极与磁极、磁极与电流是否发生作用无关，故D错误；
故选C.
3．D
【详解】
A、奥斯特首先发现了电流的磁效应，法拉第引入“场”的概念用来研究电和磁现象，故A错误；
B、点电荷是一个理想模型，带电体能否视为点电荷只需要分析其体积和大小是否在所研究的问题中能忽略，与电荷量无关，故B错误；
C、洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，故C错误；
D、物理量电场强度、电容、磁感应强度都是采用比值法定义的，故D正确；
故选D．
4．D
【详解】
“比值定义法”是用“比值”定义物理量的一种方法，其中的“比值”必须能表达出某种“属性”，且该“比值”与表示“分子”与“分母”的物理量无关，即若表示的分子或分母即使为零，所定义的物理量仍然存在。由于公式
中满足“比值定义”的含义，它们均属于比值定义法；而
当U为零时，电流为零，所以不满足比值法下定义；
故选D。
5．B
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了万有引力常量，被誉为第一个“称出”地球质量的人，故A错误；
B．密立根通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值，故B正确；
C．法拉第发现了磁生电的现象，纽曼和韦伯提出了法拉第电磁感应定律，故C错误；
D．库仑利用扭秤装置测出了带电小球之间的作用力，提出了库仑定律，并没有测出了静电力常量k，是麦克斯韦通过理论的计算得出了静电力常量，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．公式
是电场强度的定义式，采用比值定义法，定义出的电场强度E与F、q无关，选项A不符合题意；
B．公式
是磁感应强度的定义式，采用比值定义法，定义出的磁感应强度B与F、IL无关，选项B不符合题意；
C．公式
是电容的定义式，C与Q及U均无关，这个公式是比值定义法，选项C不符合题意；
D．公式
是电阻的决定式，R与ρ、L成正比，与S成反比，不符合比值定义法的共性，选项D符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
A．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律--库仑定律，并测出了静电力常量k的值，美国科学家密立根测得了元电荷的电荷量，故A错误；
B．伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点，故B正确；
C．法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；
D．欧姆发现了欧姆定律，说明了流过导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间的联系；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；故D错误.
故选B.
8．D
【详解】
由圆周上c处磁感应强度恰好为零可知，通电导线在a、b、c、d处磁感应强度大小为1T，方向分别为右、下、左、上
AB．a处磁感应强度为2T，方向水平向右，故AB错误；
C．d处磁感应强度为，方向东偏南45°，故C错误；
D．b处磁感应强度为，方向东偏北，故D正确。
故选D。
9．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．
10．B
【详解】
一切物体都在辐射电磁波，故A正确．物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与其它因素有关．故B错误．黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动，故C正确．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故D正确．此题选择不正确的选项，故选B．
11．D
【详解】
用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离电流最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，故说明这些点均离电流最近，根据电流应该平行EF；画出侧视图，如图所示
b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为37°，故金属管线在EF正下方，深度为，ABC错误，D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．开关始终闭合时，电流不变，不会产生电磁感应现象，不会产生感应电流，故A错误；
BC．开关始终断开时，电路中没有电流，不会产生电磁感应现象，不会产生感应电流，故BC错误；
D．保持开关S始终闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片，电路中电流变化，会产生电磁感应现象，会产生感应电流，故D正确。
故选D。
13．D
【详解】
A、法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机，故A错误；
B、奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C、北宋时期我国就发明了指南针，并开始用于航海事业，故C错误；
D、平均速度、瞬时速度、加速度的概念最早是伽利略建立的密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故D正确；
故选D.
14．D
【详解】
设直角三角形的ad边长为r，则ac边长为2r，根据直导线产生的磁感应强度公式可得a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为，方向由安培定则知水平向左；同理有c在d点产生的磁感应强度大小为，方向竖直向下；b在d点产生的磁感应强度大小为，方向垂直于bd斜向左下方；如图所示：
因，可知B1和B0的合磁感应强度沿B2的方向，故d点的总场强为，方向垂直于bd斜向左下方；故选D.
15．BC
【详解】
A．根据地理的南极是地磁的北极，在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向北方，所以A错误；
B．根据地理的南极是地磁的北极，则在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极，所以B正确；
C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强，因为在赤道位置粒子流的方向与磁场方向垂直，在两极方向平行，垂直时作用力最大，平行时磁场力为0，所以C正确；
D．地磁场对直射赤道高能粒子流的作用是偏转作用，不是减速作用，所以D错误；
故选BC。
16．BD
【详解】
A．要使线圈中产生感应电流，则穿过线圈的磁通量要发生变化，回路要闭合。因为线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；
B．两导体棒向左右两侧运动，闭合回路面积增大，且闭合，又在匀强电场中，故产生感应电流，故B正确；
C．通电直导线在铁环的正上方，根据安培定则可知，穿过铁环的磁通量始终是0，增大电流不能在铁环中产生感应电流，故C错误；
D．线框向右运动，穿过线圈的磁通量减小，所以产生感应电流，故D正确。
故选BD。
17．CD
【详解】
当电键闭合瞬时，穿过闭合线圈B的磁通量增大，电流表指针右偏，当左偏时，磁通量应该减小，CD对
18． 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。
19． 正确 正确 错误 正确 正确 正确
【解析】
略
20． 向下 A D
【详解】
试题分析：（1）被拨动后靠近螺线管的过程中，磁通量增大，根据楞次定律，产生的感应电流通过放大器的电流方向向下．
（2）金属弦上下振动的周期越大，知磁通量的变化率慢，螺线管内感应电流的方向变化也越慢．故A错误．
金属弦上下振动过程中，经过相同位置时速度越大，知磁通量的变化率越大，则感应电动势越大．故B正确．根据得，增减螺线管匝数，可以改变电动势，改变感应电流，从而起到调节音量的作用．故C正确．故选A．
（3）根据楞次定律，磁通量增加时和减小时产生的感应电流方向相反，从0时刻开始，磁通量的变化率越来越小，则感应电流的大小越来越小，然后磁通量的变化率越来越大，则感应电流反向越来越大．故D正确，ABC错误．故选D．
21． 先不变再变小
【详解】
当长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，此时穿过线圈的磁通量为；当线圈以ab为轴转到cd边的投影与虚线边界重合的过程中，磁通量不变为，此后再转动因有效面积变小使得磁通量变小；故全过程磁通量先不变后变小．
22．见解析
【解析】
硬磁性材料（永磁体）指磁化后能长久保持磁性的材料。常见的有高碳钢，铝镍钴合金、钛钴合金、钡铁氧体等。还应用于磁记录，如录音磁带、录象磁带、电脑磁盘粉等；软磁性材料指磁化后，不能保持原有的磁性。如软铁、硅钢、铁镍合金等。用来制造变压器、电磁铁等。
23．①1×10-8s；②2.5×105个
【详解】
①红外线在空气中传播可认为匀速传播，所以有S="v" t (1分)
∴红外线传到3m远的电视遥控接收装置，需要时间
t=s/v=3/3×108s=1×10-8s (1分)
②根据c=λf,红外线的波长
λ=c/f=3×108/(2.5×1013)m=1.2×10-5m (1分)
在这个距离中有n个波长,n=s/λ=3/(1.2×10-5)= 2.5×105个 (1分)
24．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）线圈面积正好与圆形磁场区域重合
即磁通量减少了；
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面积相同，故磁通量的变化量与线圈相同；
（2）磁场转过，线圈在垂直磁场方向的投影面积为
则
即磁通量减少了 ；
（3）初始时磁感线从线圈上平面穿入，线圈转过后，磁感线从该面穿出，故
即磁通量改变了。
25．如图所示
【详解】
根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可判断出：磁头左边是N极，右边是S极，然后再运用右手螺旋定则，用右手握住螺线管，让大拇指指向N极（左边），则四指指向螺线管中的电流方向，即通电螺线管在纸面一侧电流方向是向上的，如图所示。
答案第1页，共2页