第六章 电磁现象与电磁波 单元测试 （含答案解析）

第六章电磁现象与电磁波
一、选择题（共15题）
1．指南针是我国古代的四大发明之一，司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在光滑青铜盘的中心，可以自由转动。《论衡·是应篇》中记载：“司南之，投之于地，其柢指南”，说的是将司南放在地上，它的勺柄静止时指向南方以下说法正确的是（　　）
A．司南的指向会受到附近磁铁的干扰
B．放置磁勺的光滑青铜盘可改用光滑的铁盘代替
C．司南静止时指向南方的勺柄是磁勺的N极
D．司南的勺柄在北半球和南半球指示的方向正好相反
2．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )
A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
3．下列说法中正确的是（　　）
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零
B．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
C．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
4．磁感应强度是描述磁场的重要概念，磁场的基本性质是对电流有磁场力的作用，则关于磁感应强度的的大小，下列说法正确的是（）
A．一小段通电直导线，在磁场某处受的力越大，该处的磁感应强度越大
B．一小段通电直导线在磁场某处受的力等于零，则该处的磁感应强度一定等于零
C．匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度逐渐减小
D．磁感线较密时，磁感应强的较大；磁感线较疏处，磁感应强度较小
5．在研究电磁感应现象的实验中，用导线将螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合电路，如图所示．在下列情况中，灵敏电流计指针不发生偏转的是
A．线圈不动，将磁铁向线圈中插入
B．线圈不动，将磁铁从线圈中抽出
C．磁铁放在线圈里不动
D．磁铁不动，将线圈上下移动
6．如图所示，匀强磁场中有一个矩形闭合导线框绕轴线顺时针转动。在线框由水平位置转动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．磁场的磁感应强度不断减小 B．穿过线框的磁通量保持不变
C．穿过线框的磁感线条数增多 D．在线框中会产生感应电流
7．关于磁场，下列说法中正确的是（　　）
A．指南针的使用，说明地球有磁场
B．磁场的方向与放在该点的通电直导线所受磁场力方向一致
C．磁感线是用来描述磁场相关性的曲线，它与磁场一样真实存在
D．磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大
8．图中能正确表示通电导线附近磁感线分布的是（ ）
A． B． C． D．
9．将静止的点电荷形成的电场线和静止的磁极形成的磁感线统称为场线，将电场强度和磁感强度统称为场强，以下关于场线和场强的说法中，错误的是
A．场线都是闭合的 B．场线不可能相交
C．场线的疏密表示场强的大小 D．场线都是假想的线
10．如图，点为纸面内矩形的中心，和是其上、下两边的中点，两根通电长直导线垂直纸面固定在矩形左右两边的中点处，两导线中的电流强度大小相等、方向相反。已知通电长直导线周围磁场中某点磁感应强度大小与导线中电流强度成正比，与该点到导线的距离成反比，不计地磁场的影响，则（　　）
A．点的磁感应强度为零
B．、两点磁感应强度大小相等、方向相反
C．放在、两点的小磁针，静止时极指向相同
D．电子沿做直线运动的过程中，经过点时受到的磁场力最大
11．关于磁感线的下列说法中，正确的是（ ）
A．磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线
B．磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同
C．磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极
D．磁感线有可能出现相交的情况
12．如图所示为六根与水平面平行的导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个角，导线所通电流方向已在图中标出。已知每条导线在O点磁感应强度大小为，则正六边形中心O处磁感应强度的大小和方向（　　）
A．大小为零
B．大小，方向沿轴负方向
C．大小，方向沿轴正方向
D．大小，方向沿y轴正方向
13．关于磁感应强度方向和电场强度方向，下列说法正确的有(　　)
A．电场强度方向与电荷所受电场力方向相同
B．电场强度与正电荷所受电场力方向相同
C．磁感应强度方向与小磁针N极所受磁场力方向相同
D．磁感应强度方向与小磁针静止时N极所指的方向相同
14．2014年3月8日马来西亚航班MH370失联前与塔台和卫星之间通过电磁波相联系.以下说法正确的是
A．航班与卫星间联系主要以微波的形式
B．MH370发出的电磁波频率是定值，不能改变
C．电磁波由真空进入介质，速度变小
D．电磁波由真空进入介质，频率不变
E．只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失
15．下列关于磁场的说法中，正确的是（　　）
A．磁场跟电场一样，是人为假设的
B．指南针指南说明地球周围有磁场
C．只有磁极在自己周围的空间才会产生磁场
D．磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的
二、填空题
16．如图所示是“探究感应电流与磁通量变化的关系”的实验装置。开关总是闭合的，滑动变阻器的滑动触头向左加速滑动，线圈B中______电流产生（选填“有”或“无”）。
17．用安培定则判断直线电流周围磁感线方向时，伸直的拇指方向指向与______的方向一致；螺丝刀与磁铁接触后就会显示出磁性的现象叫做__________；如图所示，矩形闭合导线框abcd绕轴线OO′在匀强磁场中转动，线框中________感应电流。（选填“产生”或“不产生”）
18．如下图所示，矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内、一半在匀强磁场外。已知磁感应强度为，线圈面积为，现使线圈从图示位置开始匀速转动；如果转动轴为，则在线圈转动的过程中，磁通量的改变量大小为_______，线圈中_______（填“能”或“不能”）产生感应电流；如果转动轴为，则在线圈转动的过程中，磁通量的改变量大小为_______，线圈中______（填“能”或“不能”）产生感应电流。
19．电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的_______Il叫作电流元。
三、综合题
20．某部侦探小说中描述了这样一种窃听电话的方法：窃听者将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的，如图所示。请运用所学知识分析该方法是否可行，为什么？
21．请思考：量子论关于能量的观点与经典物理学的观点有什么不同？请结合图，与同学们交流体会。
22．一光滑木杆竖直放在桌面上，上面套有三个磁环、和，处于平衡状态其中环位于桌面上，相邻两磁环间的距离分别为和，如图所示.若两磁环间的作用力与两磁环间的距离的4次方成反比，环的质量为的两倍，忽略环与之间的作用力，则_____
23．太阳光垂直照射到地面上时，地面接收太阳光的功率为1.4kW，其中可见光部分约占45%．
（1）假如认为可见光的波长约为，日地间距离，普朗克常量，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少？
（2）若已知地球的半径，估算地球接收的太阳光的总功率．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．司南的磁勺具有磁性，会受到磁场的作用力，即会受到附近磁铁的干扰，A正确；
B．磁勺会对铁盘产生吸引，影响磁勺转动，故不能改用光滑的铁盘代替，B错误；
C．由于南方对应的是地磁场的N极，司南静止时指向南方的应是勺柄是磁勺的S极，C错误；
D．地磁场的方向由南方（地磁N极）指向北方（地磁S极），与南北半球无关，故司南的勺柄在北半球和南半球指示的方向均相同，D错误。
故选A。
2．B
【详解】
试题分析：电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，故选项A错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，故选项B正确；太阳光中的可见光的传播速度是光速，医院“B超”中的超声波传播速度是声速，二者的大小不相同，故选项C错误；遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长不相同，故选项D错误．
3．B
【详解】
A．电荷在电场中某处不受电场力，可知电场强度为零，故A错误；
B．根据
知，电荷受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱，故B正确；
C．一小段通电导线在磁场中不受磁场力，可能是导线的方向与磁场方向平行，磁感应强度不一定为零，故C错误；
D．只有当导线中电流的方向与磁场的方向垂直时，导线所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值才能表示该处磁场的强弱，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
AB. 磁场的强弱由磁场本身的性质决定，与放入磁场中的电流元无关，电流元在磁场中所受的力越大，该点磁感应强度不变，所受力等于零，磁感应强度仍然未变，故A、B错误；
C. 匀强磁场中各处的磁感应强度都是相同的，故C错误；
D. 磁感线疏密表示磁场的强弱，故磁感线越密的地方磁场越强，越疏的地方，磁场越弱，故D正确．
5．C
【详解】
A：线圈不动，将磁铁向线圈中插入，螺线管中的磁通量增大；螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合电路；电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转．故A项不选．
B：线圈不动，将磁铁从线圈中抽出，螺线管中的磁通量减小；螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合电路；电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转．故B项不选．
C：磁铁放在线圈里不动，螺线管中的磁通量不变；电路中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转．故C项应选择．
D：磁铁不动，将线圈上下移动，螺线管中的磁通量不断变化；螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合电路；电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转．故D项不选．
6．D
【详解】
A．磁场的磁感应强度不变，A错误；
B．磁感线穿过线圈的面积发生变化，故穿过线框的磁通量发生变化，B错误；
C．磁感线穿过线圈的面积减小，给穿过线框的磁感线条数减小，C错误；
D．磁感线穿过线圈的面积发生变化，故穿过线框的磁通量发生变化，故在线框中会产生感应电流，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
A．指南针是由磁性材料做成的，指南针指南说明它受到磁场的作用，说明地球周围有磁场，故A正确；
B．根据左手定则，可得磁场的方向与放在该点的通电直导线所受磁场力方向垂直，故B错误；
C．磁感线是人为假想出来，用来描述磁场相关性的曲线，它不是真实存在的，故C错误；
D．在计算磁通量的公式 Φ=BS 中S指的是磁场穿过线圈的有效面积，不一定等于线圈面积，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
A、电流竖直向上，则根据安培定则可知，左侧磁场向外，右侧磁场向里，故A错误；
B、电流向上，则根据安培定则可知，从上向下看磁感线为逆时针方向，故B正确；
C、电流向外，则根据安培定则可知，磁场应为逆时针方向，故C错误；
D、电流向右，则根据安培定则可知，上方磁感线应向外，下方磁感线向里，故D错误．
9．A
【详解】
A项：磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合的，故A错误；
B项：磁感线与电场线不可能相交，如果相交则在同一地方场强方向有两个不同的方向，故B正确；
C项：磁感线与电场线的疏密表示场强的大小，故C正确；
D项：磁感线与电场线都是为了更形象描述磁场与电场所假想的曲线，实际并不存在，故D正确，所本题应选A．
10．C
【详解】
A．通电直导线产生的磁场方向根据右手定则可知，两导线在点产生得磁场方向均竖直向上，点的磁感应强度竖直向上不为零，A错误；
B．根据右手定则和磁场叠加原理，、两点磁感应强度大小相等、方向相同，均竖直向上，B错误；
C．设通电直导线产生的磁场，导线l1与 l2在a点产生的磁场强度分别为
，
同理在c点产生的磁场为
，
a、c点的合磁场如图矢量合成
，
故放在、两点的小磁针，静止时极指向相同，C正确；
D．电子沿ef做直线运动，O点磁场强度最大，但电磁力
由于v的大小不知，故O点磁场强度最大但不一定F也是最大，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
试题分析：磁感线不是真是存在的，选项A错误；磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同，选项B正确；在磁铁的外部，磁铁的磁感线从磁铁的N极出发，指向S极，在内部正好相反，磁感线为闭合曲线，选项C错误；磁感线永不相交，选项D错误；故选B
12．D
【详解】
根据磁场的叠加原理，将最右面电流向里的导线在O点产生的磁场与最左面电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B1；
同理，将左上方电流向外的导线在O点产生的磁场与右下方电流向里的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B2；
将右上方电流向里的导线在O点产生的磁场与左下方电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B3。
如图所示：
根据磁场叠加原理可知
由几何关系可知B2与B3的夹角为120°，故将B2与B3合成，则它们的合磁感应强度大小也为2B0，方向与B1的方向相同，最后将其与B1合成，可得正六边形中心处磁感应强度大小为4 B0，方向沿y轴正方向.
选项D正确，ABC错误。
故选D。
13．BCD
【详解】
物理学上规定正电荷在电场中的受力方向为该点电场方向，小磁针N极受力的方向为该点的磁场方向，亦即小磁针静止时N极所指的方向，故BCD正确，A错误；故选BCD.
14．ACD
【详解】
航班与卫星间联系主要以微波的形式传播，天波遇到大气中的电离层就反射了，A项正确；MH370发出的电磁波，频率是可以改变的，B项错误；电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变，C、D项正确；一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源的电磁振荡停止时，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会消失，故E错误；故选ACD.
15．BD
【详解】
A．磁场跟电场一样，是客观存在的物质，不是人为假设的，选项A错误；
B．指南针指南说明地球周围有磁场，选项B正确；
C．磁极和电流都能在自己周围的空间产生磁场，选项C错误；
D．磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的，选项D正确。
故选BD。
16．有
【详解】
开关总是闭合的，滑动变阻器的滑动触头向左加速滑动，线圈A中的电流变化，那么穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中一定有电流产生。
17． 电流 磁化 产生
【详解】
用安培定则判断直线电流周围磁感线方向时，伸直的拇指方向指向与电流的方向一致；
螺丝刀与磁铁接触后就会显示出磁性的现象叫做磁化；
如图所示，矩形闭合导线框abcd绕轴线OO′在匀强磁场中转动，线框中磁通量不断变化，则产生感应电流。
18． 0 不能 能
【详解】
在线圈以bc为轴转动的过程中，磁通量不变，即磁通量的改变量大小为0；线圈中不能产生感应电流；
如果转动轴为，则在线圈转动的过程中，磁通量的改变量大小为
线圈中能产生感应电流。
19．乘积
【详解】
电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫作电流元。
20．电话中的电流大小和方向都随时间变化，因此电话线周围产生变化的磁场，通过耳机这个闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流，因此可以窃听到电话。
【详解】
电话中的电流大小和方向都随时间变化，因此电话线周围产生变化的磁场，通过耳机这个闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流，因此可以窃听到电话。
21．量子论认为能量是一份一份的进行辐射或吸收；经典物理学认为能量是连续变化的
【详解】
量子论关于能量的观点是：在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，也就是认为微粒辐射或吸收能量时只能一份一份的进行；
经典物理学中认为能量是连续变化的。
22．
【详解】
对环：
①
对环：
②
③
由①③式得：
④
联立①②③可得：
⑤
由④⑤得：
所以可得：
.
23．（1）个 （2）
【详解】
(1)设地面上垂直于阳光的面积上每秒钟接收的可见光光子数为n，则有
设想一个以太阳为球心、以日地间距离为半径的大球面包围着太阳，大球面接收的光子数即等于太阳辐射的全部光子数，则所求可见光光子数
联立得
个．
(2)地球背着太阳的半个球面没有接收太阳光，地球向阳的半个球面面积也不都与太阳光垂直．接收太阳光辐射且与阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积，则地球接收太阳光的总功率P，则有
答案第1页，共2页