第五章 电磁场与电磁波 单元测试（word版含答案）

第五章、电磁场与电磁波
一、选择题（共16题）
1．如图所示是最早的磁性指向器——司南，司南能指南北的原因是（ ）
A．太阳周围有磁场 B．月球周围有磁场
C．地球周围有磁场 D．地球内部有根条形磁铁
2．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )
A．一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零
B．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零
C．放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是 1 T
D．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同
3．下列说法正确的是( )
A．弹簧的劲度系数与弹簧的形变量成正比
B．法拉第通过实验首先发现了电流的磁效应
C．动车高速运行时，惯性与静止时一样大
D．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反
4．某同学在赤道附近做“探究通电直导线产生的磁场”实验时，先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，当通入恒定电流时，发现小磁针静止时的N极指向为北偏西60°，他通过查阅资料知当地的地磁场磁感应强度为B，则通电导线产生的磁场在小磁针所在处的磁感应强度和通入的电流方向为（　　）
A．2B，由南向北 B．2B，由北向南
C．，由南向北 D．，由北向南
5．一条沿东西方向水平放置的长直导线，通以由东向西的电流，则在它附近正下方某点的磁场方向为（ ）
A．向东 B．向西 C．向南 D．向北
6．将面积为0.5m2的线圈，放在磁感应强度B=2.0×10-3T的匀强磁场中，穿过线圈的磁通量不可能为（　　）
A．0.25×10-3Wb B．0.5×10-3Wb C．1.0×10-3Wb D．2.5×10-3Wb
7．中国是世界上研究磁现象最早的国家，中国的四大发明之一“司南”，如图所示，司南在地磁场的作用下具有指向性。下列关于司南的说法正确的是（　　）
A．司南是用金属铜制成的勺子，放在刻有方位的磁盘上，当它静止时，勺柄指南
B．司南是用金属铜制成的勺子，放在刻有方位的磁盘上，当它静止时，勺柄指北
C．司南是用天然磁石制成的勺子，放在刻有方位的铜盘上，当它静止时，勺柄指南
D．司南是用天然磁石制成的勺子，放在刻有方位的铜盘上，当它静止时，勺柄指北
8．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．a、b两处的磁感应强度大小均为0
B．a处的磁感应强度大于b处的磁感应强度
C．a处的磁感应强度小于b处的磁感应强度
D．无法判断a、b两处的磁感应强度大小
9．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述符合物理学史的是(　　)
A．伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
B．牛顿发现了万有引力定律，并预言了引力波的存在
C．法拉第首次引入电场线和磁感线，极大地促进了人类对电磁现象的研究
D．库仑提出了库仑定律，并用油滴实验测得了元电荷的值
10．下列关于地磁场的说法正确的是（　　）
A．地磁场在地球表面附近大小是不变的
B．地磁场的方向与地球表面平行
C．地磁场的N极与地理南极完全重合
D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
11．如图所示为电流天平原理示意图，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为L，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.现用其来测量匀强磁场的磁感应强度.当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力加速度为g。由此可知（　　）
A．磁感应强度的方向垂直纸面向里
B．磁感应强度大小为
C．磁感应强度大小为
D．以上结果都不对
12．如图所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线（垂直纸面）均相距较远。a、b、c、d四个小磁针放置在图示位置，其中b放置在螺旋管内部。当开关闭合后，小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的小磁针是（　　）
A．a和b B．b和c C．c和d D．b和d
13．如图所示，a、b是两根垂直纸面的通有等值电流的直导体，两导线外有一点P，P点到a、b距离相等，要使P点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为
A．都向纸里
B．都向纸外
C．a中电流方向向纸外，b中向纸里
D．a中电流方向向纸里，b中向纸外
14．下列说法正确的是（ ）
A．电荷量，电容，磁通量，电动势都是标量
B．提出“在电荷的周围存在着由它产生的电场”的观点的科学家是法拉第
C．首先发现电流磁效应的科学家是库仑
D．所用的物理方法是比值定义法
15．关于电场线、磁感线的性质，下列说法正确的是
A．电场线、磁感线都是假想的，不是真实存在的
B．电场线、磁感线都是闭合曲线
C．电场线、磁感线的疏密都表示场的强弱
D．电场线、磁感线都是不相交的曲线
16．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
17．磁感应强度为的匀强磁场方向水平向右，面积为S的矩形线圈如图所示放置，平面与竖直方向成角，则穿过线圈平面的磁通量为__________；若按图示方向将绕轴转至与磁场方向垂直的虚线位置，则穿过线圈平面的磁通量变化量为__________。
18．一个磁场的磁感线如图所示，一个小磁针被放入磁场中，则小磁针沿顺时针转动，则磁场方向________．（填“向左”或“向右”）。
19．条形磁铁有两极，它们是______极和______极。磁铁外部，磁感线从磁铁的______极出发，终止于______极。
20．地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，其间有一个交角，叫做___________．
三、综合题
21．匀强磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5A，导线长1cm，它受到的磁场力为5.0×10-2N。
(1)求这个位置的磁感应强度；
(2)把通电导线中的电流增大到5A时，这一位置的磁感应强度会发生变化吗？
22．科学研究发现，地球的磁极在缓慢移动，所以地磁场的方向相对地球是变化的，在某地采集到的火山岩石，发现它们在原位置处的磁极显示与指南针的指向是相反的，经测定知该岩石是几十万年前火山喷发形成的．根据以上材料，谈谈你对地磁场的认识．
23．我们周围哪些设备是利用电磁波工作的？各利用了哪一类电磁波的什么特性？
24．如图所示，标出通电螺线管的N极和S极．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
地球周围有磁场，且在地球外部的磁场方向由地理南极指向地理北极，而司南的勺柄刚好为磁铁的N极，所以司南能够指北，故选C。
2．A
【详解】
试题分析：根据磁感应强度的定义，A选项对.B选项通电导线(电流I)与磁场方向平行时，磁场力为零，磁感应强度不为零，B选项错. C选项只有通电导线(电流I)与磁场方向垂直时，该处磁感应强度大小才为1 T，C选项错. D选项B与F方向一定垂直，D选项错.
3．C
【详解】
A．弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定，与形变量无关，故A错误；
B．奥斯特通过实验首先发现了电流的磁效应，故B错误；
C．质量是惯性的唯一量度，所以动车高速运行时，质量不变，其惯性与静止时一样大，故C正确；
D．静摩擦力方向与其相对运动方向趋势相反，不一定与其运动方向相反，也可能与运动方向相同，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
发现小磁针的N极指向为北偏西60°，则电流在小磁针处的磁场方向向西，大小是
B′＝B tan60°＝B
由安培定则可知，电流的方向由南向北。
故选C。
5．C
【详解】
解：长直导线通以由东向西的电流，根据右手螺旋定则，则在它附近正下方某点的磁场方向为向南，故C正确，ABD错误；
故选C．
6．D
【详解】
根据
Φ=BSsinθ
知当B垂直S时，磁通量最大为
故不可能会比1×10-3Wb大的数值，故ABC可能，不符合题意；D不可能，符合题意。
故选D。
7．C
【详解】
司南是用天然磁石制成的勺子，司南的勺柄相当于条形磁铁的S极，因地球的南极在地磁的北极附近，可知故其静止时勺柄指南。
故选C。
8．C
【详解】
根据磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，有题图可知
故选C。
9．C
【详解】
伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故A错误；牛顿发现了万有引力定律，但并没有预言引力波的存在，预言了引力波存在的人是爱因斯坦，故B错误；法拉第首次引入电场线和磁感线，极大地促进了人类对电磁现象的研究，选项C正确；库仑提出了库仑定律，密立根用油滴实验测得了元电荷的值，选项D错误；故选C.
10．D
【详解】
A．地磁场在地球表面附近大小不是恒定的，越靠近南北极位置，磁场越强，故A错误；
B．仅在赤道上方地磁场的方向与地球表面平行，故B错误；
C．地磁场的N极与地理南极并不是完全重合，存在磁偏角，故C错误；
D．地球周围存在磁场，因此射向地球赤道的带电宇宙射线粒子会受到磁场力的作用，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
若磁感应强度B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码；若磁感应强度B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码，有
所以
故选C。
12．B
【详解】
小磁针N极的指向就是该处的磁场的方向，根据右手螺旋定则，螺线管内部磁场向左，外部向右，因此小磁针a的N极应指向右侧，小磁针b的N极应指向左侧；在蹄形铁芯中心位置，磁场方向向左，因此小磁针c的N极应指向左侧；在环形导线中轴线上，磁场方向向右，因此小磁针d的N极应指向右侧。
故选B。
13．C
【详解】
A、若a、b中均向纸外，根据安培定则判断可知：a在p处产生的磁场Ba方向垂直于ap连线向上，b在p处产生的磁场Bb方向垂直于连线向上，根据平行四边形定则进行合成，P点的磁感应强度方向竖直向上，如图所示，故A错误；
B、若a、b中均向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下．故B错误；
C、若a中向纸外，b中向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右．故C正确；
D、若a中向纸里，b中向纸外，同理可知，则得P点的磁感应强度方向水平向左．故D错误；
故选C．
14．AB
【详解】
A．电荷量有正、负，没有方向；电容表征电容器容纳点和本领的强弱；磁感应强度B与垂直磁场方向的平面面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的大小；这几个量都没有方向，是标量。A正确；
B．库仑提出了电荷间作用力存在的规律—库仑定律，法拉第提出了在电荷的周围存在着电场，B正确；
C．首先发现电流磁效应的科学家是奥斯特，C错误；
D．是点电荷产生电场的电场强度的计算公式，是决定式，电场强度的定义式是，D错误；
故选AB。
15．ACD
【详解】
A、电场线、磁感线都是人为假想的曲线，不是真实存在的，故A正确；
B、电场线从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止，所以电场线是不闭合的，而磁感线是闭合曲线，故B错误；
C、电场线、磁感线的疏密都表示场的强弱，故C正确；
D、电场线、磁感线都不相交，否则交点处场的方向有两个，故D正确．
16．AB
【详解】
A．图A为环形电流的磁场，符合安培定则；
B．图B是直线电流的磁场，符合安培定则；
C．图C是直线电流的磁场，不符合安培定则；
D．图D是通过螺线管的磁场，不符合安培定则。
故选AB。
17． ##BS－BScosθ
【详解】
开始时穿过线圈平面的磁通量为
当线圈平面转至与磁场方向垂直的虚线位置时，穿过线圈平面的磁通量为
穿过线圈平面的磁通量变化量为
18．向右
【详解】
由题意知小磁针被放入方向水平的磁场中，小磁针沿顺时针转动，是受磁场力的作用，小磁针N极所受力的方向就是磁场方向，可知磁场方向向右。
19． N(或北) S(或南) N(或北) S(或南)
【详解】
磁铁有两极，它们是磁铁的N极和S极。磁铁外部磁感线从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极，而内部则是与之相反。
20．地磁偏角
【详解】
地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，其间有一个交角，叫做地磁偏角．
21．(1)2T；(2)不会
【详解】
(1)这个位置的磁感应强度为
(2)把通电导线中的电流增大到5A时，这一位置的磁感应强度不会发生变化，因为该点的磁感应强度与放入磁场的通电导线无关。
22．见解析；
【解析】
岩石是在火山喷发时形成的，火山喷出的岩浆在地磁场中被磁化，冷却固化后就记录下了当时地磁场的方向．它的极性与现在指南针的指向相反，说明那时地磁场的方向与现在是相反的．
23．见解析
【解析】
1．微波炉：利用微波可以传递能量的特性；
2．雷达：利用微波方向性强的特性；
3．X光机：利用X射线穿透性强的特性；
4．γ刀：利用γ射线具有高能量的特性；
5．日光灯：利用紫外线能够激发荧光物质的特性；
6．紫外线消毒灯：利用紫外线具有明显的化学作用的特性；
7．红外线烤箱：利用红外线的热效应；
8．移动电话：利用微波频带宽、携带信息容量大的特性。
24．如图所示：
【详解】
磁感线是从磁体的N极出来回到磁体的S极的；小磁针N极指向与磁感线的方向是相同的，由图可知，螺旋管的左端应为N极，右端为S极．如图所示：
答案第1页，共2页