第三章 电磁场与电磁波初步单元练习（word版含答案）

第三章、电磁场与电磁波初步
一、选择题（共16题）
1．一面积为S的线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量为（　　　）
A．0； B．B/S； C．S/B； D．BS
2．关于磁场中的磁感应强度，以下说法正确的是
A．若一电流元在某一区域不受力，则表明该区域不存在磁场
B．若一电流元探测到磁场力，则该力的方向即为磁场的方向
C．磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，与放入其中的电流元无关
D．只要知道电流元在磁场中某位置受到的磁场力F的大小，就可以利用公式B=F/IL求出该位置磁感应强度的大小
3．关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B．乙图中，磁体对通电导线的力是通过导线的电场发生的
C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
4．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
5．下列研究物理问题的方法相同的是（ ）
a．根据电流所产生的效应认识电流 b．研究电流时把它比作水流
c．根据磁铁产生的作用认识磁场 d．利用磁感线来描述磁场
A．a 与b B．b 与d
C．a 与c D．c 与d
6．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实及物理思想方法的的是（　　）
A．安培提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场
B．奥斯特受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说
C．法拉第经过多年的潜心钻研发现了电流的磁效应
D．磁感应强度（）是用比值法定义的物理量
7．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与通电直导线共面，若使线框逐渐远离（平动）通电导线，则穿过线框的磁通量将（　　）
A．逐渐减小 B．逐渐增大
C．保持不变 D．不能确定
8．下列说法正确的是（　　）
A．根据，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
B．由公式可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比
C．由公式U=Ed可知，在匀强电场中，E为恒量，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
D．磁感应强度B是矢量，方向与该处电流元受力的方向相同
9．下列电器在工作时，主要利用电流热效应的是（ ）
A．发电机 B．电动机 C．电话机 D．电烤炉
10．在如图所示的坐标系内，沿y轴放置一根通有沿y轴正方向恒定电流的长直导线，在整个空间存在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，若a（1，0，0）位置处的磁感应强度为零。已知c（0，0，1），b（1，0，1），则下列判断正确的是（　　）
A．c点磁场的磁感应强度大小为B，方向与z轴正方向成角
B．c点磁场的磁感应强度大小为2B，方向沿z轴正方向
C．b点磁场的磁感应强度大小为2B，方向垂直于Ob连线
D．b点磁场的磁感应强度大小为B，方向沿着Ob连线
11．将面积为0.75m2的线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线垂直，已知穿过线圈平面的磁通量是1.50Wb，那么这个磁场的磁感应强度是( )
A．0.5T B．1.125T
C．2.0T D．2.25T
12．如图，两回路中各有一开关S1、S2，且内回路中接有电源，外回路中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是（　　）
①先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
②S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转
③先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转
④S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
13．在物理学的发展过程中，许多科学家作出了杰出的贡献，以下说法符合历史事实的是
A．奥斯特第一个宣布了电流的磁效应，并总结出了用右手螺旋定则判断电流的磁感线方向
B．欧姆通过实验研究发现导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．安培通过实验研究得出了真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力的的规律
D．法拉第提出了场的概念，并首先用电场线形象地描述电场
14．关于磁感线和电场线，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是闭合曲线，而静电场的电场线不是闭合曲线
B．因电场和磁场都是客观存在，故磁感线和电场线都是客观存在的曲线
C．电场线可以是相互平行的直线，也可以是相交的曲线
D．磁感线既能表示磁场的强弱，又能表示磁场的方向
15．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )
A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反
C．线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
D．线段MN上只有一点的磁感应强度为零
16．下列说法正确的是（　　）
A．如图甲所示，两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的总磁感应强度大小是
B．小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有如图乙所示电流时，小磁针的N极将会垂直纸面向内转动
C．如图丙所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则此时通过线框的磁通量为BS
D．如图丁所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，将线框向右平动时线圈中会产生感应电流
二、填空题
17．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__________．
18．把一条通电直导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，导线受到的安培力大小为2×10-2N．已知导线长为50cm，电流为4A，则磁感应强度为_________T．
三、综合题
19．磁带、磁盘等生活中的许多器具都利用了磁体的磁性，请简述它们是怎样利用磁体的磁性来工作的．
20．奥斯特在发现电流磁效应的过程中也会受到地磁场的干扰，如何摆放导线和小磁针能够有效看到电流的磁效应？
21．将图中的电磁铁连入设计的电路中（请在虚线框内完成电路图），要求：
（1）电路能改变电磁铁磁性的强弱
（2）使小磁针静止时的指向如图所示。
22．图中正弦曲线表示LC振荡电路中电流随时间表化的图像，若以回路中顺时针方向为电流正方向，以电容器上方极板带正电时极板上电压为正，请在图中坐标中画出电容器极板上电压变化曲线的示意图．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
根据磁通量的定义可知，线圈在匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量是，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
2．C
【详解】
A、若导线与磁场平行,则即使磁感应强度大,通电导线也不会受磁场力,故A错误;
B、根据左手定则可以知道,通电导线在磁场中的受力方向与该处磁感应强度的方向垂直.故B错误;
C、磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量,与放入其中的电流元无关.所以C选项是正确的;
D、物理学上用一小段通电导线“垂直于磁场方向”放在某点时,才能使用利用公式B=F/IL求出该位置磁感应强度的大小,故D错误;
综上所述本题答案是：C
3．C
【详解】
A．甲图中，电流会产生磁场，那么电流对小磁针力的作用是通过电流产生的磁场发生的，故A错误；
B．乙图中，磁体对通电导线的力，即为安培力，是通过磁体的磁场发生的，故B错误；
CD．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的，并不是电场，故C正确，D错误。
故选C。
4．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。
5．C
【详解】
a.根据电流所产生的效应认识电流，电流无法观察，根据电流产生的效果进行研究运用的是转换法．b.研究电流时把它比作水流，运用的是类比法；c.根据磁铁产生的作用来认识磁场，运用的是转换法；d.磁场是特殊的物质，看不见，摸不着，利用磁感应线来描述磁场，运用的是模型法；故选C.
6．D
【详解】
A．法拉第提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场，选项A错误；
B．安培受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说，选项B错误；
C．奥斯特经过多年的潜心钻研发现了电流的磁效应，选项C错误；
D．磁感应强度
（）
是用比值法定义的物理量，感应强度B与F、IL无关，由磁场本身决定，选项D正确。
故选D。
7．A
【详解】
由题，通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏，则当线框远离通电导线时，穿过线框的磁感线的条数越来越少，磁通量将逐渐减小． 故选A．
8．B
【详解】
A．磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与F以及IL无关，选项A错误；
B．由公式
可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比，选项B正确；
C．由公式U=Ed可知，在匀强电场中，E为恒量，任意两点间的电势差与这两点间的沿电场线方向的距离成正比，选项C错误；
D．磁感应强度B是矢量，方向与该处电流元受力的方向垂直，选项D错误。
故选B。
9．D
【详解】
解：A、发电机主要是利用电磁感应将其他形式的能转化为电能的装置；故A错误；
B、电动机是通电线圈在磁场中受力转动而工作的，没有利用电流的热效应，故B错误；
C、电话机是将电能转化为声音的装置；故C错误；
D、电烤炉是利用电流热效应工作的，它把电能转化为内能，故D正确；
故选D．
10．A
【详解】
AB．在整个空间存在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，因为a位置处的磁感应强度为零，则通电直导线在此处的磁感应强度大小也是B，即距离通电直导线等距离的处的磁感应强度大小都是B，根据安培定则，通电直导线在c（0，0，1）点的磁感应强度方向沿x轴正方向，空间磁场的沿z轴正方向，则合成的磁感应强度大小为，方向与z轴正方向成角，B错误A正确；
CD．无法求解通电直导线在b点的磁感应强度的大小，则无法判断出在b点的合磁感应强度，CD错误。
故选A。
11．C
【详解】
线圈平面垂直于磁场，所以根据
可知：
故选C。
12．D
【详解】
①、先闭合S2，构成闭合电路，当后闭合S1的瞬间时，通过线圈A的电流增大，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针发生偏转，故①正确；
②、当S1、S2闭合后，稳定后线圈B中没有磁通量的变化，因而线圈B中没有感应电流，在断开S2的瞬间，当然指针也不偏转，故②错误；
③、先闭合S1，后闭合S2的瞬间，穿过线圈B的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，故③错误；
④、当S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，因而出现感应电流，故④正确；故ABC错误，D正确；故选D．
13．D
【详解】
A、奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出了右手螺旋定则．故A错误．
B、德国物理学家欧姆做了大量的实验精确的确定了电流与电压、电阻的关系﹣﹣欧姆定律，发现导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比．故B错误．
C、库伦通过实验研究得出了真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力的规律．故C错误．
D、法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场．故D正确．
故选D
14．AD
【详解】
A．磁感线是闭合曲线，而静电场的电场线不是闭合曲线，选项A正确；
B．电场和磁场都是客观存在，但是磁感线和电场线不是客观存在的曲线，选项B错误；
C．电场线可以是相互平行的直线，但是不可以是相交的曲线，选项C错误；
D．磁感线既能表示磁场的强弱，又能表示磁场的方向，选项D正确。
故选AD。
15．BD
【详解】
ab两根通电导线在平面内产生的磁场都为逆时针环绕导线，连接aM，aN，bM，bN，做切线，合成可得N点的磁场方向竖直向上，M点的磁场方向竖直向下，根据对称性可得MN两点的合磁场大小相等，故B正确，连接Oa，Ob，a在O点的磁场方向水平向右，b在O点的磁场方向水平向左，大小相等，故O点的磁场为零，由对称性可知，只有这一点的磁场为零，所以D正确．
16．BD
【详解】
A．磁感应强度是个矢量，因两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度的方向不同，所以C处磁场的总磁感应强度大小不是，A错误；
B．当导线中通有如图乙所示电流时，导线在小磁针处产生垂直于纸面向内的磁场，所以小磁针的N极将会垂直纸面向内转动，B正确；
C．因线框平面与磁场方向平行，所以此时通过线框的磁通量为0，C错误；
D．线框向右平动时，通过线圈的磁通量会减小，所以线圈中会产生感应电流，D正确。
故选BD。
17． 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．
18．10-2
【详解】
由F=BIL得
19．见解析；
【解析】
以磁带为例，认识磁记录的原理：磁带为一具有磁性敷层的合成树脂长带，用于记录声音和影像．录制时，磁带通过一块电磁铁(磁头)产生的磁场随声音或影像信号的改变而改变．当磁带上的磁性颗粒通过磁头时，变化的磁场会移动磁性颗粒，于是就“写入”了一串相关磁性变化的信息．当播放录制内容时，磁带再次通过磁头，磁带上磁性颗粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一致．如果破坏磁性粒子的排列方式，则可将所录制的内容清除掉．
20．见解析
【解析】
通电导线的长直导线周围，会有磁场产生，其磁感线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆，且磁场的方向与电流的方向互相垂直，故把通电导线与磁针平行放置，能够有效看到电流的磁效应，由于地磁的原因，小磁针没加外磁场时式指向南北的；加上南北方向导线的电流，根据右手螺旋定则，其磁场方向式东西方向，小磁针指向会立刻改变东西方向，这样变化比较明显。
21．(1)电路能改变电磁铁磁性的强弱，对于确定的电磁铁，铁芯和匝数一定，只能改变电流的大小，在电路在改变电流的大小的器材是滑动变阻器，电路中接入滑动变阻器；(2)
【详解】
(1)电路能改变电磁铁磁性的强弱，对于确定的电磁铁，铁芯和匝数一定，只能改变电流的大小，在电路在改变电流的大小的器材是滑动变阻器，电路中接入滑动变阻器。
(2)电路接通后能使小磁针静止在图示位置。由此推断电磁铁的左端是S极，右端是N极，根据安培定则，电流应该是电磁铁的右端流入，左端流出。如下图
22．如图;
【详解】
振荡电流的变化周期与电容器极板上电压变化周期相同，且当振荡电流最大时，电容器两板电压为零；振荡电流最小时，电压最大；则电容器极板上电压变化图线如图；
答案第1页，共2页