第六章电磁现象与电磁波章节综合练（word版含答案）

粤教版（2019）必修三 第六章 电磁现象与电磁波 章节综合练
一、单选题
1．小明同学通过课外阅读看到了一个描述磁感应强度的表达式，I是导线中的电流，L是某点到导线的距离，于是他对k的单位进行了猜测，以下表示k的单位的是（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示，把一条导线平行地放在小磁针的正上方，当导线中有电流通过时，小磁针会发生转动。首先观察到这个实验现象的物理学家是（　　）
A．伽利略 B．法拉第
C．奥斯特 D．牛顿
3．关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
B．只是定义式，磁感应强度是磁场本身的属性，与放不放通电导线无关
C．通电导线所受安培力的方向就是磁感应强度的方向
D．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量一定很大
4．物理观念是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，下列对初步形成的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量等观念说法正确的是（　　）
A．电场中某一点电势大小与在该处的试探电荷量无关
B．物体的运动方向与它所受的合力方向一定相同
C．同向电流互相排斥、反向电流互相吸引是安培力作用的结果
D．法拉第提出“磁生电”思想是受到麦克斯韦电磁场理论的启发
5．由相关电磁学知识可以知道，若圆环形通电导线的中心为O，环的半径为R，环中通有大小为I的电流，如图甲所示，则环心O处的磁感应强度大小，其中μ0是真空磁导率．若P点是过圆环形通电导线中心O点的轴线上的一点，且距O点的距离是x，如图乙所示．请根据所学的物理知识判断下列有关P点处的磁感应强度BP的表达式正确的是(　　)
A．BP＝·
B．BP＝·
C．BP＝·
D．BP＝·
6．在匀强磁场中，有一根长0.4m的通电导线，导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为16N，则磁感应强度的大小为（　　）
A．0T B．1T C．2T D．4T
7．以下是某同学对磁场相关概念、公式的理解，其中正确的是（　　）
A．奥斯特实验中通电导线要东西方向放置
B．磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值
C．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量也越大
D．磁感应强度的大小在数值上等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量
8．如图所示，在空间直角坐标系中，、、、四点构成的正方形与平面平行，正方形的边长为，且轴，点在轴上，点到轴的距离也为。两根相互绝缘的通电长直导线分别沿轴和轴放置，沿轴正方向的电流为，沿轴正方向的电流为。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度，其中为常量，为导线中的电流，为场中某点到导线的垂直距离。则和两点的磁感应强度大小之比为（　　）
A． B． C． D．
9．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
10．同学们，在学习的物理过程中，了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，这往往比掌握知识本身更重要。物理学史上首次发现电流的磁效应，揭示了电和磁之间的联系的科学家是（　　）
A．法拉第 B．楞次 C．安培 D．奥斯特
11．如图所示，螺线管P穿过一固定圆形线圈Q，P中通有变化电流i，规定如图甲所示的电流方向为正，电流随时间变化的规律如图乙所示，则（　　）
A．t1时刻，从上往下看，线圈Q中有逆时针电流
B．t2时刻，从上往下看，线圈Q中有逆时针电流
C．t1～t2，Q中电流在增大
D．t2～t3，Q中磁通量的变化率增大
12．如图所示，一根通电导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（　　）
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．d点的磁感应强度为0
C．a点的磁感应强度为2T，方向向右
D．b的磁感应强度为，方向斜向下，与磁场方向成135°角
13．如图所示，甲中金属线框平面与磁感线始终垂直;乙中通电导线中的电流恒定，金属线框的转轴MN与通电直导线平行;丙图中金属框架水平，磁场竖直向下.以下几种情况中，对于感应电流分析正确的是 （　　）
A．甲图中金属线框匀加速向右运动，线框中一定有感应电流
B．乙图中金属线框绕MN匀速转动，线框中一定有感应电流
C．丙图中磁感应强度逐渐减弱（未减至0）的过程中，金属棒MN在水平金属框架上向右匀速运动，回路中一定有感应电流产生
D．甲、乙、丙中都不会产生感应电流
14．下列关于磁场的说法，正确的是（　　）
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B．磁体与磁体之间是直接发生作用的
C．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场
15．如图 1所示，水平地面上有一边长为 L 的正方形 ABCD 区域，其下方埋有与地面平行的金属管线。为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈 P 在地面探测。如图 2 所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈 P 在直线 AC 上的不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈 P 静置于 B 处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线 BD 成45°角时，线圈中感应电流消失。由上述现象可以推测（　　）
A．金属管线中的电流大小和方向一定不变
B．线圈 P 在 D 处，P 中一定没有感应电流
C．电流金属管线沿 AC 走向，埋覆深度为 L
D．电流金属管线沿 BD 走向，埋覆深度为 L
二、填空题
16．判断下列说法正确还是错误。
（1）天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体。( )
（2）磁场看不见、摸不着，因此磁场是人们假想的，实际并不存在。( )
（3）电流与电流的相互作用是通过电场产生的。( )
（4）磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。( )
（5）一环形电流产生的磁场，环内的磁感线与环外的磁感线数目相等。( )
17．小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_______（填“左”或“右”）运动，并有_______（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
18．如图所示，边长为40cm的正方形闭合导线框，一半处在磁感应强度为的有界匀强磁场中，则穿过导线框的磁通量为________Wb，如果以ab边为轴，将导线框从图示位置转过60°的过程中，导线框中__________（选填“有”或“没有”）感应电流产生。
19．反映磁场的力的性质的物理量是___________，匀强磁场的磁感线是平行的___________直线。
三、解答题
20．如图所示，一个课外物理兴趣小组通过实验研究通电螺线管中心轴线上磁感应强度的分布规律。他们将磁传感器从螺线管外部，沿轴心线逐步向内部移动，绘制出磁感应强度与相对距离关系的图线，改变通电螺线管中的电流，重复实验操作，得到不同电流下A、B两条曲线，如图所示。
（1）由图所示的图像可知，通电螺线管内部的磁感应强度具有什么特点？
（2）比较图线A、B所对应的电流大小关系，并说明理由。
21．在一杯开水中放入一支温度计，可以看到开水的温度是逐渐降低的。根据能量量子化理论，开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低呢？
22．某同学将电流计、线圈A和线圈B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路。
（1）当接通、断开开关时，电流计的指针都没有偏转。请分析其可能的原因。
（2）电路正常后，这套实验装置可以用于探究哪些物理问题？
23．法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈，当线圈M电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？
24．如图所示，小磁针静止在通电螺线管的内部，请分别标出通电螺线管磁场方向和小磁针的南北极。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
AD．根据题意
则k的单位为，故AD错误；
B．根据
解得
则k的单位为
故B正确；
C．由
可得
则k的单位为，故C错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
当导线中有电流通过时，小磁针会发生转动，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
A．通电导线在某处不受安培力的作用，可能是电流方向与磁场方向平行，而该处的磁感应强度不一定为零，选项A错误；
B．磁感应强度
只是定义式，磁感应强度是磁场本身的属性，与放不放通电导线无关，选项B正确；
C．通电导线所受安培力的方向与磁感应强度的方向垂直，选项C错误；
D．根据可知，磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大，选项D错误。
故选B。
4．A
【解析】
【分析】
本题考查物理规律与概念的理解，体现物质观念和科学态度与责任的学科素养。
【详解】
A．电势是试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值，采用了比值定义法，电场中某一点电势大小与在该处的试探电荷量无关，A正确；
B．合力的方向与加速度的方向相同，物体的运动方向一定与它所受的合力方向没有必然联系，B错误；
C．同向电流互相吸引、反向电流互相排斥是安培力作用的结果，C错误；
D．法拉第提出“磁生电”思想是受到奥斯特发现电流周围存在磁场的启发，D错误。
故选A。
5．A
【解析】
【详解】
本题没有公式可以直接计算P点的磁感应强度，只能采取其他方法处理。
方法一：从单位角度来排除选项：根据题中O点磁感应强度公式，可知P点的磁感应强度表达式的单位应与上式相同，可以看出只有A中表达式的单位与上式一致，BCD中不同，故BCD错误，A正确。
方法二：应用极限思维法，当x＝0时，P点与O点重合，磁感应强度大小，只有A项结果符合，故BCD错误，A正确。
故选A。
6．C
【解析】
【详解】
根据导线与磁场方向垂直时
则
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
A．由于地磁场有由南向北的分量，为了让小磁针发生明显偏转，应让导线产生的磁场沿东西方向，所以进行奥斯特实验时，导线应水平南北方向放置，故A错误；
B．磁感应强度采用的是比值定义法，不能说磁感应强度是通电导线所受的磁场力F与IL的比值，同时如果磁场和电流不垂直时，还要涉及夹角，故B错误；
C．根据磁通量公式Φ=BS（B⊥S），磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，则穿过线圈的磁通量也不一定变大，要注意线圈与磁场放置角度，如线圈与磁场平行时磁通量一定为零，故C错误；
D．由可知，磁感应强度的大小在数值上等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，故D正确；
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
根据右手螺旋定则可知沿轴正方向的电流在点激发的磁场沿轴负方向，大小为
沿轴正方向的电流在点激发的磁场与的连线垂直，大小为
所以点的磁感应强度大小为
同理可得点的磁感应强度大小为
所以和两点的磁感应强度大小之比为
BCD错误，A正确。
故选A。
9．C
【解析】
【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。
10．D
【解析】
【详解】
奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系，ABC错误，D正确。
故选D。
11．C
【解析】
【详解】
A．在t1时刻，流过线圈P的电流为正向减小，则由楞次定律可知穿过Q的感应电流的磁场向下，从上往下看线圈Q中有顺时针的感应电流，故A错误；
B．t2时刻与t1时刻的电流变化情况相同，则从上往下看，线圈Q中依然有顺时针的感应电流，故B错误；
C．t1～t2时间内的感应电流大小为
因场源电流变化率增大，即穿过Q的磁通量的变化率增大，则Q中电流在增大，故C正确；
D．t2～t3内场源电流的变化率减小，则Q中磁通量的变化率减小，故D错误。
故选C。
12．C
【解析】
【详解】
A．根据题意可知点的磁感应强度为0，则直导线在点的磁感应强度水平向左，根据安培定则可知直导线的电流方向垂直纸面向外，故A错误；
B．直导线在点的磁感应强度竖直向上，匀强磁场的磁感应强度水平向右，合磁感应强度不为0，故B错误；
C．直导线在点的磁感应强度水平向右，与匀强磁场的磁感应强度方向相同，结合点的磁感应强度为0可知a点的磁感应强度为2T，方向向右，故C正确；
D．直导线在点的磁感应强度竖直向下，与匀强磁场的合磁感应强度为，方向斜向右下，与磁场方向成角，故D错误。
故选C。
13．B
【解析】
【详解】
A．甲图中电路闭合，但磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；
B．乙图中金属线框绕MN匀速转动，磁通量时刻变化，能产生感应电流，故B正确；
C．丙图中电路闭合，面积增大，磁感应强度减弱，无法判断磁通量的变化，故无法判断是否有感应电流产生，故C错误；
D．由以上分析可知，D错误。
故选B。
14．A
【解析】
【详解】
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质，选项A正确；
B．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的，选项B错误；
C．磁场是客观存在的物质，不是为了解释磁极间相互作用而人为规定的，选项C错误；
D．磁体和电流都能产生磁场，选项D错误。
故选A。
15．C
【解析】
【详解】
A.由题意知，当线圈静止时存在感应电流，则说明穿过线圈的磁通量是变化的，所以金属管线中的电流应该大小或方向是变化的,A 错误;
B. 若线圈 P 在 D 处，如果与地面的夹角为45,则线圈可能有感应电流，,B错误;
C.因为线圈 P 在直线 AC 上的不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流，说明穿过线圈的磁通量为零，即线圈平面与通电导体平行放置，金属管线沿 AC 方向放置，如下图所示
剖面图的最上面的线圈的磁通量为零，而线圈 P 静置于 B 处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，说明线圈处于右上方的位置时磁通量不为零，而当线圈平面与射线 BD 成45°角时，线圈中感应电流消失，说明 B 处与导线的连线与水平方向夹角为45°，故金属管线深度为 故C正确;
D. 经C项分析,D错误。
故选C。
16． 正确 错误 错误 错误 正确
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体，该说法正确；
（2）[2]磁场看不见、摸不着，但是磁场是真实存在的，磁感线是人们假想的，实际并不存在。该说法错误；
（3）[3]电流与电流的相互作用是通过磁场产生的，该说法错误；
（4）[4]磁感线可以用细铁屑来显示，但是磁感线不是真实存在的，该说法错误；
（5）[5]一环形电流产生的磁场，环内和环外磁感线是闭合的，则环内的磁感线与环外的磁感线数目相等，该说法正确。
17． 向右偏转 顺时针 右 扩张
【解析】
【详解】
（1）[1]闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，说明磁通量增加时电流计指针左偏；将线圈A从线圈B抽出的过程中，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向右偏转。
（2）[2]由图乙可知根据右手螺旋定则可判断螺线管磁场方向向右；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增加，回路中电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，根据楞次定律可知产生向右的感应磁场，再由右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中电流方向顺时针；
[3][4]因穿过A环的磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故相互吸引，则金属环A将向右运动，根据“增缩减扩”可知，金属环A有扩张趋势。
18． 0.04 没有
【解析】
【详解】
[1]由图，根据公式可得，穿过导线框的磁通量
[2]由图可知，将导线框从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈得磁通量不发生变化，导线框中没有感应电流产生。
19． 磁感应强度 等间距
【解析】
【详解】
[1]反映磁场的力的性质的物理量是磁感应强度；
[2]匀强磁场的磁感线是平行的等间距直线。
20．见解析
【解析】
【详解】
（1）由图知通电螺线管中沿轴线上各点磁感应强度分布的特点为：通电螺线管边缘两侧轴线上各点的磁感应强度随d的增大先增大后减小；通电螺线管中轴线上中心附近对称点的磁感应强度大小基本相等，则通电螺线管管内中部磁场近似为匀强磁场。
（2）由无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度
B = k
可知导线到这一点的距离一定，电流越大产生的磁感应强度越大，由于该物理兴趣小组研究的是通电螺线管中心轴线上磁感应强度的分布规律，则可将通电螺线管看作无数根通电导线组成，而导线到中心轴线上某一点的距离可视为一定，则由图可看出A在通电螺线管中轴线上中心附近对称点的磁感应强度比B的大，则说明A所对应的电流大于B所对应的电流。
21．见解析
【解析】
【详解】
开水向外辐射的每一份能量子能量很小(微观量)，而水降低1℃的能量很大（宏观量）。在宏观世界里观察不到能量量子化的效应，可以认为能量是连续的。所以，观察到的温度计的温度不是一段一段地降低的，可以认为开水的温度是连续变化的。
22．见解析
【解析】
【详解】
（1）由电路图可知，电键接在电流表所在电路，电键连接错误，闭合与断开电键时，通过螺线管A的电流不变，穿过螺线管B的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转。
（2）这套实验装置可以用于探究感应电流的产生条件以及楞次定律等物理问题。
23．见解析
【解析】
【详解】
分析与解答首先明确，我们用楞次定律研究的对象是线圈N和电流表组成的闭合导体回路。
线圈M中的电流在铁环中产生的磁感线是顺时针方向的（如下图），这些磁感线穿过线圈N的方向是向下的，即线圈N中原磁场B0的方向是向下的。
开关断开的瞬间，铁环中的磁场迅速减弱，线圈N中的磁通量减小。
感应电流的磁场Bi（图中没有标出）要阻碍磁通量的减小，所以，Bi的方向与B0的方向相同，即线圈N中Bi的方向也是向下的。
根据右手螺旋定则，由Bi的方向判定，线圈N中感应电流Ii应沿下图所示的方向。
24．
【解析】
【分析】
【详解】
根据安培定则可判断螺线管的磁场方向如图；小磁针的N极指向与磁场方向相同；
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页