第六章 电磁现象与电磁波 章节综合练（Word版含解析）

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．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（　　）
A．线圈不动，磁铁插入线圈时
B．磁铁插在线圈内不动
C．线圈不动，磁铁拔出线圈时
D．磁铁和线圈相对移动时
2．有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示．另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是（地磁场很弱，可以忽略）（　　）
A．线圈切割磁感线，线圈中产生感应电流
B．线圈紧密套在模具上移动过程中，线圈中没有感应电流产生
C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有感应电流产生
D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流
3．下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A．磁感应强度 B．电势差 C．电流 D．磁通量
4．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
5．一根软铁棒被磁化是因为（ ）
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失了
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
6．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP = 60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为（ ）
A．：1 B．：2
C．1：1 D．1：2
7．在物理学中，常常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中，不属于比值定义的是（　　）
A．角速度 B．电场强度
C．电容 D．磁感应强度
8．如图所示，A 和B 为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流，虚线C为在A 和B 所确定的平面内与A、B等距的直线，则下列说法不正确的是（　　）
A．两导线间的空间不存在磁场 B．虚线C处磁感应强度为零
C．AC间磁感应强度垂直纸面向里 D．CB间磁感应强度垂直纸面向外
9．1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知规定磁场方向垂直纸面向里为正，在区间内磁感强度B随x变化的图线可能是图中的（　　）
A． B． C． D．
10．下列说法中，正确的是（ ）
A．只有体积很小的带电体才能看做点电荷
B．在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大
C．奥斯特发现了电流可以产生磁场
D．凡计算两个电荷间的相互作用力，就可以使用公式
11．电视机是常见的家用电器，电视机在换台时，电视机遥控板发射的是（　　）
A．电流 B．电子 C．声波 D．电磁波
12．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
13．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　）
A．磁场是假想的物理模型
B．磁场是客观存在的一种物质
C．磁感线是客观存在的一些曲线
D．无磁感线的地方不存在磁场
14．下列现象中属于电磁感应现象的是（　　）
A．磁场对电流产生力的作用
B．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
C．变化的磁场使闭合电路中产生电流
D．电流周围产生磁场
15．研究发现通电长直导线周围的磁场的磁感应强度大小与电流强度成正比，与到导线的距离成反比。如图所示，两根互相垂直的长直导线、放置于同一平面内，导线通以向上的电流，导线通以向右的电流，中电流是中电流的2倍。、是平面内的两点，点到导线的距离为，到导线的距离为；点到导线的距离为，到导线的距离为。若点的磁感应强度大小为，则点的磁感应强度（　　）
A．大小为，方向垂直纸面向里 B．大小为，方向垂直纸面向里
C．大小为，方向垂直纸面向外 D．大小为，方向垂直纸面向外
二、填空题
16．如图所示，我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为50cm的正方形导线框由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度，方向如图所示。（sin37°=0.6，cos37°=0.8），则线框在水平位置时穿过线框的磁通量为______Wb，该过程中磁通量的变化量的大小是________Wb，该过程导线框中_______感应电流产生。（第三个空格填“有”或“无”）
17．请判断下列说法是否正确。
（1）空间各点磁场的方向就是该点磁感线的切线方向；______
（2）磁感线越密，该处磁通量越大；______
（3）磁感线越疏，该处磁感应强度越大；______
（4）近距离平行放置的两个条形磁铁异名磁极间的磁场是匀强磁场；______
（5）铁屑在磁场中显示的就是磁感线；______
（6）磁通量为零并不说明磁感应强度为零。______
18．在图所示的情况中，电源的端为___________极（填“正”或“负”），在通电螺线管中的点放一小磁针，它的北极受力方向为___________（填“向左”或“向右”）。
19．磁悬浮高速列车在我国已投入正式运行，磁悬浮的原理如图所示。图中A是圆柱形磁铁，B是超导圆环，将B靠近A，水平放在A的上方，它就能在磁场力的作用下保持悬浮。在B靠近A的过程中，B中就会产生感应电流，这是因为___________。由B中的感应电流方向可知，A的上端为___________极。
三、解答题
20．请查一查资料，了解沈括提出的磁偏角度数的范围，西方国家对磁偏角的认识及起源的时间、人物及事件等。
21．观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。
(1)设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P ，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P ；
(2)在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。
22．图是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里。如果AB=BC=CD，则点的磁感应强度的方向怎样？
23．如何利用小指南针来估测条形磁铁磁场某处的磁感应强度？（提示：可以利用地磁场与条形磁铁的相互关系，并查阅地磁场的相关数值。）
24．如图，条形磁体竖直放置，一个水平圆环从条形磁体上方位置M向下运动，先到达磁体上端位置N，然后到达磁体中部，再到达磁体下端位置，最后到达下方。在运动过程中，穿过圆环的磁通量如何变化？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
ACD．只要是线圈中的磁通量发生变化，回路中就会由感应电流，指针便会偏转。在线圈不动磁铁插入拔出过程中、磁铁和线圈相对移动的过程中磁通量均发生变化，都有感应电流产生，则电流表指针都能发生偏转，故ACD错误；
B．磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，电流表指针不发生偏转，故B正确。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
由题，模具的形状与磁感线的形状是相同的，则线圈贴着模具上下移动的过程中穿过线圈的磁感线的条数不会发生变化，即穿过线圈的磁通量不变，所以线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流。同样若线圈平面放置不水平，则移动过程中由于穿过线圈的磁通量不变，也不会产生感应电流。
故选B。
3．A
【解析】
【详解】
A.磁感应强度既有大小又有方向，是矢量；
B.电势差只有大小，没有方向，是标量；
CD．电流和磁通量有大小，虽有方向，但是合成时不满足平行四边形法则，则都是标量。
故选A。
4．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。
5．D
【解析】
【详解】
根据安培的分子电流假说，一根软铁棒被磁化是因为软铁棒中分子电流取向变得大致相同。
故选D。
6．B
【解析】
【详解】
设该电流在距其R处产生的磁场为B，当M处长直导线未移动时有
B1= 2B
将M处长直导线移至P处，根据磁场的叠加原理有
根据余弦定理有
解得
则
故选B。
7．A
【解析】
【详解】
A．当半径一定时，角速度与线速度成正比，当线速度一定时，角速度与半径成反比，故角速度不是比值定义的，故A正确；
B．电场强度的大小与受力的大小、试探电荷的电荷量都无关，所以电场强度是比值定义的，故B错误；
C．电容由电容器本身决定，与、无关，所以电容是比值定义的，故C错误；
D．磁感应强度仅与磁场本身有关，与无关，与的乘积无关，所以磁感应强度是比值定义的，故D错误。
故选A。
8．A
【解析】
【详解】
设A、B两导线电流在空间产生的磁场分别为BA、BB，由安培定则可知，导线A电流在AB间产生的磁场垂直纸面向里，导线B电流在AB间产生的磁场垂直纸面向外，因两导线电流相等，在AC区域，BA>BB，合磁场方向垂直纸面向里；在BC区域BA故选A。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
由安培定则可知，左侧导线中的电流在该导线右侧产生的磁场的方向向里，而右侧导线中的电流在该导线左侧产生的磁场的方向向外，故在区间内磁场方向先为正后为负。根据通电长直导线周围某点磁感应强度
和
可知，在的位置磁场方向为正方向，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
A．当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体就能看作点电荷，则体积很小的带电体不一定能看做点电荷，故A错误；
B．在电场中，电势高的地方，正电荷在该点具有的电势能就大，选项B错误；
C．奥斯特发现了电流可以产生磁场，选项C正确；
D．库仑定律适用于真空中的点电荷，选项D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
电视机在换台时，电视机遥控板发射的是电磁波（具体而言是红外线）。故选D。
12．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。
13．B
【解析】
【详解】
AB．磁场是真实存在的，A错误，B正确；
CD．磁感线不是真实存在的，是为了描述磁场的分布而引入的，无磁感线的地方也存在磁场，CD错误。
故选B。
14．C
【解析】
【详解】
A．磁场对电流产生力的作用属于电流在磁场中受力，故A不符合题意；
B．软铁棒可被磁场磁化而带磁性属于铁磁性物质的磁化过程，故B不符合题意；
C．变化的磁场使闭合电路中产生电流是因磁通量的变化，从而产生感应电动势，形成感应电流的现象，属于电磁感应现象，故C符合题意；
D．电流的周围能产生磁场属于电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
15．A
【解析】
【详解】
由题意可知
由安培定则可知ab两导线在Q点的磁场方向均垂直纸面向里，则
由安培定则可知a导线在P点的磁场方向垂直纸面向外，b导线在P点的磁场方向垂直纸面向里，则
解得
方向垂直纸面向里。
故选A。
16． 6.0×10-6 1.4×10-5 有
【解析】
【详解】
[1]线框在水平位置时穿过线框的磁通量为
[2]竖直位置时穿过线框的磁通量为
磁通量的变化量的大小为
[3]因线框闭合且穿过线框的磁通量变化，所以线框中有感应电流产生。
17． 正确 错误 错误 错误 错误 正确
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]空间各点磁场的方向就是该点磁感线的切线方向，该说法正确；
（2）[2]磁感线越密，磁感应强度越大，根据
可知，该处磁通量不一定越大，该说法错误；
（3）[3]磁感线越疏，该处磁感应强度越小，该说法错误；
（4）[4]近距离平行放置的两个条形磁铁异名磁铁极间的磁场只能近似是匀强磁场，故该说法错误；
（5）[5]铁屑在磁场中显示的是模拟的磁感线，磁感线并不是真实存在的，故该说法错误；
（6）[6]磁通量为零，磁感应强度可能为零；也可能线圈与磁场平行时，但磁感应强度不为零，故该说法正确。
18． 正 向左
【解析】
【详解】
从小磁针南北极的方向可知，螺线管的右端相当于条形磁铁的极，螺线管的左端相当于条形磁铁的极，根据右手螺旋定则可以判断出电源的端为正极；在条形磁铁内部，磁感线由南极指向北极，磁场中国某一点的磁感线的方向与该点小磁针北极受力方向相同，与即小磁针北极受力方向向左。
19． 穿过B的磁通量增大 S（南）
【解析】
【详解】
[1]在B靠近A的过程中，B中就会产生感应电流，这是因为穿过B的磁通量增大；
[2]根据安培定则，超导圆环B相当于一个条形磁铁，其下端是S极，根据同名磁极相互排斥，A的上端为S（南）极。
20．见解析，见解析
【解析】
【详解】
磁偏角是指磁针静止时，所指的北方与真正北方的夹角它的大小是随所在地区的经纬度而有大有小的，东经25度地区，磁偏角在1～2度之间；北纬25度以上地区，磁偏角大于2度；若在西经低纬度地区，磁偏角是5～20度；西经45度以上，磁偏角高达25～50度；在经度与磁轴平行的地区，磁偏角为零，磁针的南北极正指地球的南北方向.具体在《百度百科》里有介绍，磁偏角是磁场强度矢量的水平投影与正北方向之间的夹角，变即磁子线与地理子午线之间的夹角如果磁场强度矢量的指向偏向正北方向以东称东偏，偏向正北方向以西称西偏，地磁要素磁偏角可以用磁偏测量仪测出来，各地的磁倾角不同，在地磁极处，磁偏角是90度，磁偏角的度数是测量出来的，不是计算出来的.在绘图时，将此前对磁偏角的实际测量值标在地图，当然，磁偏角的变化呈现出一定的规律，我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西多为东偏
西方国家在公元1492年哥伦布第一次航行美洲时才发现了地磁偏角，比沈括的发现晚了约400年
21．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此
(2)在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积。
设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则
可得
L=5L0
则
22．水平向右
【解析】
【详解】
根据安培定则，B、C、D三根导线在A点的磁感应强度方向分别为竖直向下、水平向右、竖直向上，因为AB=BC=CD，所以三根导线在A点的磁感应强度大小相等，则点的合磁感应强度的方向水平向右。
23．见解析
【解析】
【详解】
将小指南针置于桌上，并调节使其小磁针的N极静止时指向刻度盘上的N极（即零刻度线）。将条形磁铁沿东西方向放在指南针附近，并使其N极的朝向指南针一侧，此时指南针的小磁针转过一定的角度，通过刻度盘读出此角度并记为θ，通过查阅资料得知实验所在位置处地磁场的水平分量为Bx，则根据磁感应强度的叠加法则可知条形磁铁在小磁针处产生磁场的磁感应强度为
24．M到P增大，P到L减小。
【解析】
【详解】
回环从M到N过程中，穿过线线的磁感线条数增多，则磁通最变大；由N到P的过程，线圈包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线，内外磁感线相互抵消；因越到中间外部磁感少；故本过程磁通量是变大的；而P→Q的过程是N到P的过程的相反过程，磁通是变小的；Q→L的过程中远离磁铁，磁通量变小。
故M到P增大，P到L减小。
答案第1页，共2页
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