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．下列说法正确的是（　　）
A．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G
B．牛顿提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
C．库仑发现了库仑定律并测出了静电力常量k
D．赫兹发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件
2．随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。在不久的将来各大公共场所都会装有这种设备，用户可以随时进行无线充电，十分便捷。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入交变电流（不是恒定电流）后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（　　）
A．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
B．送电线圈中电流产生的磁场是变化的磁场
C．送电线圈和受电线圈不是通过电磁感应实现能量传递
D．由于手机和基座没有导线连接，所以不能传递能量
3．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
4．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（　　）
A．磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B．永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
C．不管是磁体产生的磁场还是电流产生的磁场都起源于电荷的运动
D．根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性
5．国际非电离辐射防护委员会规定，高铁产生的磁场辐射的安全标准为以下。则用国际单位制基本单位表示该磁感应强度正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计缓慢向上移动时，弹簧测力计的示数（　　）
A．不变 B．先减小再增大
C．逐渐减小 D．先增大再减小
7．英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（　　）
A．电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过电场发生的
B．电荷和电荷、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的
C．电场线和电场线、磁感线和磁感线都不可能相交
D．通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的
8．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
9．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
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．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
12．如图所示，在直角三角形ACD的A点和D点分别固定一电流方向垂直纸面向外和垂直纸面向里的无限长的直导线，其电流大小分别为IA和ID，且IA=4ID，∠DAC=30°，∠ADC=90°。已知通电长直导线在空间某点的磁感应强度大小，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流。将一小磁针放在C点，则小磁针N极指向为（　　）
A．正东方向 B．正北方向 C．东偏北30°方向 D．东偏南30方向
13．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是（　　）
A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C．穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中一定会产生感应电流
D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流
14．如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（ ）
A．0 B．B0 C． D．2B0
15．如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中通有电流，下列情况中，闭合金属线框中有感应电流产生的是（　　）
A．电流恒定，闭合金属线框向下平移
B．电流恒定，闭合金属线框向上平移
C．金属线框固定不动，电流增加
D．电流恒定，导线和闭合金属线框以相同的速度向右平移
二、填空题
16．表达式：ε＝______。其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率．h称为______。h＝6.62607015×10－34J·s。
17．能量的量子化：微观粒子的能量是______的，或者说微观粒子的能量是______的。
18．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的________，通电时磁针发生了转动。实验意义：奥斯特实验发现了电流的________，即电流可以产生磁场，首次揭示了________的联系。
19．某学习小组利用小磁针稳定后的方向来探究通电螺线管周围的磁场方向。
（1）通电螺线管正上方小磁针静止时所指的方向如图所示，则螺线管下方小磁针I指向左边的是_______（选填“N”或“S”）极，螺线管内部小磁针II指向左边的是_________（选填“N”或“S”）极。
（2）根据小磁针静止时所指的方向判断，下面四图中正确的是________
A． B． C． D．
三、解答题
20．如图所示，动圈式话筒主要由永久磁铁、导电线圈和振动膜片组成。请分析动圈式话筒是怎样把声音信号转变为电流信号的。
21．查阅资料，简述软磁性材料和硬磁性材料的特点。
22．举例说明电磁感应现象的其他应用及其对现代社会的影响。
23．电磁波根据频率值分成无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线六个波段，物理学上把它称为电磁波谱。请收集资料，了解每个波段电磁波的特点及其应用写一篇介绍电磁波谱及其应用的短文。
24．如图所示，当线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动时，线圈中是否有感应电流 为什么
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G。故A正确；
B．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，即开普勒第一定律。故B错误；
C．库仑利用扭秤装置发现了库仑定律，但并没有测出静电力常量k的值。故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件。故D错误。
故选A。
2．B
【详解】
A．根据题意，受电线圈中感应电流不是恒定电流，其产生的磁场的变化的，A错误；
B．送电线圈中电流产生的磁场是变化的磁场，在受电线圈中产生感应电流，B正确；
C．送电线圈和受电线圈是通过电磁感应实现能量传递，C错误；
D．由于手机和基座没有导线连接，能通过电磁感应传递能量，D错误。
故选B。
3．B
【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。
4．C
【详解】
A．磁与电是紧密联系的，但“磁生电”“电生磁”都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷的周围就没有磁场，故A错误；
B．永久磁铁的磁场也是由运动的电荷（分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流）产生的，故B错误；
C．一切磁现象都来源于电流或运动电荷，不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动，故C正确；
D．根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的。磁体有磁性的原因是由于磁体内分子电流取向一致造成的，因此磁体内分子电流是存在，但当磁体受到外力击打、加热等条件下将会失去磁性，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
根据
可得磁感应强度的单位是，但N不是国际单位制基本单位，又由
可得
联立可得
故ABC错误，D正确。
6．C
【详解】
磁体上磁性强弱并不一样，实验证明，磁体两端（磁极）处的磁性最强，因而铁球在条形磁铁的N极附近缓慢向上移动时，磁场越来越弱，磁体对小球作用力越来越小，故弹簧测力计示数越来越小。
故选C。
7．C
【详解】
A．电荷和电荷之间是通过电场发生相互作用，而通电导体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，A错误；
B．电荷和电荷之间是通过电场发生相互作用，磁体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，B错误；
C．电场线和电场线不可能相交，磁感线和磁感线也不可能相交，C正确；
D．磁感线和电场线都是人们假想的曲线，实际上电场线和磁感线都是不存在的，D错误。
故选C。
8．A
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。
9．B
【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。
10．C
【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．A
【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。
12．A
【详解】
设C、D间的距离为r，A点处的通电长直导线、D点处的通电长直导线在C点产生磁场的磁感应强度大小分别为
又
解得
如图所示，C处合磁感应强度方向沿DC方向，故小磁针N极指向正东方向，A正确。
故选A。
13．D
【详解】
A．闭合电路在磁场中运动，磁通量可能不变，没有感应电流产生，A错误；
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，若有多个边切割磁感线，产生几个感应电动势，总的感应电动势可能为零，没有感应电流，B错误；
C．产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化，与磁通量是否是0无关，C错误；
D．只要穿过闭合电路的磁感应条数发生了变化，即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会有感应电流，D正确。
故选D。
14．C
【详解】
如图甲所示
P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知
如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如图乙所示
由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小
故选C。
15．C
【详解】
AB．当闭合金属线框向上平移或向下平移时，穿过线框的磁通量保持不变，所以没有感应电流的产生，故AB错误；
C．金属线框固定不动，直导线的电流增加，其周期额穿过线框的磁通量增大，有感应电流的产生，故C正确；
D．电流恒定，导线和闭合金属线框以相同的速度向右平移时，穿过线框的磁通量保持不变，所以没有感应电流的产生，故D错误；
故选C。
16． hν 普朗克常量
略
17． 量子化 分立
略
18． 上方 磁效应 电与磁
略
19． S N A
【详解】
（1）[1]观察通电螺线管正上方小磁针静止时所指的方向，根据异名磁极相互吸引，可知通电螺线管右端为S极，左端为N极，所以再根据异名磁极相互吸引螺线管下方小磁针I指向左边的是S极；
[2]因为通电螺线管内部磁场由S极指向N极，所以通电螺线管内部磁场从右向左，根据小磁针静止时N极所指的方向是该点的磁场方向，可知小磁针II指向左边的是N极；
（2）[3]先由右手螺旋定则可以判断出通电螺线管右侧为N极，左侧为S极，同理根据异名磁极相互吸引可得A正确。
20．声音形成的声波导致振动膜片前后振动，带动导电线圈前后移动，切割永久磁铁形成的磁场，产生感应电流，即形成电流信号。
【详解】
声音形成的声波导致振动膜片前后振动，带动导电线圈前后移动，切割永久磁铁形成的磁场，产生感应电流，即形成电流信号。
21．见解析
【详解】
硬磁性材料（永磁体）指磁化后能长久保持磁性的材料。常见的有高碳钢，铝镍钴合金、钛钴合金、钡铁氧体等。还应用于磁记录，如录音磁带、录象磁带、电脑磁盘粉等；软磁性材料指磁化后，不能保持原有的磁性。如软铁、硅钢、铁镍合金等。用来制造变压器、电磁铁等。
22．见解析
【详解】
现代电力的源头――发电机
电磁感应现象最重要的一个应用是制造发电机，其基本原理是：闭合电路的一部分绕成线圈，然后在磁场中转动切割磁感线，产生感应电流，上课时用到的手摇发电机就能清楚演示这样的发电过程。
厨房中的新型灶具――电磁炉
电磁炉是利用电磁感应现象将电能转换为内能的厨房电器，在电磁炉内部，由整流电路将频率较低的交流电变成直流电，再经过控制电路将直流电转换成高频电流(即高速变化的电流)，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场。当磁场内的磁感线通过金属器皿(导磁又导电的材料)底部时，金属体内会产生无数的小涡流(感应电流)，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西，电磁炉与其他炉具比较，优点很多。
会场上的要员――动圈式话筒
动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声源对着话筒发声时，声波使其中的金属膜片振动，连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动(做切割磁感线运动)，就产生了感应电流(电信号)，感应电流的大小和方向都在变化，变化的振幅和频率由声源发出的声波决定。然后这个电信号经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音来。
升降电压的功臣――变压器
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置：主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯，当初级线圈中通有交流电流时。由于交流电的大小、方向在不断改变，所以铁芯中便产生变化的磁场，这个变化的磁场通过次级线圈时会产生感应电流(电路闭合时)，事实上，当电路断开时，虽然没有感应电流，但在电路两端会有感应电压，由于次级线圈与初级线圈匝数不同，感应电压U1和U2大小也不同，变压器就是通过这样的方法来改变电压的。
23．见解析
【详解】
电磁波是一个很大的家族。有的电磁波的频率很低，例如无线电波；有的电磁波的频率很高，例如γ射线。不同电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性，从而具有不同的应用领域。
一、无线电波
频率小于300GHz的电磁波是无线电波。无线电波用于通信、广播及其他信号传输。
广播电台和电视台都有发射无线电波的设备，许多自然过程也辐射无线电波。如天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究。
二、红外线
红外线是一种光波，它的频率比无线电波大，比可见光小。所有物体都发射红外线。热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。肉眼看不见红外线，但能够感受它。寒冷的冬天当你在炉旁烤火时，你的皮肤正在享受红外线带来的温暖。
红外探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，这是夜视仪器和红外摄影的基础。用灵敏的红外探测器吸收远处物体发出的红外线，然后用电子电路对信号进行处理，可以得知被测对象的形状及温度、湿度等参数。这就是红外遥感技术。利用红外遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮。红外遥感在军事上的应用也十分重要。另外，许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以“看到物体”，如蛇类等。
三、可见光
阳光是由各种色光组成的。科学研究发现，不同颜色的光是频率范围不同的电磁波。
天空为什么是亮的？因为大气把阳光向四面八方散射。在没有大气的太空，即使太阳高悬在空中，它周围的天空也是黑暗的。由于频率较高的光比频率较低的光更容易被大气散射，所以天空看起来是蓝色的。大气对频率较高的光的吸收也比较强 ，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被吸收掉了，剩下红光、橙光透光大气射入我们的眼睛，所以傍晚的阳光比较红。
四、紫外线
人眼看不到比紫外光频率更高的电磁波。紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。因此，可以利用紫外线灭菌消毒。太阳光里有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康。但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。
许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计防伪措施。
五、X射线和γ射线
频率比紫外线更高的电磁波就是X射线和γ射线了。
人们用X射线管来产生X射线。X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变。X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官。在工业上，利用X射线检查金属零件内部的缺陷。机场、车站等地进行安全检查时，X射线能轻而易举地窥见箱内物品。
频率最高的电磁辐射是γ射线，它具有很高的能量。γ射线能破坏生命物质。把这个特点应用在医学上，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症。γ射线的穿透能力很强，可用于探测金属部件内部的缺陷。
24．a没有，b有，见解析
【详解】
在图（a）中，线圈绕平行于磁感线的轴转动，无论转到什么位置，线圈平面都没有磁感线穿过，即线圈的磁通量始终为零，所以线圈中没有感应电流。
在图（b）中，线圈绕垂直于磁感线的轴转动时，穿过线圈的磁感线条数不断发生变化，即磁通量发生了变化，所以线圈中有感应电流。
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