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．某病人拍摄CT胸片，病发区的密度与其他部位不同，片中显示为白色斑点。CT机可以诊断病情是因为利用了（　　）
A．长波 B．紫外线 C．红外线 D．X射线
2．如图所示，两个单匝圆形线圈甲和乙相隔一定距离竖直固定在水平面上，通过甲线圈的电流大于乙线圈的电流，虚线为两线圈的中轴线，O、、、M、N都在中轴线上，、分别为甲、乙线圈的圆心，O为连线的中点，为MO的中点，为ON的中点，下列说法正确的是（　　）
A．两线圈之间存在相互排斥的作用力
B．O点处的磁感应强度方向沿轴线向右
C．O、M、N三点中O点处磁感应强度最大
D．乙线圈在O点产生的磁感应强度大于甲线圈在O点产生的磁感应强度
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．在物理学的发展进程中，有许多物理学家做出了重大的贡献，以下叙述正确的是（　　）
A．伽利略猜想自由落体的速度与时间成正比，并进行了实验验证
B．欧姆发现通电导线会产生热量
C．法拉第和楞次同时发现了电磁感应定律
D．库伦通过扭称实验测量了静电力常量
5．三根相互平行长直导线a、b、c分别从等腰直角三角形三个顶点处垂直穿过纸面且固定，导线中通有大小和方向均相同的恒定电流，如图所示．若b导线中的电流产生的磁场在a、c连线中点O处的磁感应强度大小为B0，则O点处的磁感应强度大小为（　　）
A．B0 B．B0 C．3B0 D．B0
6．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
7．我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，如图所示。在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线正下方5cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量为，直导线通电后罗盘指针停在北偏西30°的位置，由此测出该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，等腰的底边长为，．在M点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向里；在Q点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向外，两导线中的电流大小均为I。已知在无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数，I是导线中的电流强度，r是该点到直导线的距离）表示，则P点的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
9．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
10．如图，在截面为圆的绝缘长管内表面两相互垂直的直径两端分别固定有四根轻质平行长直导线a、b、c、d，导线中通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。每根长直导线单独存在时，在圆心O处产生磁场的磁感应强度大小均为（k为常量，r为圆心到导线的距离），则此时O处的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．0
11．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．
12．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
13．近几年，无线电能传输技术发展迅速，越来越多的智能手机开始配备无线充电功能，如图所示为手机无线充电的原理图，下列哪种装置的工作原理与其相同（　　）
A．电磁炉 B．质谱仪
C．速度选择器 D．回旋加速器
14．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
15．下列说法正确的是（　　）
A．由可知，磁场中某点磁感应强度B与磁场力F成正比，与电流元成反比
B．根据公式可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
C．磁感线与电场线一样都是假想的，且不相交、不相切
D．根据公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到B点克服场力做功，则两点的电势差为
二、填空题
16．只要闭合电路内的______发生了变化，闭合电路内就会产生电磁感应现象。
17．在“探究电磁感应产生的条件”实验中，正确的连线应选择图1中的________（选填“甲”或“乙”）。选择正确的连线后，开关突然闭合的瞬间，灵敏电流计的指针偏转的最大角度如图2所示；在小螺线管中插入铁芯，待指针稳定后，再将开关突然断开的瞬间，指针偏转的最大角度是图3中的________（选填“A”“B”“C”或“D”）。
18．下图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。请回答以下问题：
(1)当电流从电磁铁的接线柱流入时，发现吸引小磁体向下运动，则电磁铁的上端为______极，小磁体的下端为______极；
(2)电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了。你认为这种铁芯应该用哪种材料制作______？
19．G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图(1)中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是向_______（填“上”、“下”）；图(3)中的电流表G的指针向____偏（填“左”、“右”）图(4)中的条形磁铁下端为______极（填“N”、“S”）。
三、解答题
20．国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为Δt。已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ，求该月壤层的厚度d。
21．如图，当导线环中沿逆时针方向通过电流时，说出小磁针最后静止时极的指向。
22．普朗克的能量子假说和爱因斯坦的光子假说的内容是什么？它们分别能解释哪些现象？
23．请判断下列情形中电流的方向。
(1)图（a）中，当电流通过导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(2)图（b）中，当电流通过环形导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(3)当电流通过螺线管时，磁针N的指向如图（c）所示。
24．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处，根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm = 2.90×10 - 1mK，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h = 6.63×10 - 34J·s)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
CT机可以诊断病情是因为利用了X射线穿透能力较强的性质。故选D。
2．C
【详解】
A．两线圈中的电流同向，由于同向电流之间相互吸引，则两线圈之间存在相互吸引的作用力，选项A错误；
B．由安培定则可知，两线圈中电流在O点处产生的磁场方向均向左，则O点的磁感应强度方向沿轴线向左，选项B错误；
C．由磁场叠加可知，O、M、N三点中O点处磁感应强度最大，选项C正确；
D．由于甲线圈的电流大于乙线圈的电流，则甲线圈在O点产生的磁感应强度大于乙线圈在O点产生的磁感应强度，选项D错误。
故选C。
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．D
【详解】
A．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。
B．焦耳发现通电导线会产生热量，故B错误；
C．法拉第发现了电磁感应定律，楞次发现了判断感应电动势方向的楞次定律，故C错误；
D．库仑发现了点电荷之间的相互作用规律，并通过扭称实验测出了静电力常量，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
由安培定则可知，导线a与导线c在O点产生磁场的磁感应强度的矢量和等于零，则O点的磁感应强度大小等于导线b在O点产生的磁感应强度的大小，则O点处的磁感应强度大小为B0，则D正确，ABC错误。
故选D。
6．A
【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。
7．A
【详解】
由题意可知，该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度与地磁场的水平分量合成后的合磁场方向沿北偏西30°，则直导线产生的磁场大小为
故选A。
8．D
【详解】
根据安培定则可知，固定在M点和Q点的通电直导线在P点的磁场如图所示，两通电直导线在P点的磁感应强度大小、，均为
根据几何关系可知，、的夹角为，则P点的磁感应强度大小
故选D。
9．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。
10．B
本题以通电直导线产生的磁场为背景，考查磁感应强度的叠加。
【详解】
由题意可知，a、b导线在O点产生的磁感应强度等大反向，合磁感应强度是零，c、d导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，合磁感应强度是2B0，因此四根固定平行直导线在圆心O处产生磁场的磁感应强度大小为，ACD错误，B项正确。
故选B。
11．B
【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。
12．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。
13．A
【详解】
A．手机无线充电利用的是电磁感应原理，电磁炉利用了电磁感应原理，故A正确；
BD．质谱仪和回旋加速器利用了电场中加速磁场中偏转的原理，故BD错误；
C．速度选择器利用了带电粒子在复合场中的运动，故C错误。
故选A。
14．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。
15．C
【详解】
A．磁场中某点磁感应强度B由磁场本身决定，与磁场力F和电流元无关，故A错误；
B．库伦定律适用于点电荷，当两个电荷之间的距离趋近于零时不能再视为点电荷，库仑定律不再适用，此时库仑力不是无限大，故B错误；
C．磁感线与电场线一样都是为了方便研究假想的，由于某一点的磁场和电场方向是确定的，所以电场线和磁场线不相交不相切，故C正确；
D．若将电荷量为的正电荷，从A点移动到B点克服场力做功，电场力做功为，则两点的电势差为，故D错误。
故选C。
16．磁通量
【详解】
[1]只要闭合电路内的磁通量发生了变化，闭合电路内就会产生电磁感应现象。
17． 甲 D
【详解】
[1]本实验中，利用小螺线管产生磁场，再通过开关、闭合电键或插入、拔出螺线管时观察线圈中产生的感应电流大小及方向，所以电源应与小螺线管相连，电流计应与大线圈相连，故甲正确。
[2]电键突然断开时大线圈中的感应电流方向应与电键突然闭合时大线圈中的感应电流方向相反，另外在小螺线管中插入铁芯后，大线圈中磁通量的变化率增大，所以产生的感应电流应比闭合电键时的感应电流大，综上所述可知D正确。
18． S N 软磁性材料
【详解】
（1）[1] 当电流从电磁铁的接线柱A流入时，从上向下看电流是顺时针方向，根据右手螺旋定则可知电磁铁的下端为N极，上端为S极。
[2] 由异性相吸可知下端为N极。
（2）[3] 根据电磁铁的工作要求，当没有电流时，要让铁芯失去磁性，当通电时，要有磁性，因此种铁芯最好用软磁性材料制作。
19． 下 右 S
【详解】
[1]指针左偏说明线圈中电流方向向下，感应电流产生的磁场方向向下，原磁场方向向上，二者方向相反，说明线圈中磁通量增加，由楞次定律分析可磁铁要靠近线圈，故条形磁铁的运动方向是向下。
[2]由楞次定律分析，原磁场方向向下，线圈中磁通量增大，为阻碍磁通量增大，感应电流产生的磁场方向向上，由安培定则可知线圈中电流方向向上，电流从右端流入电流表，故电流表G的指针向右偏。
[3]指针右偏说明线圈中电流方向向上，感应电流产生的磁场方向向上，因磁铁远离线圈，线圈磁通量减小，为阻碍磁通量减小，原磁场和感应电流产生的磁场方向相同，说明原磁场方向也向上，故条形磁铁下端为S极。
20．
【详解】
根据
解得
21．指向纸外
【详解】
安培定则：用右手握着通电线圈，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电线圈的N极。
若线圈通以沿逆时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的S极，纸外是通电线圈的N极。
通电线圈内部的磁场是从S极出来回到N极，小磁针在通电线圈的内部，小磁针N极受到的磁力和磁场方向相同，小磁针N极垂直指向纸外。
22．见解析
【详解】
普朗克能量子假设:1900年，德国物理学家普朗克通过对黑体辐射现象的深入研究，对黑体辐射中的能量提出了著名的能量子假设:黑体辐射或吸收电磁波的能量是不连续的，它是以能量子hv为基本单元来吸收或发射能量的，即能量为E=nhv，式中v是电磁波的频率，h称为普朗克常量，n可以取正整数。
爱因斯坦光子假设:为了克服经典理论所遇到的困难，从理论上解释光电效应，爱因斯坦提出了光子假设:光束可以看成是由微粒构成的粒子流，这些粒子叫光量子简称光子。在真空中，每个光子都以光速c运动。这些频率为v的光量子的能量为hv。
区别:两人所研究对象不同，普朗克把黑体内谐振子的能量看作是量子化的，它们与电磁波相互作用时吸收和发射的能量也是量子化的，可以解释黑体辐射;爱因斯坦认为，空间存在的电磁波的能量本质就是量子化的，可用于解释光电效应和康普顿效应。
23．(1) 从右向左；(2)逆时针方向； (3)从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向
【详解】
(1)根据右手螺旋定则，将右手握住通电直导线，四根手指指向磁感线的环绕方向（从左向右看，磁场逆时针方向），则大拇指方向即为电流方向，电流向左；
(2)根据右手螺旋定则，大拇指方向是为磁场方向（垂直于纸面向外），则四根手指环绕方向即为电流方向，故电流为逆时针方向；
(3)因为小磁针N指向电源右端，所以螺线管右端为S极，根据右手螺旋定则判断，将右手握住螺线管，大拇指方向指向螺线管N极方向，则四根手指环绕方向即为电流方向，故电源右端为正极，左端为负极，从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向。
24．36℃，2.12×10 - 22J
【详解】
人体表面的温度为
T ==K ≈ 309K≈36℃
人体辐射的能量子的值为
ε = h= 6.63×10 - 34×J = 2.12×10 - 22J
答案第1页，共2页
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