第六章电磁现象与电磁波章节综合练

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
2．电磁感应现象的发现，为发电机的发明提供了理论基础，奏响了人类进入电气化时代的序曲，发现电磁感应现象的科学家是（　　）
A．欧姆 B．奥斯特 C．麦克斯韦 D．法拉第
3．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
4．早在1822年，英国科学家法拉第就在一篇日记中留下了“由磁产生电”这样闪光的思想，但关于“磁生电”的研究却不顺利。1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连，为了避免强磁性磁铁的影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察。关于科拉顿进行的实验，下列说法正确的是（　　）
A．在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转
B．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小
C．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是他所用的电流计灵敏度不够
D．将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑到房间观察时，电流计已不再偏转
5．某人有两部手机A和B，当用手机A（或B）拨打B（或A）的号码时，既能听到手机B（或A）的响声，又能看到B（或A）的显示屏上显示出A（或B）的号码。现把手机A放到一个透明玻璃罩内，并抽成真空，再用手机B拨打手机A的号码，以下说法正确的是 （　　）
A．既能听到A的响声，又能看到A的显示屏上显示出B的号码
B．能听到A的响声，但不能看到A的显示屏上显示出B的号码
C．不能听到A的响声，但能看到A的显示屏上显示出B的号码
D．既不能听到A的响声，也不能看到A的显示屏上显示出号码
6．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　）
A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体
7．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
8．为了将SI单位中的7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，2018年11月16日，第26届国际计量大会通过投票，自2019年5月20日起，千克将基于普朗克常数定义，即。由所学知识，可以推断出a、b的数值分别为（　　）
A． B． C． D．
9．所谓黑体是指能全部吸收入射的电磁波而不发生反射的物体。显然，自然界不存在真正的黑体，但许多物体在某些波段上可近似地看成黑体。如图所示，用不透明的材料制成的带小孔的空腔，可近似地看作黑体。这是利用了（　　）
A．控制变量法 B．类比法
C．比值法 D．理想化方法
10．下列说法中正确的是（　　）
A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值，即B＝
B．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关
C．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
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．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
13．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　）
A．a、b、c的N极都向纸里转
B．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
14．黑体辐射的强度与波长的关系如图所示，由图可知下列说法错误的是（　　）
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动
C．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波
D．不同温度下，黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波
15．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＝·
二、填空题
16．判断下列说法的正误。
（1）黑体一定是黑色的物体。( )
（2）能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( )
（3）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( )
（4）能量子的能量不是任意的，其大小与带电微粒的振动频率成正比。( )
（5）黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关。( )
17．法拉第心系“磁生电”∶
（1）1831年，英国物理学家_____发现了电磁感应现象。产生的电流叫作________。
（2）法拉第的概括
法拉第把引起感应电流的原因概括为五类∶
①变化的_____；
②变化的_____；
③____的恒定电流；
④____的磁铁；
⑤在磁场中运动的___。
（3）电磁感应与感应电流：法拉第把他发现的_____的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作______。
（4）发现电磁感应现象的意义
①使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了_____作为一门统一____的诞生。
②使人们找到了_____的条件，开辟了人类的电气化时代。
18．历史上对地磁场的形成有这样一种看法：我们居住的地球是一个带电星球，它带的电荷量约为。由于地球自西向东旋转，会形成许多环形电流，如图所示。由此猜想地球带的是________（选填“正”或“负”）电。
19．直导线ab内通有稳恒电流，产生磁场方向如图，导线中的电流方向为_________（选填“从a到b”或“从b到a”）；一线框从M处沿ab所在竖直平面向下移动到N处，线框内的磁通量变化情况是________。
三、解答题
20．“变化的磁场产生电场”，这是麦克斯韦电磁场理论的重要支柱之一。请你通过相关的实验事实和一定的逻辑推理，说明这个结论的正确性。
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．如图所示，一铝制导体圆环竖直套在一根固定的水平光滑绝缘杆ab上。
（1）当进行以下操作时，圆环中能否产生感应电流？若有感应电流产生，其方向如何？
操作1：圆环固定不动，条形磁铁从圆环中心位置沿竖直方向向下平移；
操作2：圆环不固定，条形磁铁N极向左插入圆环；
操作3：去除横杆ab，让圆环和条形磁铁同时从当前位置自由下落；
（2）除了上述操作，还有其他可能让圆环产生感应电流的操作方案吗？如果有，请指出各种方案中感应电流的方向。
23．如图所示，A为橡胶圆盘，其盘面竖直B为紧贴A的毛皮，在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置。当沿图中箭头的方向转动把手C时，小磁针将发生什么现象？
24．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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【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。
2．D
【详解】
发现电磁感应现象的科学家是法拉第。
故选D。
3．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。
4．D
【详解】
科拉顿将磁铁投入螺线管时，穿过螺线管的磁通量增大，产生感应电流，电流计指针发生偏转，但当他跑到另一个房间时，穿过螺线管的磁通量不再发生变化，此时电流计指针就不会发生偏转。
故选D。
5．C
【详解】
声音不能在真空中传播，所以拨打真空罩中的手机不能听到手机铃声；手机发射和接收的是电磁波信号，能在空气和真空中传播，所以真空罩中的手机能接收到呼叫信号；光也是电磁波，所以能看到手机A的显示屏上显示出B的号码，故C正确，A、B、D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，而不发生发射，这样的物体称为黑体，故A错误；
BC．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，C正确；
D．射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体，故选项D错误。
故选C。
7．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。
8．B
【详解】
由
可知
其中能量E的单位是焦耳，，频率的单位是赫兹，，可得
ACD错误，B正确。
故选B。
9．D
【详解】
黑体实际上是物体模型，把实际物体近似看作黑体，用到的是理想化方法，ABC错误，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，要注意该定义式的条件。故A错误；
B．某处磁感应强度的大小和方向只与场强本身有关，跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关，故B正确；
C．通电导线在某点不受磁场力的作用，可能是导线的方向与磁场的方向平行，该点的磁感应强度不一定为零。故C错误；
D．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。故D错误。
故选B。
11．C
【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．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。
13．D
【详解】
圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动， b处小磁针的N极向纸外转动。
故选D。
14．D
【详解】
A．由题图可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，故A正确，不符合题意；
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B正确，不符合题意；
CD．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
15．A
【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。
16． 错误 正确 正确 正确 正确
略
17． 法拉第 感应电流 电流 磁场 运动 运动 导体 磁生电 感应电流 电磁学 学科 磁生电
【详解】
略
18．负
【详解】
地球自西向东旋转，形成许多环形电流，使地球的地理北极附近出现地磁南极，地球的地理南极附近出现地磁北极，由安培定则判断可知，环形电流的方向与地球自转方向相反，若该环形电流是地球所带电荷量形成的，则地球带的是负电荷。
19． 从b到a 先增大后减小再增大再减小
【详解】
[1]由安培定可知导线中的电流方向为从b到a；
[2]通电导线附近，越靠近导线磁感应强度越大，线框下边刚刚到ab所在平面，线框的磁通量最大，当线框中点到达ab所在平面，磁通量减小到0，当线框上边刚到ab所在平面时磁通量反向增加到最大，再继续向下，磁通量减小，所以线框内的磁通量变化情况是先增大后减小再增大再减小。
20．根据电磁感应现象，变化的磁场中的闭合回路会产生感应电流，即有了自由电荷的定向移动，说明闭合回路周围存在电场，促使自由电荷进行定向移动，如果没有闭合回路，电场也存在，所以变化的磁场产生电场。
【详解】
根据电磁感应现象，变化的磁场中的闭合回路会产生感应电流，即有了自由电荷的定向移动，说明闭合回路周围存在电场，促使自由电荷进行定向移动，如果没有闭合回路，电场也存在，所以变化的磁场产生电场。
21．(1)；(2)
【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．见解析
【详解】
(1)操作1：圆环固定不动，条形磁铁从圆环中心向下平移，通过圆环的磁通量减小，所以圆环中能产生感应电流；根据楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知圆环中的感应电流方向从条形磁铁向圆环看去为顺时针方向；
操作2：条形磁铁N极向左插入，穿过圆环的磁通量增加，所以圆环中能产生感应电流；根据楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知圆环中的感应电流方向从条形磁铁向圆环看去为逆时针方向；
操作3：在圆环和条形磁铁自由下落的过程中，二者保持相对静止，穿过圆环的磁通量不变，所以不产生感应电流。
(2)有；可使圆环固定不动，条形磁铁向远离圆环方向移动，此时通过圆环的磁通量减小，所以圆环中能产生感应电流；根据楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知圆环中的感应电流方向从条形磁铁向圆环看去为顺时针方向。
23．见解析
【详解】
当转动把手时，A盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流方向与盘转动方向相反。因为电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用，根据安培定则可知，环形电流的磁场方向沿垂直圆盘平面的中心轴的方向向外，所以小磁针的N极将发生偏转，即小磁针的N极沿垂直盘面的轴向外背离圆盘，S极沿垂直盘面的轴向里指向圆盘。
24．见解析
【详解】
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。
答案第1页，共2页
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