2022秋物理人教版2019必修第三册第十三章：电磁感应与电磁波初步习题（word版含答案）

2022秋物理人教版2019必修第三册第十三章：电磁感应与电磁波初步习题附答案
人教2019必修第三册第13章 电磁感应与电磁波初步
一、选择题。
1、如图所示的四个实验中，不能表明电流能产生磁场的是(　　)
甲　　　　乙　　　　　丙　　　丁
A．甲图中，导线通电，小磁针发生偏转
B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用
C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近
D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离
2、先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是(　　)
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
3、如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是(　　)
A．开关S闭合或断开的瞬间
B．开关S是闭合的，但滑动触头向左滑
C．开关S是闭合的，但滑动触动向右滑
D．开关S始终闭合，不滑动触头
4、目前雷达发出的电磁波频率多在200~1 000 MHz的范围内,下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30~150 m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播
D.测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,就可以确定障碍物的距离
5、关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　　)
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
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
6、如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，导线cd中无电流的是(　　)
A．开关S闭合或断开的瞬间
B．开关S是闭合的，但滑动变阻器的滑动触头向左滑
C．开关S是闭合的，但滑动变阻器的滑动触头向右滑
D．开关S始终闭合，滑动变阻器的滑动触头不动
7、下列关于磁场和磁感线的描述，正确的是(　　)
A．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
B．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
C．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
D．在磁场强的地方同一通电导体受的磁场力可能比在磁场弱的地方受的磁场力小
8、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10 cm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5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为(　　)
A．5.0×10－5 T　　　 B．1.0×10－4 T
C．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T
9、如图所示，在匀强磁场中的U形导轨上，有两根等长的平行导线ab和cd，以相同的速度v匀速向右滑动．为使ab中有感应电流产生，对开关S来说(　　)
A．断开和闭合都可以 B．应断开
C．断开和闭合都不行 D．应闭合
10、电磁波在真空中传播的速度v是3.00×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个台发射的电磁波的波长λ为(　　)
A．2.70 m　　B．270 m C．333 m D．3.33 m
11、红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．如图所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况．由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为(　　)
A．2.5 μm～3.5 μm B．4 μm～4.5 μm
C．5 μm～7 μm D．8 μm～13 μm
12、（双选）如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图中，八个相同的磁铁都处于静止状态，其中甲、乙中的弹簧都处于伸长状态，则(　　)
A．对地面压力最大的是丁 B．对地面压力最小的是甲
C．甲、乙对地面的压力相等 D．丙、丁对地面的压力相等
二、填空含实验题。
13、为了探究电磁感应现象的产生条件，如图给出了必备的实验仪器。
(1)请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整。
(2)正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转。开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针________偏转(选填“发生”或“不发生”)。断开开关时灵敏电流计的指针________偏转(选填“发生”或“不发生”)。
14、在“探究感应电流的产生”的实验中，小明的四次实验情况分别如图甲、乙、丙、丁所示。
(1)有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗？________，图________可支持你的结论。
(2)探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。
A．根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论：
_______________________________________________________________。
B．根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论：
_________________________________________________________________。
三、解答类题。
15、如图所示，在边长为2l的正方形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一边长为l的正方形导线框沿垂直磁场的方向以速度v匀速通过磁场区域，从ab边刚进入磁场开始计时。
(1)指出哪些时间段内有感应电流产生；
(2)画出磁通量随时间变化的图像。
16、（计算题）如图所示，光滑的轨道PQ和MN宽度为d＝0.5 m，跟一电动势为E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω的电池相连，水平地放在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，轨道上可自由滑动的金属棒CD的质量m＝0.5 kg，电阻为R＝0.5 Ω，其余电阻不计，开关S闭合的瞬间，CD棒受到的磁场力水平向右，棒的加速度为3.0 m/s2，求磁场的磁感应强度B。
17、（计算题）光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700 nm。400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)
18、如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，以速度v0垂直于电场方向从A射入匀强电场，并从电场另一侧B点射出，且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°，已知匀强电场的宽度为L，求：
(1)匀强电场的电场强度E；
(2)求A、B两点的电势差UAB。
2022秋物理人教版2019必修第三册第十三章：电磁感应与电磁波初步习题附答案
人教2019必修第三册第13章 电磁感应与电磁波初步
一、选择题。
1、如图所示的四个实验中，不能表明电流能产生磁场的是(　　)
甲　　　　乙　　　　　丙　　　丁
A．甲图中，导线通电，小磁针发生偏转
B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用
C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近
D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离
【答案】B
2、先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是(　　)
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
【答案】B　
3、如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是(　　)
A．开关S闭合或断开的瞬间
B．开关S是闭合的，但滑动触头向左滑
C．开关S是闭合的，但滑动触动向右滑
D．开关S始终闭合，不滑动触头
【答案】D
4、目前雷达发出的电磁波频率多在200~1 000 MHz的范围内,下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30~150 m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播
D.测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,就可以确定障碍物的距离
【答案】D
5、关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　　)
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
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
【答案】C
6、如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，导线cd中无电流的是(　　)
A．开关S闭合或断开的瞬间
B．开关S是闭合的，但滑动变阻器的滑动触头向左滑
C．开关S是闭合的，但滑动变阻器的滑动触头向右滑
D．开关S始终闭合，滑动变阻器的滑动触头不动
【答案】D　
7、下列关于磁场和磁感线的描述，正确的是(　　)
A．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
B．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
C．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
D．在磁场强的地方同一通电导体受的磁场力可能比在磁场弱的地方受的磁场力小
【答案】D　
8、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10 cm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5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为(　　)
A．5.0×10－5 T　　　 B．1.0×10－4 T
C．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T
【答案】C　
9、如图所示，在匀强磁场中的U形导轨上，有两根等长的平行导线ab和cd，以相同的速度v匀速向右滑动．为使ab中有感应电流产生，对开关S来说(　　)
A．断开和闭合都可以 B．应断开
C．断开和闭合都不行 D．应闭合
【答案】D
10、电磁波在真空中传播的速度v是3.00×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个台发射的电磁波的波长λ为(　　)
A．2.70 m　　B．270 m C．333 m D．3.33 m
【答案】D
11、红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．如图所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况．由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为(　　)
A．2.5 μm～3.5 μm B．4 μm～4.5 μm
C．5 μm～7 μm D．8 μm～13 μm
【答案】D
12、（双选）如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图中，八个相同的磁铁都处于静止状态，其中甲、乙中的弹簧都处于伸长状态，则(　　)
A．对地面压力最大的是丁 B．对地面压力最小的是甲
C．甲、乙对地面的压力相等 D．丙、丁对地面的压力相等
【答案】BD　
二、填空含实验题。
13、为了探究电磁感应现象的产生条件，如图给出了必备的实验仪器。
(1)请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整。
(2)正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转。开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针________偏转(选填“发生”或“不发生”)。断开开关时灵敏电流计的指针________偏转(选填“发生”或“不发生”)。
【答案】(1)如图所示：　
(2)发生　发生
14、在“探究感应电流的产生”的实验中，小明的四次实验情况分别如图甲、乙、丙、丁所示。
(1)有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗？________，图________可支持你的结论。
(2)探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。
A．根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论：
_______________________________________________________________。
B．根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论：
_________________________________________________________________。
【答案】(1)不对　丙　(2)A.当磁场方向不变时，感应电流的方向与导体的运动方向有关B．当导体的运动方向不变时，感应电流的方向与磁场的方向有关
【解析】(1)闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，磁通量不一定发生变化，因此不一定发生电磁感应现象，也就不一定产生感应电流，图丙中指针不偏转就说明这一结论。
(2)A.图甲和图乙是采用控制变量法的对比实验，即保持磁场方向不变的情况下，研究指针的偏转方向(感应电流的方向)与导体的运动方向间的关系。B.图乙和图丁也是采用控制变量法的对比实验，即保持导体运动方向不变的情况下，研究指针的偏转方向(感应电流的方向)与磁场方向间的关系。
三、解答类题。
15、如图所示，在边长为2l的正方形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一边长为l的正方形导线框沿垂直磁场的方向以速度v匀速通过磁场区域，从ab边刚进入磁场开始计时。
(1)指出哪些时间段内有感应电流产生；
(2)画出磁通量随时间变化的图像。
【答案】见解析。
【解析】(1)线框进入磁场的过程，在0～时间段内有感应电流产生，线框离开磁场过程，在～时间段内有感应电流产生。
(2)磁通量随时间变化的图像如图所示。
16、（计算题）如图所示，光滑的轨道PQ和MN宽度为d＝0.5 m，跟一电动势为E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω的电池相连，水平地放在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，轨道上可自由滑动的金属棒CD的质量m＝0.5 kg，电阻为R＝0.5 Ω，其余电阻不计，开关S闭合的瞬间，CD棒受到的磁场力水平向右，棒的加速度为3.0 m/s2，求磁场的磁感应强度B。
【答案】2 T
【解析】开关S闭合的瞬间流过金属棒电流：I＝＝ A＝1.5 A，
此时受到的磁场力F＝BId，
由牛顿第二定律F＝BId＝ma，B＝＝ T＝2 T。
17、（计算题）光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700 nm。400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)
【答案】4.97×10－19 J　2.84×10－19 J
【解析】根据公式ν＝和ε＝hν可知：
400 nm对应的能量子ε1＝h＝6.63×10－34× J≈4.97×10－19 J
700 nm对应的能量子ε2＝h＝6.63×10－34× J≈2.84×10－19 J。
18、如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，以速度v0垂直于电场方向从A射入匀强电场，并从电场另一侧B点射出，且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°，已知匀强电场的宽度为L，求：
(1)匀强电场的电场强度E；
(2)求A、B两点的电势差UAB。
【答案】(1)　(2)
【解析】(1)粒子在匀强电场的水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，将v沿水平方向和竖直方向分解，
则vy＝＝v0①
又vy＝t②
L＝v0t③
由①②③得E＝。
(2)由动能定理得qUAB＝mv2－mv02④
又v＝⑤
由④⑤得UAB＝。