2022—2023学年上学期高二物理人教（2019）必修第三册第13章：电磁感应与电磁波初步优选习题（word版含答案）

2022—2023学年上学期高二物理人教（2019）必修第三册第13章：电磁感应与电磁波初步优选习题含答案
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，与通电直导线垂直的平面上放有两枚小磁针。忽略地磁场的影响，两小磁针静止时，磁针的指向符合实际的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
2、如图所示：
两根垂直纸面的导线a、b中通有大小相等的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b的距离相等。要使P点的磁场方向水平向右，则a、b中电流方向为(　　)
A．都向外
B．都向里
C．a中电流向外，b中电流向里
D．a中电流向里，b中电流向外
3、（多选）某学校操场上有如图所示的运动器械：两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上．静止时ab水平且沿东西方向．已知当地的地磁场方向自南向北斜向下跟竖直方向成45°，现让ab随链条荡起来，跟竖直方向最大偏角为45°，则下列说法正确的是(　　)
A．当ab棒自南向北经过最低点时，ab中有感应电流
B．当链条与竖直方向成45°时，回路中感应电流为零
C．当ab棒自南向北经过最低点时，ab棒受安培力的作用
D．在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为机械能
4、红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是(　　)
A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
B．红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、伦琴射线
C．γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．紫外线、红外线、γ射线、伦琴射线、无线电波、可见光
5、（多选）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是(　　)
A．微波是指波长在10－3 m到10 m之间的电磁波
B．微波和声波一样都只能在介质中传播
C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
6、如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时(　　)
A．小磁针N极向里转 B．小磁针N极向外转
C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动
7、如图所示：
通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
8、（双选）如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是(　　)
A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转
C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转
D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转
9、电磁场理论预言了什么？(　　)
A．预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场
B．预言了变化的电场能够在周围产生磁场
C．预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速
D．预言了电能够产生磁，磁能够产生电
10、（双选）一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，若在真空中速度为c，普朗克常量为h，则下列叙述正确的是(n＝，v是光波在介质中的传播速度)(　　)
A．该激光在真空中的波长为nλ
B．该波的频率为
C．该激光器在t s内辐射的能量子数为
D．该激光器在t s内辐射的能量子数为
11、下列关于磁现象的电本质的说法中，错误的是(　　)
A．一切磁现象都源于电流或运动电荷
B．静止的电荷也能产生磁场
C．永磁体的磁场也可以归结为由运动电荷产生的
D．在外磁场作用下物体内分子电流取向大致相同时物体就被磁化了
12、磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号T)，下列单位中与磁感应强度的单位一致的是(　　)
A． B． C． D．
13、（多选）1823年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生．在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里．他想，反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”的)，插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及．就这样，科拉顿开始了实验．然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置，科拉顿失败了．以下关于科拉顿实验的说法中正确的是(　　)
A．实验中根本没有感应电流产生
B．实验中有感应电流产生
C．科拉顿的实验装置是完全正确的
D．科拉顿实验没有观察到感应电流是因为在插入磁铁的过程中会有感应电流产生，但当跑到另一间房观察时，电磁感应过程已经结束，不会看到电流计指针的偏转
14、手机A的号码为18888880001，手机B的号码为18888880002，手机A拨打手机B时，手机B发出响声并且来电显示A的号码为18888880001。若将手机A置于一透明真空罩中，再用手机B拨打手机A，则(　　)
A．发出响声，并显示B的号码18888880002
B．发出响声，但不显示B的号码
C．不发出响声，但显示B的号码18888880002
D．即不发出响声，也不显示号码
二、填空含实验题。
15、在振荡电路中,如已知电容C,并测得电路的固有振荡周期为T,即可求得电感L。为了提高测量精度,需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的六组数据标示在以C为横坐标,为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点。
(1)的关系为___________。
(2)根据图中给出的数据点做出与C的关系图线。
(3)求得的L值是__________。
16、目前电能都是通过电网采用有线方式传输的．人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池．现在，一个科学研究小组在实验室中取得可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现．
(1)实现无线传输能量，涉及到能量的 、传播和接收．
(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波(　　)
A．在传输中很多能量被吸收 B．在传输中易受山脉阻隔
C．向各个方向传输能量 D．传输能量易造成电磁污染
(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关，实验测得P和R的部分数据如下表：
R(m) 1 2 4 5 x 10
P(W) 1 600 400 100 y 25 16
①上表中的x＝ ，y＝ .
②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系式为 .
(4)为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如下图．实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.
①若用该装置给充电功率为10 W的电池充电，则损失的功率为 W.
②若把甲线接入电压为220 V的电源，测得该线圈中的电流为0.195 A．这时，接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为 W.
(5)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传输电能还处于实验室阶段．为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需解决一系列问题，请提出至少两个问题。
三、计算类解答题。
17、（计算类）垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长l＝1 cm，电流强度I＝10 A，若它所受的磁场力F＝0.05 N，求：
(1)该磁场的磁感应强度B是多少？
(2)若导线中电流强度变为5 A，磁感应强度B是多少？
18、（计算类）科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生变化的同时也存在着副作用——电磁污染。频率超过0.1 MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体造成威胁。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过。若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1 W，试探究分析在距离该通信装置多少米以外是符合规定的安全区域？（已知球面面积）
19、经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为9.4 μm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＝2.90×10－3 m·K，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＝6.63×10－34 J·s)
2022—2023学年上学期高二物理人教（2019）必修第三册第13章：电磁感应与电磁波初步优选习题含答案
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，与通电直导线垂直的平面上放有两枚小磁针。忽略地磁场的影响，两小磁针静止时，磁针的指向符合实际的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
【答案】D　
2、如图所示：
两根垂直纸面的导线a、b中通有大小相等的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b的距离相等。要使P点的磁场方向水平向右，则a、b中电流方向为(　　)
A．都向外
B．都向里
C．a中电流向外，b中电流向里
D．a中电流向里，b中电流向外
【答案】C　
3、（多选）某学校操场上有如图所示的运动器械：两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上．静止时ab水平且沿东西方向．已知当地的地磁场方向自南向北斜向下跟竖直方向成45°，现让ab随链条荡起来，跟竖直方向最大偏角为45°，则下列说法正确的是(　　)
A．当ab棒自南向北经过最低点时，ab中有感应电流
B．当链条与竖直方向成45°时，回路中感应电流为零
C．当ab棒自南向北经过最低点时，ab棒受安培力的作用
D．在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为机械能
【答案】ABC
4、红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是(　　)
A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
B．红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、伦琴射线
C．γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．紫外线、红外线、γ射线、伦琴射线、无线电波、可见光
【答案】A
5、（多选）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是(　　)
A．微波是指波长在10－3 m到10 m之间的电磁波
B．微波和声波一样都只能在介质中传播
C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
【答案】ACD
6、如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时(　　)
A．小磁针N极向里转 B．小磁针N极向外转
C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动
【答案】A　
7、如图所示：
通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
【答案】C　
8、（双选）如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是(　　)
A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转
C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转
D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转
【答案】AD
9、电磁场理论预言了什么？(　　)
A．预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场
B．预言了变化的电场能够在周围产生磁场
C．预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速
D．预言了电能够产生磁，磁能够产生电
【答案】C
10、（双选）一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，若在真空中速度为c，普朗克常量为h，则下列叙述正确的是(n＝，v是光波在介质中的传播速度)(　　)
A．该激光在真空中的波长为nλ
B．该波的频率为
C．该激光器在t s内辐射的能量子数为
D．该激光器在t s内辐射的能量子数为
【答案】AC
11、下列关于磁现象的电本质的说法中，错误的是(　　)
A．一切磁现象都源于电流或运动电荷
B．静止的电荷也能产生磁场
C．永磁体的磁场也可以归结为由运动电荷产生的
D．在外磁场作用下物体内分子电流取向大致相同时物体就被磁化了
【答案】B　
12、磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号T)，下列单位中与磁感应强度的单位一致的是(　　)
A． B． C． D．
【答案】A
13、（多选）1823年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生．在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里．他想，反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”的)，插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及．就这样，科拉顿开始了实验．然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置，科拉顿失败了．以下关于科拉顿实验的说法中正确的是(　　)
A．实验中根本没有感应电流产生
B．实验中有感应电流产生
C．科拉顿的实验装置是完全正确的
D．科拉顿实验没有观察到感应电流是因为在插入磁铁的过程中会有感应电流产生，但当跑到另一间房观察时，电磁感应过程已经结束，不会看到电流计指针的偏转
【答案】BCD
14、手机A的号码为18888880001，手机B的号码为18888880002，手机A拨打手机B时，手机B发出响声并且来电显示A的号码为18888880001。若将手机A置于一透明真空罩中，再用手机B拨打手机A，则(　　)
A．发出响声，并显示B的号码18888880002
B．发出响声，但不显示B的号码
C．不发出响声，但显示B的号码18888880002
D．即不发出响声，也不显示号码
【答案】C
二、填空含实验题。
15、在振荡电路中,如已知电容C,并测得电路的固有振荡周期为T,即可求得电感L。为了提高测量精度,需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的六组数据标示在以C为横坐标,为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点。
(1)的关系为___________。
(2)根据图中给出的数据点做出与C的关系图线。
(3)求得的L值是__________。
【答案】(1)
(2)如图所示：
(3)3.68mH(35.1~38.9mH都算对)
16、目前电能都是通过电网采用有线方式传输的．人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池．现在，一个科学研究小组在实验室中取得可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现．
(1)实现无线传输能量，涉及到能量的 、传播和接收．
(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波(　　)
A．在传输中很多能量被吸收 B．在传输中易受山脉阻隔
C．向各个方向传输能量 D．传输能量易造成电磁污染
(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关，实验测得P和R的部分数据如下表：
R(m) 1 2 4 5 x 10
P(W) 1 600 400 100 y 25 16
①上表中的x＝ ，y＝ .
②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系式为 .
(4)为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如下图．实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.
①若用该装置给充电功率为10 W的电池充电，则损失的功率为 W.
②若把甲线接入电压为220 V的电源，测得该线圈中的电流为0.195 A．这时，接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为 W.
(5)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传输电能还处于实验室阶段．为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需解决一系列问题，请提出至少两个问题。
【答案】（1）发射 （2）C （3）x＝8，y＝64 ，PR2＝1 600
三、计算类解答题。
17、（计算类）垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长l＝1 cm，电流强度I＝10 A，若它所受的磁场力F＝0.05 N，求：
(1)该磁场的磁感应强度B是多少？
(2)若导线中电流强度变为5 A，磁感应强度B是多少？
【答案】(1)0.5 T　 (2)0.5 T
【解析】(1)根据F＝BIl，得B＝＝ T＝0.5 T。
(2)磁场的磁感应强度由磁场本身决定，不随通电导线电流的变化而变化，故B＝0.5 T。
18、（计算类）科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生变化的同时也存在着副作用——电磁污染。频率超过0.1 MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体造成威胁。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过。若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1 W，试探究分析在距离该通信装置多少米以外是符合规定的安全区域？（已知球面面积）
【答案】0.40 m
【解析】设以通信装置为球心，半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，则
可得
19、经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为9.4 μm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＝2.90×10－3 m·K，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＝6.63×10－34 J·s)
【答案】36 ℃　 2.12×10－20 J
【解析】人体辐射的能量子的值为ε＝h＝6.63×10－34× J≈2.12×10－20 J，人体表面的温度为T＝＝ K≈309 K≈36 ℃.