课时分层作业(十六) 磁场 磁感线
◎题组一 认识磁场的性质
1．下列关于磁场的说法正确的是( )
A．只有磁铁周围才存在磁场
B．磁场是假想的，不是客观存在的
C．磁场只有在磁体与磁体、磁体和通电导线发生作用时才产生
D．磁体与磁体、磁体与通电导线、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
2．磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是( )
A．磁体的吸铁性
B．磁极间的相互作用规律
C．电荷间的相互作用规律
D．磁场对电流的作用原理
◎题组二 对磁感线的理解
3．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
4．一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中，静止时的指向如图所示，下列分析正确的是( )
A．N极指向该点磁场方向
B．S极指向该点磁场方向
C．该磁场是匀强磁场
D．a点的磁场方向水平向右
5．图中用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是( )
A B C D
6．M1与M2为两根未被磁化的铁棒，现将它们分别放置于如图所示的位置，则被通电螺线管产生的磁场磁化后( )
A．M1的左端为N极，M2的右端为N极
B．M1和M2的右端均为N极
C．M1的右端为N极，M2的左端为N极
D．M1和M2的左端均为N极
◎题组三 安培定则的理解及应用
7．如图甲所示是我国自行开发的中低速磁悬浮列车，图乙是其工作原理示意图，关于磁悬浮列车，下列说法正确的是( )
甲 乙
A．该磁悬浮列车的原理是同名磁极相互排斥
B．车厢线圈的上端为N极
C．车厢线圈通电后电源上端是正极
D．车厢满载乘客和空载时受到的磁力相等
8．(多选)如图所示，一束带电粒子沿虚线飞过磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针N极转向读者。这束带电粒子可能是( )
A．向右飞的正离子
B．向左飞的负离子
C．向右飞的负离子
D．向左飞的正离子
9．两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始的平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动。
a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起。
b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题。
(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是___________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________________。
(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________________。
(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________________。
1/4课时分层作业(十六) 磁场 磁感线
◎题组一 认识磁场的性质
1．下列关于磁场的说法正确的是( )
A．只有磁铁周围才存在磁场
B．磁场是假想的，不是客观存在的
C．磁场只有在磁体与磁体、磁体和通电导线发生作用时才产生
D．磁体与磁体、磁体与通电导线、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
D [磁铁周围存在磁场，通电导线周围也存在磁场，A错误；磁场是客观存在的物质，磁感线是假想的，B错误；只要有磁体或者通电导线，周围就存在磁场，C错误；磁体与磁体、磁体与通电导线、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的，D正确。]
2．磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是( )
A．磁体的吸铁性
B．磁极间的相互作用规律
C．电荷间的相互作用规律
D．磁场对电流的作用原理
B [军舰被地磁场磁化后变成了磁体，当军舰靠近水雷时，对控制引爆电路的小磁针有力的作用，使小磁针转动引爆水雷，故B正确。]
◎题组二 对磁感线的理解
3．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
D [磁场的强弱可以由磁感线疏密表示，但沿磁感线方向，磁场并不一定减弱，故A错误；磁感线在磁体外部由N极到S极，磁体内部由S极到N极，故B错误；通电导体在磁场中的受力方向可由左手定则进行判断；磁场的方向并不是通电导体在磁场中某点受磁场力的方向，故C错误；因为同一通电导线在磁场的同一位置，不同角度放置，则磁场力大小也不同，故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，故D正确。]
4．一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中，静止时的指向如图所示，下列分析正确的是( )
A．N极指向该点磁场方向
B．S极指向该点磁场方向
C．该磁场是匀强磁场
D．a点的磁场方向水平向右
A [小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，也为磁感线上某点的切线方向，故A正确，B、D错误；匀强磁场中的磁感线为等间距的平行线，故C错误。]
5．图中用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是( )
A B C D
D [通电直导线的磁感线是以导线为中心的一系列同心圆，且导线与各圆一定是相互垂直的，D正确。]
6．M1与M2为两根未被磁化的铁棒，现将它们分别放置于如图所示的位置，则被通电螺线管产生的磁场磁化后( )
A．M1的左端为N极，M2的右端为N极
B．M1和M2的右端均为N极
C．M1的右端为N极，M2的左端为N极
D．M1和M2的左端均为N极
A [根据安培定则先画出通电螺线管的磁感线，M1和M2被磁化后的N极和所在位置磁感线方向一致，故M1的左端为N极，M2的右端为N极，A正确。]
◎题组三 安培定则的理解及应用
7．如图甲所示是我国自行开发的中低速磁悬浮列车，图乙是其工作原理示意图，关于磁悬浮列车，下列说法正确的是( )
甲 乙
A．该磁悬浮列车的原理是同名磁极相互排斥
B．车厢线圈的上端为N极
C．车厢线圈通电后电源上端是正极
D．车厢满载乘客和空载时受到的磁力相等
C [磁悬浮列车的工作原理是同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是N极，由此确定车厢线圈的上端为S极，根据安培定则可知，电源上端为正极，A、B错误，C正确；高速运行时，导轨钢板对列车的磁力和列车重力相等，故满载乘客和空载时磁力不同，D错误。]
8．(多选)如图所示，一束带电粒子沿虚线飞过磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针N极转向读者。这束带电粒子可能是( )
A．向右飞的正离子
B．向左飞的负离子
C．向右飞的负离子
D．向左飞的正离子
CD [带电粒子沿水平方向的虚线飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针N极转向读者。则知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的。依据安培定则可得，电流的方向水平向左。因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如果是负离子，则向右飞行。故选C、D。]
9．两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始的平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动。
a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起。
b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题。
(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是___________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________________。
(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________________。
(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________________。
[解析] 磁铁静止时，二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左，静摩擦力向右。当平板向上运动而两磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，磁铁所受支持力减小，磁铁应处于失重状态中，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下。当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍向下，故是向下加速运动。
[答案] (1)吸引 右 (2)减速 (3)加速
1/4课时分层作业(十七) 磁感应强度 磁通量
◎题组一 对磁感应强度的理解
1．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )
A．若长为l、通过的电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为
B．由B＝知，B与F成正比，与Il成反比
C．由B＝知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向
2．(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是( )
A B
C D
3．有一段长0.1 m的通电导线，通过导线的电流为5 A，把该段导线放入磁场中某一位置，受到的磁场力是1 N，则该处磁感应强度的大小可能为( )
A．0.8 T B．1.2 T C．1.8 T D．2.2 T
4．(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是( )
A B C D
5．在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线1、2、3、4，如图所示，四根导线中的电流大小关系为I1A．导线1的电源 B．导线2的电源
C．导线3的电源 D．导线4的电源
◎题组二 对磁通量的理解
6．如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．πBR2 B．πBr2
C．nπBR2 D．nπBr2
7．(多选)彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )
8．如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是( )
A．Φa＞Φb
B．Φa＜Φb
C．Φa＝Φb
D．不能确定
9．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6 T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？
10．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与水平方向的夹角为30°，一面积为S的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置Ⅰ(图中实线位置)转到竖直位置Ⅱ(图中虚线位置)。则在此过程中磁通量的变化量的大小为( )
A．BS B．BS C．BS D．2BS
11．有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上，现将U形曲面放入磁感应强度大小为B＝2 T的匀强磁场中。
(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？
(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？
1/5课时分层作业(十七) 磁感应强度 磁通量
◎题组一 对磁感应强度的理解
1．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )
A．若长为l、通过的电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为
B．由B＝知，B与F成正比，与Il成反比
C．由B＝知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向
D [磁场中某点的磁感应强度B仅与磁场本身有关，与是否放通电导体无关。在测量磁感应强度时要求一小段通电导体有正确的放置方位，力F应是导体在放置处受到的最大力，也就是通电导体应垂直于磁场放置才行，故选项A、B、C错。小磁针北极受力的方向，即为磁感应强度的方向。D正确。]
2．(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是( )
A B
C D
AC [当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B，由题图知A、C正确。]
3．有一段长0.1 m的通电导线，通过导线的电流为5 A，把该段导线放入磁场中某一位置，受到的磁场力是1 N，则该处磁感应强度的大小可能为( )
A．0.8 T B．1.2 T C．1.8 T D．2.2 T
D [若导线与磁场垂直，则该处的磁感应强度B＝＝ T＝2 T，若导线与磁场不垂直，则磁感应强度B>2 T，故D符合题意。]
4．(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是( )
A B C D
BC [由B＝或F＝BIL知匀强磁场中B恒定不变，故B正确，D错误；B、L一定，且F与I成正比，故C正确，A错误。]
5．在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线1、2、3、4，如图所示，四根导线中的电流大小关系为I1A．导线1的电源 B．导线2的电源
C．导线3的电源 D．导线4的电源
D [根据安培定则可以确定通电导线周围磁场的分布，导线1在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里，导线2在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里，导线3在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里，导线4在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向外。由于I1◎题组二 对磁通量的理解
6．如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．πBR2 B．πBr2
C．nπBR2 D．nπBr2
B [由于线圈平面与磁感线垂直并且是匀强磁场，所以穿过线圈的磁通量为Φ＝BS＝Bπr2，线圈的面积应取有效面积，B正确。]
7．(多选)彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )
A B C D
AB [选项A、B中的电流I1、I2在线圈所在处产生的磁场方向相反，其总磁通量可能为零，选项A、B正确；选项C、D中的电流I1、I2在线圈所在处产生的磁场方向相同，其总磁通量不可能为零，选项C、D错误。]
8．如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是( )
A．Φa＞Φb
B．Φa＜Φb
C．Φa＝Φb
D．不能确定
A [通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线。条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线；对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小。故A正确。]
9．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6 T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？
[解析] 线圈在垂直磁场方向上的投影面积
S⊥＝Scos 60°＝0.4×0.5 m2＝0.2 m2
穿过线圈的磁通量Φ＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb
线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量
Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb
故磁通量的变化量
ΔΦ＝|Φ2－Φ|＝|－0.24－0.12| Wb＝0.36 Wb。
[答案] 0.12 Wb 0.36 Wb
10．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与水平方向的夹角为30°，一面积为S的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置Ⅰ(图中实线位置)转到竖直位置Ⅱ(图中虚线位置)。则在此过程中磁通量的变化量的大小为( )
A．BS B．BS C．BS D．2BS
C [取线圈在水平位置时穿过线圈的磁通量为正，则Φ1＝BSsin 30°＝BS
线圈处于竖直位置时，磁感线从线圈另一面穿过，
磁通量Φ2＝－BScos 30°＝－BS
故磁通量的变化为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS
即变化量的大小为|ΔΦ|＝BS，C正确。]
11．有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上，现将U形曲面放入磁感应强度大小为B＝2 T的匀强磁场中。
(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？
(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？
[解析] (1)当磁场方向竖直向下时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S1＝0.1×0.1 m2＝0.01 m2
此时穿过曲面的磁通量为
Φ1＝BS1＝2×0.01 Wb＝0.02 Wb。
(2)当磁场方向水平向右时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S2＝0.1×0.2 m2＝0.02 m2
若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值，则穿过曲面左半部分的磁通量为
Φ′2＝BS2＝2×0.02 Wb＝0.04 Wb
穿过曲面右半部分的磁通量为
Φ″2＝－BS2＝－0.04 Wb
穿过整个曲面的磁通量为Φ2＝Φ2′＋Φ2″＝0。
[答案] (1)0.02 Wb (2)0
1/5课时分层作业(十八) 电磁感应现象及应用
◎题组一 电磁感应产生的条件
1．如图所示，一线圈放在通电螺线管的正中间A处，现向右移动到B处，则在移动过程中通过线圈的磁通量如何变化( )
A．变大 B．变小
C．不变 D．无法确定
2．如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有顺时针的电流I通过时，穿过三个线圈的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，则( )
A．Φa＜Φb＜Φc
B．Φa＞Φb＞Φc
C．Φa＜Φc＜Φc
D．Φa＞Φc＞Φb
3．如图所示，一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内，下列情况中能使线圈的磁通量发生变化的是( )
A．将磁铁竖直向上平移
B．将磁铁水平向右平移
C．将磁铁在图示的平面内，N极向上、S极向下转动
D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内
4．如图所示，匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈，线圈的平面垂直于磁感线，下列哪种过程中线圈会产生感应电流( )
A．线圈扩张
B．线圈自下向上运动
C．线圈自上向下运动
D．线圈自左向右运动(未穿出磁场)
5．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．线圈不动，磁铁拔出线圈时
C．磁铁插在线圈内不动
D．磁铁和线圈相对移动时
6．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d。一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域。若d>L，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中产生感应电流的时间为( )
A． B． C． D．
7．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________(选填“发生”或“不发生”)偏转。断开开关时灵敏电流计的指针________(选填“发生”或“不发生”)偏转。
◎题组二 电磁感应现象的应用
8．宇航员登月做科学调查和研究，若有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )
A．直接将电流表放于月球表面，根据电表有无示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，则可以判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场
9．(2022·福建仙游莆田二中高二期末)无线充电是近年发展起来的新技术，如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，关于无线充电的说法正确的是( )
A．无线充电效率高，线圈不发热
B．无线充电基座可以用稳恒直流电源供电
C．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
D．无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
5/5课时分层作业(十八) 电磁感应现象及应用
◎题组一 电磁感应产生的条件
1．如图所示，一线圈放在通电螺线管的正中间A处，现向右移动到B处，则在移动过程中通过线圈的磁通量如何变化( )
A．变大 B．变小
C．不变 D．无法确定
B [螺线管内部磁场向左全部穿过线圈，设向左穿过线圈的磁通量为Φ1，螺线管外部磁场向右穿过线圈，设穿过线圈的磁通量为Φ2，则净磁通量为ΔΦ＝Φ1－Φ2。线圈从正中间A处向右移动到B处，Φ2增大，Φ1不变，则ΔΦ减小，故B正确，A、C、D错误。]
2．如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有顺时针的电流I通过时，穿过三个线圈的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，则( )
A．Φa＜Φb＜Φc
B．Φa＞Φb＞Φc
C．Φa＜Φc＜Φc
D．Φa＞Φc＞Φb
B [当a中有顺时针的电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈垂直纸面向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数，c最多，其次是b，a中没有向外的磁感线，因此穿过闭合线圈的净磁感线条数a最多，b次之，c最少，即Φa>Φb>Φc，B正确。]
3．如图所示，一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内，下列情况中能使线圈的磁通量发生变化的是( )
A．将磁铁竖直向上平移
B．将磁铁水平向右平移
C．将磁铁在图示的平面内，N极向上、S极向下转动
D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内
D [图示状态下，线圈与磁场方向平行，穿过圆线圈的磁通量为零，而选项A、B、C中的做法不会引起线圈中磁通量的变化，只有选项D可使线圈中的磁通量发生变化，故D正确。]
4．如图所示，匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈，线圈的平面垂直于磁感线，下列哪种过程中线圈会产生感应电流( )
A．线圈扩张
B．线圈自下向上运动
C．线圈自上向下运动
D．线圈自左向右运动(未穿出磁场)
A [线圈扩张，线圈中磁通量变大，线圈中会产生感应电流，故A正确；线圈自下向上运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故B错误；线圈自上向下运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故C错误；在未穿出磁场的前提下，线圈自左向右运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故D错误。]
5．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．线圈不动，磁铁拔出线圈时
C．磁铁插在线圈内不动
D．磁铁和线圈相对移动时
C [根据电磁感应现象产生的条件，不论哪部分移动，只要磁体与线圈的相对位置发生变化，线圈所在处的磁场就会发生变化，所以选项A、B、D中都会产生感应电流，C中不会产生感应电流。故C正确。]
6．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d。一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域。若d>L，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中产生感应电流的时间为( )
A． B． C． D．
C [在线框进入和穿出磁场的过程中，穿过线框的磁通量分别增大和减小，闭合线框中有感应电流产生；整个线框在磁场中运动时，线框中无感应电流产生，所以，线框中有感应电流的时间为，故C正确。]
7．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________(选填“发生”或“不发生”)偏转。断开开关时灵敏电流计的指针________(选填“发生”或“不发生”)偏转。
[解析] (1)A线圈与滑动变阻器、电源、开关构成闭合电路，B线圈与灵敏电流计连接构成回路。
(2)移动变阻器的滑片和断开开关都会导致B线圈中的磁通量发生变化，从而使B线圈中产生感应电流，进而让灵敏电流计指针发生偏转。
[答案] (1)图见解析 (2)发生 发生
◎题组二 电磁感应现象的应用
8．宇航员登月做科学调查和研究，若有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )
A．直接将电流表放于月球表面，根据电表有无示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，则可以判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场
C [直接将电流表与线圈放于月球表面，没有构成闭合回路，电流表指针不发生偏转，故不可以判断月球表面有无磁场，故A错误；当线圈沿平行于磁感线方向移动时，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，不可以判断月球表面无磁场，故B错误；将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，则可以判断月球表面有磁场，故C正确；当线圈沿平行于磁感线方向移动时，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，不可以判断月球表面无磁场，故D错误。]
9．(2022·福建仙游莆田二中高二期末)无线充电是近年发展起来的新技术，如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，关于无线充电的说法正确的是( )
A．无线充电效率高，线圈不发热
B．无线充电基座可以用稳恒直流电源供电
C．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
D．无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
C [接收线圈的磁通量只是发射线圈产生的一部分，则无线充电效率低；充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，故A错误；如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，故B错误；无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，故C正确；如果手机内没有接受线圈，则无线充电基座不可以对手机进行充电，故D错误。]
5/5课时分层作业(十九) 电磁波的发现及应用
◎题组一 对电磁场的理解
1．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )
A B C D
2．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是( )
A．教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场
B．工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场
C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
D．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
◎题组二 电磁波的特性及应用
3．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
4．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是( )
A B C D
5．(多选)下列关于电磁波的叙述，正确的是( )
A．电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C．电磁波由真空进入介质中传播时，波长将变短
D．电磁波由真空进入介质中传播时，频率将变大
6．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了，下列说法正确的是( )
A．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用了X射线的穿透本领
B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C．微波炉能快速加热食物是因为红外线具有显著的热效应
D．手机通话使用的无线电波，其波长比可见光的波长短
7．(多选)近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了“γ刀”，治疗效果极好，因此该刀成为治疗脑肿瘤的最佳仪器。令人惊奇的是，用“γ刀”治疗不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无须住院，因而“γ刀”被誉为“神刀”。“γ刀”治疗脑肿瘤主要是利用( )
A．γ射线具有很强的穿透本领
B．γ射线具有很强的电离作用
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线能很容易地绕过障碍物到达目的地
8．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来监控地面物体的状况。地球大气中的水蒸气(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。如图甲、乙所示分别为水蒸气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，在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为( )
甲
乙
A．2.5 μm～3.5 μm B．4 μm～4.5 μm
C．5 μm～7 μm D．8 μm～13 μm
9．如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是( )
A．X射线
B．红外线
C．紫外线
D．可见光
3/4课时分层作业(十九) 电磁波的发现及应用
◎题组一 对电磁场的理解
1．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )
A B C D
BC [A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图中的下图是与其不对应的；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确；C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率周期性变化的电场，且相位相差，C图是正确的；D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差π，故D图错误。B、C正确。]
2．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是( )
A．教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场
B．工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场
C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
D．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
AB [教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器中的电流是交变电流，在其周围产生交变磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；只有周期性变化的电场和磁场交替产生，才能由发生区域向外传播形成电磁波，选项D错误。]
◎题组二 电磁波的特性及应用
3．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
C [手机之间通信靠电磁波，可以在真空中传播，但是在真空中声波不能传播，故不发出响声，但显示B的号码18888880002，C正确。]
4．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是( )
A B C D
C [非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C正确。]
5．(多选)下列关于电磁波的叙述，正确的是( )
A．电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C．电磁波由真空进入介质中传播时，波长将变短
D．电磁波由真空进入介质中传播时，频率将变大
AC [电场、磁场相互激发并以波动的形式向外传播，形成电磁波，A正确；电磁波只有在真空中波速为3×108 m/s，在其他介质中波速均小于3×108 m/s，B错误；电磁波从真空进入介质中，频率不变，波速减小，根据λ＝知，波长λ减小，故C正确，D错误。]
6．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了，下列说法正确的是( )
A．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用了X射线的穿透本领
B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C．微波炉能快速加热食物是因为红外线具有显著的热效应
D．手机通话使用的无线电波，其波长比可见光的波长短
A [机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用了X射线的穿透本领，故A正确；遥控器发出的光是红外线，不是紫外线，故B错误；微波炉是利用微波的频率与水分子的频率相接近，从而使水分子振动而发热的，故C错误；手机通话使用的无线电波，其波长要大于可见光的波长，故D错误。]
7．(多选)近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了“γ刀”，治疗效果极好，因此该刀成为治疗脑肿瘤的最佳仪器。令人惊奇的是，用“γ刀”治疗不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无须住院，因而“γ刀”被誉为“神刀”。“γ刀”治疗脑肿瘤主要是利用( )
A．γ射线具有很强的穿透本领
B．γ射线具有很强的电离作用
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线能很容易地绕过障碍物到达目的地
AC [γ射线波长极短，穿透本领很强，能量很高，A、C正确。]
8．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来监控地面物体的状况。地球大气中的水蒸气(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。如图甲、乙所示分别为水蒸气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，在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为( )
甲
乙
A．2.5 μm～3.5 μm B．4 μm～4.5 μm
C．5 μm～7 μm D．8 μm～13 μm
D [由题图可知，8 μm～13 μm波段的红外线，水蒸气和二氧化碳几乎都不吸收，故该波段红外遥感卫星能较好接收。故选D。]
9．如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是( )
A．X射线
B．红外线
C．紫外线
D．可见光
A [X射线具有较强的穿透能力，常在医疗上用来检查身体。红外线具有显著的热效应，能制成热谱仪、红外线夜视仪，红外线还可以用来遥控，制成电视遥控器。紫外线化学效应强，能制成消毒灯，还具有荧光效应，能制成验钞机来验钞。红橙黄绿蓝靛紫等光都属于可见光，可见光的穿透性还不及紫外线。A符合题意。]
3/4课时分层作业(二十) 能量量子化
◎题组一 对黑体和黑体辐射的理解
1．(多选)以下关于辐射强度与波长的关系的说法正确的是( )
A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
2．(多选)对于黑体辐射的实验规律正确的有( )
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加
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
C．黑体辐射的强度与波长无关
D．黑体辐射无任何实验规律
3．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( )
A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B．温度越高，物体辐射的电磁波越强
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关
D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
◎题组二 能量子的理解和计算
4．(多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是( )
A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C．能量子与电磁波的频率成正比
D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
5．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为( )
A． B．
C． D．λPhc
6．(多选)某光源放出波长为500～600 nm的各种光子，若已知该光源的发光功率为1 mW，则它每秒钟发射的光子数可能是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)( )
A．2.0×1015 B．3.0×1015
C．2.6×1015 D．1.5×1015
7．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)
◎题组三 能级 能级跃迁
8．(多选)下列说法正确的是( )
A．微观粒子的能量变化是跳跃式的
B．能量子与电磁波的频率成正比
C．红光的能量子比绿光大
D．电磁波波长越长，其能量子越大
9．(多选)下列有关于原子能级的说法中正确的是( )
A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量
B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的
C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子
D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
1/3课时分层作业(二十) 能量量子化
◎题组一 对黑体和黑体辐射的理解
1．(多选)以下关于辐射强度与波长的关系的说法正确的是( )
A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
BC [由辐射强度随波长变化关系知：随着温度的升高各种波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波。故B、C正确。]
2．(多选)对于黑体辐射的实验规律正确的有( )
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加
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
C．黑体辐射的强度与波长无关
D．黑体辐射无任何实验规律
AB [黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都有增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A、B正确。]
3．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( )
A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B．温度越高，物体辐射的电磁波越强
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关
D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
B [一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，故A错误，B正确；辐射强度按波长的分布情况除与物体的温度有关，还与材料种类及表面状况有关，故C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，故D错误。]
◎题组二 能量子的理解和计算
4．(多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是( )
A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C．能量子与电磁波的频率成正比
D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
BC [普朗克能量子假说认为，能量存在某一个最小值，带电微粒辐射或吸收的能量只能是这个最小能量值的整数倍，故A错误，B正确；能量子与电磁波的频率成正比，故C正确；能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界相矛盾，故D错误。]
5．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为( )
A． B．
C． D．λPhc
A [每个光量子的能量ε＝hν＝，每秒钟发射的总能量为P，则n＝＝，故A正确，B、C、D错误。]
6．(多选)某光源放出波长为500～600 nm的各种光子，若已知该光源的发光功率为1 mW，则它每秒钟发射的光子数可能是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)( )
A．2.0×1015 B．3.0×1015
C．2.6×1015 D．1.5×1015
BC [每秒内该光源发光的能量E光源＝Pt＝1×10－3 J，而波长为λ的光子的能量为E光子＝，则每秒钟发射的光子数为n＝＝，代入数值，得2.5×1015≤n≤3.0×1015，故选项B、C正确。]
7．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)
[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。
[答案] 4.97×10－19 J 2.84×10－19 J
◎题组三 能级 能级跃迁
8．(多选)下列说法正确的是( )
A．微观粒子的能量变化是跳跃式的
B．能量子与电磁波的频率成正比
C．红光的能量子比绿光大
D．电磁波波长越长，其能量子越大
AB [微观粒子的能量变化是跳跃式的，A正确；由ε＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，B正确；红光的频率比绿光小，由ε＝hν可知，红光的能量子比绿光小，C错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，D错误。]
9．(多选)下列有关于原子能级的说法中正确的是( )
A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量
B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的
C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子
D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
ABC [A、B、C三项其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合，原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关，故A、B、C正确，D错误。]
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