第十三章 电磁感应与电磁波初步 章节小测2023~2024学年高中物理人教版（2019）必修第3册（含答案）

第十三章《电磁感应与电磁波初步》章节小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,在匀强磁场中的矩形金属轨道上,有等长的两根金属棒ab和cd,它们以相同的速度匀速运动,则(　　)
A.断开开关S,ab中有感应电流
B.闭合开关S,ab中有感应电流
C.无论断开还是闭合开关S,ab中都有感应电流
D.无论断开还是闭合开关S,ab中都没有感应电流
2.长10 cm的通电直导线,通以1 A的电流,在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N,则该磁场的磁感应强度(　　)
A.等于4 T B.大于或等于4 T
C.小于或等于4 T D.上述说法都错误
3.如图所示,圆环和长直导线MN均处于纸面内,P、Q是关于导线对称的两点,当导线MN中通以从N→M的电流时,下列说法正确的是(　　)
A.P、Q两点的磁感应强度大小相同,方向相反
B.P点处磁感应强度方向垂直于纸面向里
C.圆环向右运动直到远离通电导线,环内磁通量一直减小
D.圆环向右运动直到远离通电导线,环内磁通量先增大后减小
4.英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念,并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场,为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是(　　)
A.电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过电场发生的
B.磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的
C.电场线不可能相交,磁感线可能相交
D.通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的
5.如图所示,一枚小磁针放在半圆形导线环的环心O处,当导线中通以图示方向的电流时,小磁针将(　　)
A.沿顺时针方向转动
B.沿逆时针方向转动
C.N极转向纸内,S极转向纸外
D.N极转向纸外,S极转向纸内
6.如图所示,两个金属圆环同心放置,条形磁铁穿过金属圆环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
7.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一根金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。有下列三种方式:①改变磁感应强度B的大小;②沿导轨左右平移金属棒ab;③改变θ角的大小。其中能使轨道回路中产生感应电流的是　(　　)
A.只有②可以 B.只有①和②可以
C.只有①和③可以 D.①②和③都可以
8.如图所示,一重为G1的通电圆环置于水平桌面上,圆环中电流方向为顺时针方向(从上往下看),在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁,磁铁的中心轴线通过圆环中心,磁铁的上端为N极,下端为S极,磁铁自身的重力为G2。则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F'的大小,下列关系中正确的是(　　)
A.F>G1,F'>G2 B.FG2
C.FG1,F'二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.关于地球的磁场,下列说法正确的是(　　)
A.在地面上放置一个小磁针,小磁针的S极指向地磁场的南极
B.地磁场的南极在地理北极附近
C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的
D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的
10.如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴建立一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是(　　)
A.线圈a中无感应电流
B.线圈b中有感应电流
C.线圈c中有感应电流
D.线圈d中无感应电流
11.正三角形ABC的三个顶点处分别固定有水平放置的长直导线,并通以图示方向的恒定电流,导线中的电流大小相等,三角形中心O点的磁感应强度大小为B0,已知通电直导线在某点产生的磁感应强度与通电直导线的电流大小成正比,则下列说法正确的是(　　)
A.O点处的磁感应强度方向竖直向下
B.B、C处两导线中的电流在O点产生的合磁感应强度方向水平向左
C.B处导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B0
D.将A处导线中的电流大小减半,则O点的磁感应强度大小为B0
12.我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料,下列说法正确的是(　　)
A.地球的地理两极与地磁两极不重合
B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.在赤道上小磁针的N极在静止时指向地理北极附近
三、非选择题(本题共6小题,共52分)
13.(6分)我们通过实验可以探究感应电流的产生条件,在如图的实验中,线圈A通过滑动变阻器和开关接到电源上,线圈B的两端连接到电流表上,把线圈A放置于线圈B里面。通过实验,判断线圈B中是否有电流产生。
(1)开关闭合的瞬间　　　　(选填“有”或“无”)感应电流产生。
(2)开关总是闭合的,缓慢移动滑动变阻器的滑片时,　　　　(选填“有”或“无”)感应电流产生。
(3)归纳以上实验结果,产生感应电流的条件是　　　　　　　。
14.(5分)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向　　　　偏转;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针向　　　　偏转。
15.(10分)如图所示,放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab处于水平,当通有自b到a的电流时,导体棒受到方向向右、大小F=1 N的磁场力的作用,已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度L=5 cm,通过导体棒的电流大小I=10 A,求:
(1)导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场的方向;
(2)马蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度B的大小。
16.(10分)如图所示,金属框架MON与导体棒DE构成回路,处在匀强磁场中且与磁场垂直。
(1)若B=0.1 T,DE从O点出发,向右以1 m/s的速度匀速运动4 s,回路中的磁通量的变化量是多少
(2)若回路面积从S=8 m2变到St=18 m2,磁感应强度从B=0.1 T变到Bt=0.8 T,则回路中的磁通量变化量是多少
17.(10分)磁场中放一与磁场方向垂直的电流元,通入的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的磁场力为5×10-2 N。问:
(1)这个位置的磁感应强度是多大
(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A,这一点的磁感应强度是多大
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以确定这里没有磁场
18.(11分)太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器,由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点,所以这种航天器无须携带任何燃料。在太阳光光子的撞击下,航天器的飞行速度会不断增加,并最终飞抵距地球非常遥远的天体。现有一艘质量为m的太阳帆飞船在太空中运行,其帆面与太阳光垂直。设帆能90%地反射太阳光,帆的面积为S,且单位面积上每秒接收到的太阳辐射能量为E0,已知太阳辐射的光子的波长绝大多数集中在2×10-7 m~1×10-5 m波段,计算时可取其平均波长为λ0,且不计太阳光反射时频率的变化。已知普朗克常量为h。
(1)每秒射到帆面的光子数为多少
(2)由于光子作用,飞船得到的加速度为多少
参考答案：
1-5BBABC
6-8ADD
9.BD
10.CD
11.BCD
12.ABD
13.
(1)有(2分)　(2)有(2分)　(3)穿过闭合回路的磁通量发生变化(2分)
14.
(1)图见解析(1分)　(2)右(2分)　左(2分)
15.
(1)竖直向上　(2)2 T
16.
(1)0.8 Wb　(2)13.6 Wb
17.
(1)2 T　(2)2 T　(3)不能确定
18.
(1)　(2)