第十三章 电磁感应与电磁波初步 练习题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册（含解析）

第十三章 电磁感应与电磁波初步 练习题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、下列说法正确的是（　　）
A．库仑首先通过油滴实验测定了元电荷的数值
B．法拉第首先提出用电场线、磁场线描绘电场、磁场
C．安培首先发现电流周围存在磁场，并总结出磁场对电流的作用力公式
D．伏特首先发现了电流热效应的规律，并找到了电能和热能之间的转化关系
2、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
3、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.
4、关于电磁波谱，下列说法不正确的是(　　)
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．γ射线波长比X射线波长短
5、氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上，下列说法正确的是(　　)
A．氢原子的能量减少 B．氢原子的能量不变
C．核外电子受力变小 D．氢原子要吸收一定频率的光子
6、如图所示，三条长直导线都通有垂直于纸面向外的电流，且I1＝I2＝I3，则距三导线等距的A点的磁场方向为(　　)
A．向上 B．向右 C．向左 D．向下
7、小刘同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁，当接通电路后，放在其上方的小磁针N极立即转向左侧，如图所示。则此时（　　）
A．漆包线A端接电池正极 B．铁钉内磁场方向向右
C．铁钉左端为电磁铁的N极 D．漆包线内电流由A流向B
8、特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，I1＞I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则(　　)
A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
9、如图所示，将一圆形导线环竖直放置，在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场，mn，pq为圆环上两条互相垂直的直径，mn沿水平方向，pq沿竖直方向．则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是(　　)
A．让圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动
B．让圆环在竖直面内向右平动
C．让圆环以mn为轴转动
D．让圆环以pq为轴转动
10、某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是(　　)
11、近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为(　　)
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体
B．一切物体均在不停地辐射红外线
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线
D．“红外夜视仪”发射出X射线，被照射物体受到激发而发出红外线
12、（双选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则(　　)
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
13、如图所示，通电长直导线中的电流方向向上，是其附近的一点，P点的磁感强度大小为0.2T。P点有一电子正以5×105m/s的速度水平向右运动。P点的磁场方向是（　　）
A．垂直于纸面向里 B．垂直于纸面向外
C．平行于导线向上 D．平行于导线向下
14、磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。以通电螺线管(带有铁芯)为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离Δd，拉力所做的功就等于间隙Δd中磁场的能量。为了近似测出条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL，并测出拉力大小为F，如图所示。由此可以估算出该条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B为(不考虑衔铁与地面间的摩擦)(　　)
A． B． C． D．
15、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
16、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。
17、当螺线管中通入如图所示的电流时，位于B端附近的小磁针______（选填“会”或“不会”）发生偏转，螺线管A端的磁极是______（选填“N极”或“S极”）。
18、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。
三、计算题。
19、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。
20、某广播电台发射功率为10 kW、在空气中波长为187.5 m的电磁波，试求：
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个电磁波能量子？
(2)若向四面八方发射的能量子视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率．
21、卫星电视传播是指电视台把无线电信号传送到高空的通信卫星上，卫星再把信号传送至地面上的其他地区．因此，我们看到卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的要晚一些．
(1)解释产生这种延迟的原因．
(2)若通信卫星高度约为36 000 km，无线电信号传播速度为3×108 m/s，估算这一时间差。
22、磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为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时，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，是否肯定这里没有磁场？
第十三章 电磁感应与电磁波初步 练习题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、下列说法正确的是（　　）
A．库仑首先通过油滴实验测定了元电荷的数值
B．法拉第首先提出用电场线、磁场线描绘电场、磁场
C．安培首先发现电流周围存在磁场，并总结出磁场对电流的作用力公式
D．伏特首先发现了电流热效应的规律，并找到了电能和热能之间的转化关系
【答案】B
2、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
【答案】D　
3、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.
【答案】C　
4、关于电磁波谱，下列说法不正确的是(　　)
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．γ射线波长比X射线波长短
【答案】B　
5、氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上，下列说法正确的是(　　)
A．氢原子的能量减少 B．氢原子的能量不变
C．核外电子受力变小 D．氢原子要吸收一定频率的光子
【答案】A　
6、如图所示，三条长直导线都通有垂直于纸面向外的电流，且I1＝I2＝I3，则距三导线等距的A点的磁场方向为(　　)
A．向上 B．向右 C．向左 D．向下
【答案】B
7、小刘同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁，当接通电路后，放在其上方的小磁针N极立即转向左侧，如图所示。则此时（　　）
A．漆包线A端接电池正极 B．铁钉内磁场方向向右
C．铁钉左端为电磁铁的N极 D．漆包线内电流由A流向B
【答案】B
8、特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，I1＞I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则(　　)
A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
【答案】C　
9、如图所示，将一圆形导线环竖直放置，在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场，mn，pq为圆环上两条互相垂直的直径，mn沿水平方向，pq沿竖直方向．则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是(　　)
A．让圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动
B．让圆环在竖直面内向右平动
C．让圆环以mn为轴转动
D．让圆环以pq为轴转动
【答案】D
10、某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是(　　)
【答案】D　
11、近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为(　　)
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体
B．一切物体均在不停地辐射红外线
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线
D．“红外夜视仪”发射出X射线，被照射物体受到激发而发出红外线
【答案】B　
12、（双选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则(　　)
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
【答案】AC
13、如图所示，通电长直导线中的电流方向向上，是其附近的一点，P点的磁感强度大小为0.2T。P点有一电子正以5×105m/s的速度水平向右运动。P点的磁场方向是（　　）
A．垂直于纸面向里 B．垂直于纸面向外
C．平行于导线向上 D．平行于导线向下
【答案】A
14、磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。以通电螺线管(带有铁芯)为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离Δd，拉力所做的功就等于间隙Δd中磁场的能量。为了近似测出条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL，并测出拉力大小为F，如图所示。由此可以估算出该条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B为(不考虑衔铁与地面间的摩擦)(　　)
A． B． C． D．
【答案】D　
15、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
16、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。
17、当螺线管中通入如图所示的电流时，位于B端附近的小磁针______（选填“会”或“不会”）发生偏转，螺线管A端的磁极是______（选填“N极”或“S极”）。
【答案】会 N极
18、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。
【答案】(1)如图所示：
　 (2)发生　发生
三、计算题。
19、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。
20、某广播电台发射功率为10 kW、在空气中波长为187.5 m的电磁波，试求：
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个电磁波能量子？
(2)若向四面八方发射的能量子视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率．
【答案】(1)1031个　 (2)4×1023个　4×10－4 W
【解析】(1)每个能量子的值
ε＝hν＝hc/λ＝6.63×10－34×3×108/187.5 J≈1.06×10－27 J.
则每秒钟电台发射上述波长的光子数
N＝P·t/ε＝104×1/(1.06×10－27)≈1031(个)．
(2)设环状天线每秒接收能量子数为n个，以电台发射天线为球心，则半径为R的球面积S＝4πR2，而环状天线的面积S′＝πr2，所以n＝×N＝4×1023(个)；接收功率P收＝·P＝4×10－4 W.
21、卫星电视传播是指电视台把无线电信号传送到高空的通信卫星上，卫星再把信号传送至地面上的其他地区．因此，我们看到卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的要晚一些．
(1)解释产生这种延迟的原因．
(2)若通信卫星高度约为36 000 km，无线电信号传播速度为3×108 m/s，估算这一时间差。
【答案】(1)卫星电视信号传播距离长，所用时间长，所以晚一些
(2)0.24 s
【解析】(1)电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些．
(2)无线电信号的路程s＝2 h，则画面延迟的时间
t＝＝＝＝0.24 s。
22、磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为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时，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，是否肯定这里没有磁场？
【答案】(1)2 T　(2)2 T　(3)不一定，理由见解析
【解析】磁场的强弱是由磁场本身决定的，F、I和L发生的变化有一定规律，即满足定义式B＝，F、I和L发生变化并不影响磁感应强度B的变化．
(1)由磁感应强度的定义式得：
B＝＝ T＝2 T.
(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 T.
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。