第13章 电磁感应与电磁波初步 练习（含答案）2025-2026学年高二（上）物理人教版（2019）必修第三册

第13章 电磁感应与电磁波初步 练习2025-2026学年高二（上）物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、小磁针在地磁场的作用下处于水平静止状态，而在其上方水平放置一直导线，使导线与小磁针平行，当该导线中通有电流时，小磁针就会在电流产生的磁场的作用下发生偏转，如图所示。假设当通过该导线的电流为I时，发现小磁针的指向相对于未通电时偏转了30°。已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，即。当发现小磁针偏转了45°时，通过该直导线的电流为（　　）
A．3I B．2I C． D．
2、关于磁感应强度B、电流I、导线长度l和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是(　　)
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A，l＝1 m，则F一定等于1 N
D．若l＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
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、下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是( )
A.红外线、紫外线、可见光、γ射线
B.γ射线、紫外线、红外线、可见光
C.γ射线、紫外线、可见光、红外线
D.红外线、可见光、紫外线、γ射线
5、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
6、如图所示为通电长直导线的磁感线图，等面积线圈S1、S2与导线处于同一平面，关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2，下列分析正确的是(　　)
A．Φ1＞Φ2 B．Φ1＜Φ2
C．Φ1＝Φ2≠0 D．Φ1＝Φ2＝0
7、通电直导线周围的磁场，其磁场线分布和方向用图中哪个图表示最合适（ ）
A． B．
C． D．
8、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
9、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)
10、甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播，已知乙所在处与人民大会堂相距1000 km，不考虑其他因素，则（空气中声速为340 m/s）( )
A.甲先听到声音 B.乙先听到声音
C.甲、乙同时听到声音 D.不能确定
11、近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。关于红外线和光通信，以下说法中正确的是(　　)
①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程　②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输　③红外线的频率比可见光的频率高　④红外光子的能量比可见光子的能量大
A．①②　　 B．③④ C．①③　　D．②④
12、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
13、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点的磁场方向与图中小磁针北极所指一致
14、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
15、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
16、用绝缘工具将如图所示的带电的平行板电容器的两个极板间的距离缓慢均匀增大的过程中，在电容器周围空间( )
A.会产生变化的磁场 B.会产生稳定的磁场
C.不产生磁场 D.会产生周期性变化的磁场
二、填空含实验题。
17、a、b两根长直导线平行放置， 通有大小相同、方向相反的电流。如图所示，c点与两根导线的距离相等， 已知c点的磁感应强度大小为B0，则a导线在c点处产生的磁感应强度大小为___________。
18、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、计算题。
19、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？
20、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0.1MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。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0.50。若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1W,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)
21、在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ＝6.4×10－7 m，每个激光脉冲的能量E＝1.5×10－2 J。求每个脉冲中的光子数目。(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s。计算结果保留1位有效数字)
22、如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B。
已知：CD段导线长度为4×10－2 m，天平平衡时钩码重力为4×10－5 N，通过导线的电流为0.5 A。
第13章 电磁感应与电磁波初步 练习2025-2026学年高二（上）物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、小磁针在地磁场的作用下处于水平静止状态，而在其上方水平放置一直导线，使导线与小磁针平行，当该导线中通有电流时，小磁针就会在电流产生的磁场的作用下发生偏转，如图所示。假设当通过该导线的电流为I时，发现小磁针的指向相对于未通电时偏转了30°。已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，即。当发现小磁针偏转了45°时，通过该直导线的电流为（　　）
A．3I B．2I C． D．
【答案】C
2、关于磁感应强度B、电流I、导线长度l和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是(　　)
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A，l＝1 m，则F一定等于1 N
D．若l＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
【答案】A　
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
【答案】D　
4、下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是( )
A.红外线、紫外线、可见光、γ射线
B.γ射线、紫外线、红外线、可见光
C.γ射线、紫外线、可见光、红外线
D.红外线、可见光、紫外线、γ射线
【答案】D
5、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
【答案】B　
6、如图所示为通电长直导线的磁感线图，等面积线圈S1、S2与导线处于同一平面，关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2，下列分析正确的是(　　)
A．Φ1＞Φ2 B．Φ1＜Φ2
C．Φ1＝Φ2≠0 D．Φ1＝Φ2＝0
【答案】A　
7、通电直导线周围的磁场，其磁场线分布和方向用图中哪个图表示最合适（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
8、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　
9、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)
【答案】A　
10、甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播，已知乙所在处与人民大会堂相距1000 km，不考虑其他因素，则（空气中声速为340 m/s）( )
A.甲先听到声音 B.乙先听到声音
C.甲、乙同时听到声音 D.不能确定
【答案】B
11、近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。关于红外线和光通信，以下说法中正确的是(　　)
①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程　②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输　③红外线的频率比可见光的频率高　④红外光子的能量比可见光子的能量大
A．①②　　 B．③④ C．①③　　D．②④
【答案】A　
12、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
【答案】B　
13、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点的磁场方向与图中小磁针北极所指一致
【答案】A
14、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　
15、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
【答案】C　
16、用绝缘工具将如图所示的带电的平行板电容器的两个极板间的距离缓慢均匀增大的过程中，在电容器周围空间( )
A.会产生变化的磁场 B.会产生稳定的磁场
C.不产生磁场 D.会产生周期性变化的磁场
【答案】A
二、填空含实验题。
17、a、b两根长直导线平行放置， 通有大小相同、方向相反的电流。如图所示，c点与两根导线的距离相等， 已知c点的磁感应强度大小为B0，则a导线在c点处产生的磁感应强度大小为___________。
【答案】
18、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
（4）18.6， 15 （5）仪器体积过大、对人体有伤害、传输距离太短等等
三、计算题。
19、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？
【答案】(1)0.02 Wb　 (2)0
【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。
20、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0.1MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。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0.50。若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1W,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】0.40m
【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
21、在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ＝6.4×10－7 m，每个激光脉冲的能量E＝1.5×10－2 J。求每个脉冲中的光子数目。(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s。计算结果保留1位有效数字)
【答案】5×1016(个)
【解析】一个光子的能量ε＝≈3.1×10－19 J，则每个脉冲中的光子数目n＝，代入数据解得n≈5×1016(个)。
22、如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B。
已知：CD段导线长度为4×10－2 m，天平平衡时钩码重力为4×10－5 N，通过导线的电流为0.5 A。
【答案】2.0×10－3 T
【解析】由题意知，I＝0.5 A，G＝4×10－5 N，l＝4×10－2 m。电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即F＝G。由磁感应强度的定义式B＝得
B＝＝ T＝2.0×10－3 T
所以，通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10－3 T。