第13章電磁感應(yīng)與電磁波初步必刷卷（解析版）

高二物理必修第三冊

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步必刷卷

班級姓名學(xué)號分?jǐn)?shù)

（考試時(shí)間：90分鐘試卷滿分：100分）

注意事項(xiàng)：

1.本試卷分第I卷（選擇題）和第H卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自

己的班級、姓名、學(xué)號填寫在試卷上。

2.回答第I卷時(shí)，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。

3.回答第II卷時(shí)，將答案直接寫在試卷上。

第I卷（選擇題共48分）

一、選擇題（共13小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-8題只

有一項(xiàng)符合題目要求，第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的

得2分，有選錯(cuò)的得0分。）

1.下列說法正確的是（）

A.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，終止于S極

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同

C.根據(jù)B=W，通電直導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

D.根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B,磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度5與F成正比，與〃乘積

成反比

【答案】B

【詳解】A.條形磁鐵外部的磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，終止于磁鐵的S極，內(nèi)部是從

S極到N極，正好構(gòu)成閉合曲線，A錯(cuò)誤；

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止時(shí)N極所指的方向相同也是小磁針N極所受磁場力的方

向，B正確;

CD.公式B=，是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，采用的是比值法定義，B與尸、〃無關(guān)，不能說

8與尸成正比，與〃?成反比，CD錯(cuò)誤。故選B。

2.現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，在微觀世界中能量是不連續(xù)的（即量子化的）。下列說法不正確的是（）

A.普朗克在研究黑體輻射時(shí)提出能量是不連續(xù)的

B.原子存在著能級，它的能量是量子化的

C.光在本質(zhì)上是一種電磁波，它的能量是連續(xù)的

D.愛因斯坦認(rèn)為電磁場本身就是不連續(xù)的，每一份即為光子

【答案】C

【詳解】A.1900年，普朗克在研究黑體輻射時(shí)，認(rèn)為其輻射的能量是不連續(xù)的，而是一

份一份的，故A正確，不符合題意；

B.普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了"能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故B正確，

不符合題意；

C.根據(jù)光的波粒二象性可知，光是一種電磁波，光的能量是一份一份的，故c錯(cuò)誤，符合

題意；

D.1905年愛因斯坦提出了光子說，即光在傳播過程中是不連續(xù)的，是由一份一份的"光子"

組成的。故D正確，不符合題意。故選C。

3.如圖所示，某空間中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間f變化的以下四種磁場中，能產(chǎn)生電場但

不能產(chǎn)生電磁波的是（）

O

【答案】c

【詳解】A.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，恒定磁場周圍不會產(chǎn)生的電場，故A錯(cuò)誤；

BD.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，不均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生不均勻變化的電場；不均勻

變化的電場產(chǎn)生不均勻變化的磁場；能產(chǎn)牛.電磁波，故BD錯(cuò)誤；

C.均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，恒定電場周圍不會產(chǎn)生磁場，不能產(chǎn)生電磁波。故C

正確。故選C。

4.宇宙中"破壞力"最強(qiáng)的天體"磁星"，危險(xiǎn)程度不亞于黑洞，其磁感應(yīng)強(qiáng)度相當(dāng)于地球磁

場的1000萬億倍，下列有關(guān)磁星的磁場說法正確的是（）

A.磁場只存在于“磁星"外部，而"磁星"內(nèi)部不存在磁場

B."磁星"表面某點(diǎn)靜止一小磁針，其N極指向該點(diǎn)磁場方向

C."磁星”表面的磁場強(qiáng)，磁感線密集，故磁感線可能相交

D.在"磁星"表面有一個(gè)封閉多面體，穿過該封閉多面體的磁通量不可能為零

【答案】B

【詳解】A.磁感線為閉合曲線，故而在"磁星"內(nèi)部仍然存在磁場，故A錯(cuò)誤；

B.磁感線某點(diǎn)處的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向，而小磁針N極所指的方向就是該點(diǎn)的磁感

線切線方向，故B正確；

C.磁場中某點(diǎn)不能有兩個(gè)磁場方向，故而磁感線不能相交，故C錯(cuò)誤；

D.任意閉合區(qū)域的磁通量都為零，故D錯(cuò)誤。故選B。

5.如圖所示，豎直面內(nèi)有帶負(fù)電的圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，〃、氏c三枚小磁

針都會發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是（）

A.a.b、c的N極都向紙面外轉(zhuǎn)動

B.人的N極向紙面外轉(zhuǎn)，而。、c的N極向紙面內(nèi)轉(zhuǎn)

C.尻c,的N極都向紙面內(nèi)轉(zhuǎn)，而4的N極向紙面外轉(zhuǎn)

D.。的N極向紙面內(nèi)轉(zhuǎn)，而a,c的N極向紙面外轉(zhuǎn)

【答案】B

【詳解】圓環(huán)帶有負(fù)電荷，圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，產(chǎn)生的等效電流方向沿逆時(shí)針方向；由安培

定則可知，。、c所在處磁場垂直于紙面向里，人處磁場垂直于紙面向外，故a、c處的小磁

針的N極朝紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動，。處小磁針的N極朝紙面外轉(zhuǎn)動，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。

6.如圖甲是用磁傳感器探究通電螺線管內(nèi)部磁場的實(shí)驗(yàn)裝置（局部）；圖乙是電腦處理實(shí)

驗(yàn)數(shù)據(jù)后得到的通電螺線管內(nèi)部中軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度5隨x變化的圖像，演和々是螺線管

兩端點(diǎn)的坐標(biāo)。由該圖像可知（）

圖甲圖乙

A.整個(gè)通電螺線管內(nèi)部都是勻強(qiáng)磁場

B.通電螺線管兩端點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大

C.通電螺線管磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

D.通電螺線管內(nèi)有近似勻強(qiáng)磁場區(qū)段

【答案】D

【詳解】分析圖乙可知，通電螺線管兩端點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度弱，但不為零，在螺線管內(nèi)部，磁

場是勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，而外部的磁場比較弱，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。

7.如圖所示，通以電流/的直導(dǎo)線MN固定在豎直位置上，且與導(dǎo)線框abed在同一平面內(nèi)，

則下列情況下導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

A.通過直導(dǎo)線的電流強(qiáng)度增大B.線框向上平動

C.線框水平向右移動D.線框水平向左移動

【答案】B

【詳解】A.導(dǎo)線框中要產(chǎn)生感應(yīng)電流則線框內(nèi)的磁通量要發(fā)生改變，通過直導(dǎo)線的電流強(qiáng)

度增大時(shí)，線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大即磁通量增大能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A不符合題意；

B.線框向上平動時(shí)，線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變即磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B符合

題意；

C.線框水平向右移動時(shí)，線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小即磁通量減小，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C不

符合題意；

D.線框水平向左移動時(shí)，線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大即磁通量增大，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D不

符合題意；

故選Bo

8.如圖甲所示，一個(gè)條形磁鐵P固定在水平桌面上，以尸的右端點(diǎn)。為原點(diǎn)，中軸線為x軸

建立一維坐標(biāo)系.一個(gè)靈敏的小磁針。放置在x軸上不同位置，設(shè)。與x軸之間的夾角為

0.實(shí)驗(yàn)測得sin。與x之間的關(guān)系如圖乙所示.已知該處地磁場方向水平，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為B0.下列說法正確的是（）

A.尸的右端為S極

B.尸的中軸線與地磁場方向平行

C.尸在吃處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為綜

D.而處合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為28。

【答案】C

【詳解】A.當(dāng)x趨向無窮大時(shí)，小磁針?biāo)傅姆较驗(yàn)榈厍虻拇艌龅姆较颍愿鶕?jù)題圖可知，

,r趨向無窮大時(shí)，趨向1,則。趨向90。，即小磁針的方向與尤的方向垂直，所以x的

方向?yàn)橄驏|.當(dāng)x非常小時(shí)，小磁針的N極沿x方向，即向東.由題圖知，開始時(shí)N背離。

點(diǎn)，所以。點(diǎn)處的磁極是N極，故A錯(cuò)誤；

B.由以上的分析可知，P的中軸線沿東西方向，與地磁場方向垂直，故B錯(cuò)誤；

C.由乙圖可知，處$%。=正，則6=45。，P在與處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BP,

2

必〃45。=條，所以=故C正確；

Bp

D.與處合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=-%-=垃B。,故D錯(cuò)誤.

stn45

9.電磁波在醫(yī)院得到了廣泛應(yīng)用，關(guān)于電磁波的某些特性，下列說法正確的是（）

A.紅外線測溫儀，是利用了紅外線波長較長的特性

B.胸透又稱熒光透視，是利用X射線具有穿透性，熒光性和攝影效應(yīng)的特性

C.伽瑪手術(shù)刀治療癌癥是利用Y強(qiáng)穿透力，能量高的特性

D.醫(yī)用紫外滅菌燈是利用了紫外線的消毒特性

【答案】BCD

【詳解】A.紅外線測溫儀，是利用了紅外線的熱效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；

B.X射線具有穿透性，熒光性和攝影效應(yīng)的特性，所以可以用來做胸透，故B正確；

C.Y射線能量高、穿透力強(qiáng)，醫(yī)院常用Y射線照射癌細(xì)胞，治療癌癥，故C正確：

D.醫(yī)院用紫外線燈照射的方法來消毒滅菌，故D正確。故選BCD。

10.等腰直角三棱柱如圖所示，其中側(cè)面Hcd為正方形，邊長為L,側(cè)面。德/,與水平面平

行，該三棱柱位于水平向左的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦下列說法正確的是（）

A.穿過正方形外”的磁通量大小為立8Z?

2

B.穿過矩形dcfe的磁通量和穿過矩形ahfe的磁通量相等

C.穿過矩形〃除的磁通量大小為18爐

2

D.磁通量有正負(fù)，所以是矢量

【答案】AC

【詳解】AC.穿過正方形昉cd的磁通量與穿過矩形出海的磁通量相等，大小為受BZ3,選

2

項(xiàng)AC均正確：

B.沒有磁感線穿過矩形&非，其磁通量為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

D.磁通量有正負(fù)，但其加減運(yùn)算規(guī)則并不滿足平行四邊形定則，所以是標(biāo)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤;

故選AC。

11.四根在同一平面（紙面）內(nèi)的長直絕緣導(dǎo)線組成一個(gè)"井"字形，導(dǎo)線中通過的電流大小

均為/，方向如圖所示。“、b和C三點(diǎn)位于"井”字形對角線上，其中b點(diǎn)在"井"字形中心，

且ab=bc。下列說法正確的是（）

、a

\2

4、'、c

A.匕點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.a、c兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同

C.a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外D.減小導(dǎo)線1的電流，6點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也

減小

【答案】AC

【詳解】A.根據(jù)安培定則和磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加可知，1和3、2和4導(dǎo)線在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，疊加后點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故A正確；

B.根據(jù)疊加原理和對稱性可知，。、。兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，故B錯(cuò)誤；

C.所有導(dǎo)線在。點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直紙面向外，疊加后a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂

直紙面向外，故C正確；

D.減小導(dǎo)線1的電流，1和3導(dǎo)線在h點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度不能抵消，則b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)

度增大，故D錯(cuò)誤。故選AC。

12.若在地球赤道表面做奧斯特實(shí)驗(yàn)。忽略磁偏角，將導(dǎo)線南北放置，正下方放置小磁針，

未通電前磁針恒指南北，第一次通電電流大小為乙時(shí)磁針偏轉(zhuǎn)角度為30。；第二次通電電流

大小為A時(shí)磁針偏轉(zhuǎn)角度為60。。已知通電直導(dǎo)線在周圍空間產(chǎn)生的磁場大小與導(dǎo)線中電流

大小成正比，與距離遠(yuǎn)近成反比，下列選項(xiàng)正確的有（）

A.當(dāng)導(dǎo)線中不通電時(shí)小磁針恒指南北是因?yàn)榈卮艌龅挠绊?/p>

B.如果將導(dǎo)線東西方向放置，通電后小磁針恒指東西

C./j:/2=1:2

D.:/?=1：3

【答案】AD

【詳解】A.因地磁場的方向從地理的南極指向地理的北極，則當(dāng)導(dǎo)線中不通電時(shí)小磁針恒

指南北是因?yàn)榈卮艌龅挠绊?，A正確；

B.如果將導(dǎo)線東西方向放置，通電后導(dǎo)線的下方的磁場指向南北方向，則小磁針恒指南北,

B錯(cuò)誤；

kk

CD.將導(dǎo)線南北放置，正下方磁場指向東西方向，設(shè)地磁場為向北的M則tan3（T=—；

B。

/

tan60=—

為

解得人4=1：3,C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。

第H卷（非選擇題共52分）

二、實(shí)驗(yàn)題（滿分14分）

13.我們通過實(shí)驗(yàn)可以探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，在如圖的實(shí)驗(yàn)中，線圈A通過滑動變阻

器和開關(guān)接到電源上，線圈B的兩端連接到電流表上，把線圈A放置于線圈B里面。通過

實(shí)驗(yàn)，判斷線圈B中是否有電流產(chǎn)生。

（1）開關(guān)閉合的瞬間（選填"有"或"無"）感應(yīng)電流產(chǎn)生。

（2）開關(guān)總是閉合的，緩慢移動滑動變阻器的滑片時(shí)（選填"有"或"無"）感應(yīng)

電流產(chǎn)生。

（3）歸納以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是。

【答案】有有穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化

【詳解】（1）⑴開關(guān)閉合的瞬間，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；

（2）⑵開關(guān)總是閉合的，緩慢滑動變阻器時(shí)，穿過線圈的磁通量也會發(fā)生變化，線圈中有

感應(yīng)電流產(chǎn)生；

（3）⑶由以上實(shí)驗(yàn)可知：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。

14.某試驗(yàn)小組為了探究通電長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與導(dǎo)線上電流強(qiáng)度和

距離r間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下的試驗(yàn)：一根固定通電長直導(dǎo)線通以可調(diào)節(jié)的電流強(qiáng)度/。，-

根可以自由運(yùn)動的短導(dǎo)線與之在同一平面內(nèi)，通以恒定的電流/=2A,長度L=O.lm,應(yīng)用控

制變量法：

（1）使兩導(dǎo)線距離"呆持不變，調(diào)節(jié)長直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度/。，測得相應(yīng)的磁場力凡得

到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

試驗(yàn)次數(shù)12345

電流強(qiáng)度/o/A5.010152025

磁場力F/xlO4N1.012.002.983.965.02

磁感應(yīng)強(qiáng)度

—————

B/xlO-3T

填充上述表格中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一欄的值，并歸納磁感應(yīng)強(qiáng)度B和產(chǎn)生磁場的長直導(dǎo)線上

的電流/o的關(guān)系是;

（2）使長直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度保持不變，調(diào)節(jié)短導(dǎo)線與之的距離r,測得相應(yīng)的磁場力F,

得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

試驗(yàn)次數(shù)12345

距離r/m0.050.100.150.200.25

磁場力F/xlO^N12.05.94.13.02.4

磁感應(yīng)強(qiáng)度

—————

B/xlO-3T

填充上述表格中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一欄的值，并歸納磁感應(yīng)強(qiáng)度B和空間位置與長直導(dǎo)線間

的距離r的關(guān)系是。

【答案】0.5051.001.491.982.51成正

比6.002.952.051.501.20成反比

【詳解】（1）口］⑵⑶⑷⑸使兩導(dǎo)線距離r保持不變，調(diào)節(jié)長直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度b測得

相應(yīng)的磁場力為：%=變形得3=言當(dāng)即：5.0A,尸=1.01x10"時(shí)，代入可得

g=0.505x10」

當(dāng)舊10A,尸=2.00X10?N時(shí)，代入可得與=l.（）（）xl（尸T

當(dāng)/o=15A,F=2.98xlO4N時(shí)，代入可得名=149*10-3T

當(dāng)/o=20A,尸=3.96x10"時(shí)，代入可得劣=1.98x1（尸T

當(dāng)值25A,尸=5.02x10%時(shí)，代入可得線=2.5以10一31

⑹可以看出電流增加為“倍時(shí)，下也增加為“倍，說明尸與/成正比。

（2）使長直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度保持不變，調(diào)節(jié)短導(dǎo)線與之的距離〃測得

F.u

相應(yīng)的磁場力：F&=BIJ,變形得：8=音，當(dāng)后0.05m,尸=12610加時(shí)，代入可得

B,=6.00x103T

當(dāng)片0.10m,F=5.9xl(y4N時(shí),代入可得坊=2.95x107T

當(dāng)廠0.15m,F=4.1X104N時(shí)，代入可得用=2.05x10-3T

當(dāng)片0.20m,F=3Qxl0<N時(shí),代入可得見=1.50x10"

當(dāng)，=0.25m,F=2.4X10-4N時(shí)，代入可得紜=1.20、10一葉

口2］由此可知磁感應(yīng)強(qiáng)度B和空間位置與長直導(dǎo)線間的距離，?成反比。

三、計(jì)算題（滿分38分，其中15題8分，16題8分，17題10分，18題12分，每小題需

寫出必要的解題步驟，只有答案不得分）

15.為了加強(qiáng)電磁環(huán)境管理，保障公眾健康，我國制定了相當(dāng)嚴(yán)格的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

定通信頻段每平方厘米電磁輻射功率應(yīng)控制在40^W及以下，遠(yuǎn)低于一些發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)。若

某小型通信發(fā)射基站的功率為1W,同時(shí)假設(shè)能量以球面向外輻射，請計(jì)算：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,

距離該基站多遠(yuǎn)處為安全區(qū)域？（球表面積為5=4萬店）

［答案］25,9cm

【詳解】設(shè)離基站最小距離x為安全區(qū)域，則4萬x2-40xl0?W/cm2=1W

解得x=

16.通電直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場可表示為B=（2xl07T-m/A）4,其中8是以T為單位的磁感

a

應(yīng)強(qiáng)度，/是以A為單位的電流，d是以m為單位的離開導(dǎo)線的距離。利用這個(gè)公式，估計(jì)

如下日常生活中所遇到的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

(1)家庭導(dǎo)線中的電流很少超過10A,那么距離這種導(dǎo)線0.5m處的磁場大小與地磁場大小

相比如何?

(2)765kV的高壓輸電線中的電流常?？蛇_(dá)200A。假定這種輸電線的高度為20m,試估計(jì)

輸電線下地面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。這與家庭電路產(chǎn)生的磁場大小相比如何？

(3)一些組織建議，孕婦不要使用電熱毯，以防止磁場引起胎兒健康問題。如果電熱毯中

的電流為1A,胎兒離電熱毯距離為10cm。試求胎兒處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并將它與地磁場

進(jìn)行比較。

6

【答案】(1)4=4x10",8aB地；(2)B2=2X10-T,B?<B、；(3)鳥=2x10”，

<B地

【詳解】(1)家庭導(dǎo)線中的電流/=10A,d=0.5m處的磁場大小為4=2X1°，X1°T=4xlO-<T

10.5

而地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為B地=6x1則及<”；

(2)電流為200A,輸電線的高度為20m,則磁感應(yīng)強(qiáng)度為且=也空變T=2x104T

-20

比較可得與<與；

(3)電熱毯中的電流為1A,胎兒離電熱毯距離為10cm,則磁感應(yīng)強(qiáng)度為

B、=2X10，X1T=2x10”

0.1

比較可得用<%。

17.某廣播電臺的發(fā)射功率為25kW,發(fā)射的是在空氣中波長為187.5m的電磁波，則：(普

朗克常量ZIMG&X