（新教材適用）高中物理第三章電磁場與電磁波初步測評（A）教科版

第三章測評(A)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.關(guān)于磁場的說法,正確的是()A.在地磁場的作用下小磁針靜止時指南的磁極叫北極,指北的磁極叫南極B.磁鐵與磁鐵之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過電場發(fā)生的C.磁場和電場一樣,是客觀存在的特殊物質(zhì)D.磁鐵周圍只有在磁極與磁極、磁極和電流發(fā)生作用時才有磁場答案:C解析:小磁針放在該處靜止時北極所指的方向為北極,即指北的磁極叫北極,指南的磁極叫南極,故A錯誤;磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,故B錯誤;磁場和電場一樣,也是一種客觀存在的特殊物質(zhì),故C正確;磁鐵的周圍存在磁場,在沒有磁極與磁極,磁極和電流發(fā)生作用時也有磁場,故D錯誤。2.關(guān)于磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感線,下列說法正確的是 ()A.磁場中的磁感線有的不能相交,有的能相交B.磁感應(yīng)強(qiáng)度是只有大小、沒有方向的標(biāo)量C.磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場方向一致D.勻強(qiáng)磁場中沿磁感線方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度越來越小答案:C解析:磁場中的磁感線是閉合曲線,不能相交,如果相交,則在交點(diǎn)處存在兩個切線方向,存在兩個磁場方向,故A錯誤。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,有大小和方向,故B錯誤。磁感線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的磁場方向一致,也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,故C正確。磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱,勻強(qiáng)磁場中各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱相同,故D錯誤。3.關(guān)于電場線和磁感線,下列說法正確的是()A.在靜電場中,電場線可能相交B.磁感線是虛擬的,電場線是客觀存在的C.在用磁感線描繪磁場時,磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小D.在用電場線描繪電場時,沒有電場線的地方電場強(qiáng)度為零答案:C解析:電場線的切線方向即電場強(qiáng)度的方向,電場線不能相交,若相交則會出現(xiàn)兩個方向,故A錯誤。電場線和磁感線都是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龊痛艌龆氲木€,不是客觀存在的,故B錯誤。磁場的強(qiáng)弱可以利用磁感線的疏密程度來描述,磁場越強(qiáng),磁感線越密集,故C正確。電場線的疏密代表電場的強(qiáng)弱,故電場線越密的地方場強(qiáng)越強(qiáng),但沒有電場線的地方,電場強(qiáng)度不一定為零,因為不可能把電場線全部畫出,故D錯誤。4.如圖所示,N、S兩極間的磁場可視為勻強(qiáng)磁場,將一矩形閉合金屬線框垂直于磁場方向放置在該磁場中。下列情況線框中能出現(xiàn)感應(yīng)電流的是()A.線框繞圖中豎直軸aa'旋轉(zhuǎn)B.線框繞圖中水平軸bb'旋轉(zhuǎn)C.線框沿豎直方向向上平移D.線框沿豎直方向向下平移答案:B解析:由于線框平面開始垂直于磁場方向,磁通量最大,線框繞圖中豎直軸aa'旋轉(zhuǎn)時,線框平面始終垂直于磁場方向,磁通量不變,故不會出現(xiàn)感應(yīng)電流,A錯誤;線框繞圖中水平軸bb'旋轉(zhuǎn),線框平面與磁場方向的夾角發(fā)生改變,所以通過線框平面的磁通量發(fā)生改變,故會出現(xiàn)感應(yīng)電流,B正確;將線框沿豎直方向向上平移或線框沿豎直方向向下平移,線框平面始終垂直于磁場方向,磁通量不變,故不會出現(xiàn)感應(yīng)電流,C、D錯誤。5.關(guān)于電磁波,下列說法正確的是()A.變化的電場一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在,法拉第最先用實驗證實了電磁波的存在C.電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播D.各種頻率的電磁波在真空中的傳播速率都相同答案:D解析:根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場,周期性變化的電場周圍產(chǎn)生同頻率周期性變化的磁場,故A錯誤。麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在,赫茲通過電火花實驗證實了電磁波的存在,故B錯誤。電磁波的傳播不需要介質(zhì),機(jī)械波傳播需要介質(zhì),故C錯誤。各種頻率的電磁波在真空中的傳播速率都相同,均為光速,故D正確。6.如圖所示各圖中,實線表示磁場的磁感線,依圖分析磁場中a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大的圖是 ()答案:AC解析:A中,a點(diǎn)的磁感線比b點(diǎn)的密,故a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大,故A正確;B中,a點(diǎn)的磁感線比b點(diǎn)的疏,故a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度小,故B錯誤;C中,a點(diǎn)的磁感線比b點(diǎn)的密,故a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大,故C正確;D中,所示磁場為勻強(qiáng)磁場,故兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等,故D錯誤。7.彼此絕緣、相互垂直的兩根通電直導(dǎo)線與閉合線圈共面,如圖,穿過線圈的磁通量不可能為零的是()答案:CD解析:根據(jù)安培定則,電流I1在第一象限磁場方向是垂直紙面向里,I2在第一象限磁場方向是垂直紙面向外,所以磁通量可能為零,故A不符合題意;根據(jù)安培定則,電流I1在第一象限磁場方向是垂直紙面向外,I2在第一象限磁場方向是垂直紙面向里,所以磁通量可能為零,故B不符合題意;根據(jù)安培定則,電流I1在第一象限磁場方向是垂直紙面向里,I2在第一象限磁場方向是垂直紙面向里,所以磁通量不可能為零,故C符合題意;根據(jù)安培定則,電流I1在第一象限磁場方向是垂直紙面向外,I2在第一象限磁場方向是垂直紙面向外,所以磁通量不可能為零,故D符合題意。8.在勻強(qiáng)磁場中某處P放一個長度為L=20cm,通電電流I=1A的直導(dǎo)線,測得它受到的安培力F=1.0N,則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為()A.7T B.0.2TC.0.05T D.5T答案:AD解析:當(dāng)通電導(dǎo)線垂直放入磁場中時,由安培力的公式F=BIL得B=FIL=1若電流的方向與磁場的方向不垂直,則F=BILsinθ可知此時磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大于5T。故A、D正確,B、C錯誤。二、實驗題(本題共2小題,共18分)9.(8分)電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國物理學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)的。探究這個現(xiàn)象應(yīng)選用如圖中[選填“(a)”或“(b)”]所示的裝置進(jìn)行實驗。

(a)(b)答案:法拉第(a)解析:在題圖(a)中,因動而生電,故是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,利用該現(xiàn)象可制成發(fā)電機(jī)。在題圖(b)中,因通電而運(yùn)動,是通電導(dǎo)線受到力的作用,是電動機(jī)的制作原理。10.(10分)某同學(xué)利用圖示裝置研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流的方向。試回答下列問題:(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整。(2)根據(jù)圖示裝置,請說出能產(chǎn)生感應(yīng)電流的幾種做法(至少兩種)。①

;

②

。

答案:(1)如圖所示(2)①開關(guān)閉合情況下,線圈A插入線圈B、線圈A從線圈B中拔出②開關(guān)閉合情況下,變阻器滑片快速移動或插入鐵芯、拔出鐵芯解析:(1)用實線代替導(dǎo)線將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整,如圖所示。(2)在實驗中分別研究開關(guān)斷開、閉合,線圈A插入線圈B、線圈A從線圈B中拔出,變阻器滑片快速移動,插入鐵芯、拔出鐵芯等情況下達(dá)到穿過閉合回路磁通量發(fā)生變化的目的,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。三、計算題(本題共3小題,共42分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(12分)電視機(jī)的遙控器發(fā)出頻率為2.5×1013Hz的紅外線,傳到3m遠(yuǎn)的電視遙控接收裝置,需要多長時間?在這個距離中有多少個波長?(已知紅外線在空氣中的速度為3×108m/s)答案:1×108s2.5×105解析:(1)紅外線在空氣中傳播可認(rèn)為勻速傳播,所以有s=vt故紅外線傳到3m遠(yuǎn)的電視遙控接收裝置,需要時間t=sv=33×10(2)根據(jù)c=λf,紅外線的波長λ=cf=3×1082.設(shè)在這個距離中有n個波長,故n=sλ=31.2×112.(14分)如圖所示,一長為L的導(dǎo)線圍成正方形閉合線圈,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面與磁場方向的夾角為θ。(1)求穿過該線圈的磁通量Φ。(2)不改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,只改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向以及線圈的形狀,求穿過線圈磁通量的最大值Φm。答案:(1)BL2sin解析:(1)此時穿過線圈平面的磁通量為Φ=BL42sinθ=(2)在不改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的情況下,當(dāng)線圈為圓形,線圈平面和磁場垂直時,磁通量最大,此時最大面積為S'=πL則最大值Φm=BS'=BL13.(16分)如圖所示,有一個垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B=0.8T,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為10cm,現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上a、b兩個圓形單匝線圈,圓心均在O處,a線圈半徑為10cm,b線圈半徑為15cm。問:(1)在B減為0.4T的過程中,穿過a和b的磁通量分別改變多少?(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小不變,方向繞直徑轉(zhuǎn)過60°過程中,a線圈中磁通量改變多少?(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小、方向均不變,線圈a繞直徑轉(zhuǎn)過180°過程中,a線圈中磁通量改變了多少?答案:(1)均改變4π×103Wb(2)4π×103Wb(3)1.6π×102Wb解析:(1)磁場的面積為S=πr2=0.01π,故A和B線圈的有效面積均為0.01