【學與練】高中物理粵教2019版必修3：第6章電磁現(xiàn)象與電磁波章末綜合測評6習題

章末綜合測評(六)電磁現(xiàn)象與電磁波一、單項選擇題：本題共7小題，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．建立了完整的電磁場理論，并首先預言電磁波存在的科學家是()A．法拉第 B．奧斯特C．赫茲 D．麥克斯韋2．電視機中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈是繞在鐵環(huán)上的兩個通電線圈串聯(lián)而成的，電流方向如圖所示，則鐵環(huán)中心O處的磁場方向為()A．向上B．向下C．垂直紙面向里D．垂直紙面向外3．線圈從磁鐵上方由位置1經(jīng)位置2平移到3的過程中，穿過線圈的磁通量()A．不變，沒有感應電流B．先減小后增大，一直有感應電流C．先增大后減小，一直有感應電流D．在位置2為零，此時沒有感應電流4．關(guān)于電磁場理論，下列說法正確的是()A．在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場B．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C．均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D．周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場5．如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強磁場中(范圍足夠大)，有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2和O3O4都是線圈的對稱軸，應使線圈怎樣運動才能使其產(chǎn)生感應電流()A．向左平動 B．向右平動C．繞O1O2轉(zhuǎn)動 D．向上或向下平動6．如圖所示，一個半球殼放在勻強磁場中，磁感線的方向與半球殼底面垂直，設半球殼表面積為S1，底面積為S2，半球面上的磁感應強度為B1，底面處的磁感應強度為B2，穿過它們的磁通量分別為Φ1和Φ2，則下列說法正確的是()A．由于Φ1＝Φ2，且S1＞S2，所以B1＜B2B．由于B1＝B2，且S1＞S2，所以Φ1＞Φ2C．Φ1＝Φ2，B1＝B2D．因為半球面是一曲面，無法判斷上述結(jié)論是否正確7．如圖所示，四根通電長直導線A、B、C、D外層涂有絕緣物質(zhì)，固定在水平面上且四個交點的連線構(gòu)成一正方形，其中四根導線中通有大小相等的電流，方向如圖所示，a、b、c、d為正方形對角線延長線上的四點。則關(guān)于a、b、c、d處的磁場，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b兩點的磁場方向垂直紙面向外B．a(chǎn)、c兩點的磁場方向垂直紙面向外C．b、d兩點的磁場方向垂直紙面向里D．a(chǎn)、d兩點的磁場方向垂直紙面向里二、多項選擇題：本題共3小題，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。8．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是()A．電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場B．變化的電場周圍一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生電場C．變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場D．電磁波在真空中的傳播速度為3.0×108m/s9．下列關(guān)于氫原子能級敘述中，正確的是()A．電子繞核運動有加速度，就要向外輻射電磁波B．處于定態(tài)的原子，其電子做變速運動，但它并不向外輻射能量C．原子內(nèi)電子的軌道是連續(xù)的D．原子內(nèi)電子的軌道是不連續(xù)的10．在勻強磁場中有兩根平行的金屬導軌，磁場方向與導軌平面垂直，導軌上有兩根可沿導軌平動的導體棒ab、cd，兩根導體棒勻速移動的速度大小分別為v1和v2，如圖所示，則下列情況可以使回路中產(chǎn)生感應電流的是()A．a(chǎn)b、cd均向右運動，且v1＝v2B．a(chǎn)b、cd均向右運動，且v1＞v2C．a(chǎn)b、cd均向左運動，且v1＞v2D．a(chǎn)b向右運動，cd向左運動，且v1＝v2三、非選擇題：共5個小題。11．面積為500cm2的線圈共50匝，其平面與大小為0.4T的勻強磁場成30°角，如圖所示，穿過該線圈平面的磁通量大小為____________。若夾角θ從30°變成60°，則其磁通量的變化量為______。當線圈平面與磁感應強度B成0°角時，穿過線圈的磁通量為________，此情況下磁通密度大小是_________________。(3＝1.73)12．我們可以通過以下實驗，來探究產(chǎn)生感應電流的條件。(1)給岀的實物圖中，請用筆畫線代替導線補全實驗電路。(2)接好電路，閉合開關(guān)瞬間，電流計指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。(3)電路穩(wěn)定后，電流計指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)；迅速移動滑動變阻器的滑片，電流計指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。(4)根據(jù)以上實驗可得：產(chǎn)生感應電流的條件是________________________________________________________________________________________________。13．如圖所示，平面的面積S＝0.6m2，它與勻強磁場方向的夾角α＝30°，若該磁場磁感應強度B＝0.4T，磁場區(qū)域足夠大。(1)求通過S的磁通量Φ1；(2)若線圈再順時針轉(zhuǎn)過120°時，求磁通量Φ2；(3)求這個過程中磁通量的變化量ΔΦ。14．三根平行的長直導線分別垂直地通過一個等腰直角三角形的三個頂點，如圖所示，現(xiàn)在使每根通電導線在斜邊中點O處所產(chǎn)生的磁感應強度大小均為B，則O點實際磁感應強度的大小和方向如何？15．如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t＝0時刻，磁感應強度大小為B0，此時刻MN到達的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應電流，從t＝0開始，磁感應強度B應怎樣隨時間t變化？請推導出這種情況下B與t的關(guān)系式。章末綜合測評(六)12345678910DBBDCCABDBDBCD1．D[麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了麥克斯韋預言的正確性，D正確。]2．B[由安培定則判斷知，左、右兩個線圈產(chǎn)生磁場，均可等效為上端是N極、下端是S極的磁鐵，根據(jù)磁感線的特點，磁感線在磁體的外部從N極到S極，由對稱性知鐵環(huán)中心O處的磁場方向向下，故B正確。]3．B[由條形磁鐵磁感線分布可知，線圈在位置1有磁感線穿過，在位置2線圈平面與磁感線平行即磁通量為0，在位置3有磁感線穿過，線圈從磁鐵上方由位置1經(jīng)位置2平移到3的過程中，穿過線圈的磁通量先減小后增大，且在經(jīng)位置2時線圈的磁通量仍在變化，此時仍有感應電流，故A、C、D錯誤，B正確。]4．D[根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場才產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，D正確。]5．C[只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就會產(chǎn)生感應電流。當線圈向左、向右、向上、向下等方向平動時穿過線圈的磁通量均不變，不會產(chǎn)生感應電流，故A、B、D錯誤；當線圈繞O1O2轉(zhuǎn)動時穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應電流，故C正確。]6．C[因為磁場是勻強磁場，故B1＝B2；根據(jù)磁通量的定義可知，Φ1＝Φ2。故選C。]7．A[a、b、c、d四點的磁場由四根通電導線在該位置形成的磁場疊加而成。對a點，導線A在a點的磁場方向向里，導線B在a點的磁場方向向外，且大小相等可抵消，導線C在a點的磁場方向向外，導線D在a點的磁場方向向外，因此a點的磁場方向向外；同理b點的磁場方向向外，c、d兩點的磁場方向均向里，故A正確。]8．BD[根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，只有變化的電場周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，但變化的電場周圍不一定產(chǎn)生變化的磁場，如均勻變化的電場產(chǎn)生的是穩(wěn)定的磁場。根據(jù)以上分析，選項B、D正確。]9．BD[按照經(jīng)典物理學的觀點，電子繞核運動有加速度，一定會向外輻射電磁波，很短時間內(nèi)電子的能量就會消失，與客觀事實相矛盾，由能級和能量子理論可知，A錯誤，B正確；原子內(nèi)電子的軌道是不連續(xù)的，C錯誤，D正確。]10．BCD[ab、cd均向右運動，當v1＝v2時，穿過閉合回路的磁通量不變，無感應電流產(chǎn)生，故A項錯誤；B、D兩項所述情況，穿過閉合回路的磁通量增加，C項所述情況，穿過閉合回路的磁通量減少，均有感應電流產(chǎn)生，故B、C、D正確。]11．解析：由題意可知面積在垂直于磁場方向上的投影為Ssinθ。所以穿過該線圈平面的磁通量大小為Φ＝BSsinθ＝0.4×500×10-4×0.5Wb＝1×10-2Wb。當夾角變成60°時，磁通量Φ′＝BSsinθ′＝0.4×500×10-4×32Wb≈1.73×10-2所以磁通量的變化量ΔΦ＝Φ′－Φ≈7.3×10-3Wb。當線圈平面與磁感應強度B成0°角時，S在垂直B方向上的投影為0，所以磁通量為0。無論線圈如何變化，磁場的強弱不變，所以磁通密度即單位面積上穿過的磁感線的條數(shù)不變，磁感應強度不變，為0.4T。答案：1×10-2Wb7.3×10-3Wb00.4T12．解析：(1)通過對電路分析可知，B線圈是用來檢測感應電流的，故電流計要和B線圈構(gòu)成閉合回路；滑動變阻器的作用是用來改變A線圈的電流大小，故要采取限流接法，綜上所述，連線如圖所示。(2)接好電路，合上開關(guān)瞬間，由于A線圈中電流的變化，導致穿過B線圈磁通量的變化，從而使B線圈中產(chǎn)生感應電流，電流計指針偏轉(zhuǎn)。(3)電路穩(wěn)定后，雖然B線圈中有磁場，但穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，不能產(chǎn)生感應電流，所以電流計不偏轉(zhuǎn)。迅速移動滑動變阻器的滑片，由于A線圈中電流變化導致B線圈中磁通量的變化，從而使B線圈中產(chǎn)生感應電流，電流計指針偏轉(zhuǎn)。(4)根據(jù)(2)(3)可得：產(chǎn)生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。答案：(1)見解析圖(2)偏轉(zhuǎn)(3)不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(4)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化13．解析：(1)題圖位置通過線圈的磁通量為Φ1＝BSsinα＝0.4×0.6×12(2)再轉(zhuǎn)過120°，線圈平面與磁場方向垂直，只不過磁感線穿過線圈的方向改變了。Φ2＝－BS＝－0.4×0.6Wb＝－0.24Wb。(3)轉(zhuǎn)過120°的過程中磁通量的變化量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12|Wb＝0.36Wb。答案：(1)0.12Wb(2)－0.24Wb(3)0.36Wb14．解析：根據(jù)安