2019_2020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步检测试卷（三）（必修3）.docx

检测试卷(三)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分.18题为单项选择题，914题为多项选择题.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选和不选的得0分)1.关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A.通电导线在磁场中受力大的地方，磁感应强度一定大B.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向有关C.磁感线的疏密表示磁感应强度的大小D.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向答案C解析由通电导线在磁场中受力公式FBILsin可知，通电导线所受磁场力的大小还与导线与磁场的夹角有关，故A项错；磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与其他因素无关，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，故C项对，B、D项错.2.如图1所示，环中电流方向由左向右，且I1I2，则圆环中心O处的磁场是()图1A.最大，垂直穿出纸面B.最大，垂直穿入纸面C.为零D.无法确定答案C解析根据安培定则，上半圆环中电流I1在环内产生磁场垂直纸面向里，下半圆环中电流I2在环内产生的磁场垂直纸面向外，由于O对于I1和I2对称(距离相等)，故I1和I2在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消.3.如图2所示，在垂直于纸面的匀强磁场中(范围足够大)，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2和O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流( )图2A.向左平动B.向右平动C.绕O1O2转动D.向上或向下平动答案C解析只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就会产生感应电流.当线圈向左、向右、向上、向下等方向平动时线圈的磁通量均不变，不会产生感应电流，选项A、B、D错误；当线圈绕O1O2转动时穿过线圈的磁通量变化，会产生感应电流，选项C正确.4.如图所示，当开关S闭合后，小磁针处在通电电流的磁场中的位置正确的是()答案D解析根据安培定则判断出电流的磁场方向，由于小磁针静止时N极指向磁场方向，判断可知选项D正确.5.如图3所示为通电长直导线的磁感线截面图，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1、2，下列分析正确的是()图3A.12B.12，选项A正确.6.一个100匝的线圈置于匀强磁场中，由磁场变化产生的感应电动势大小为10V，那么以下说法中正确的是()A.通过该线圈的磁通量变化了0.1WbB.通过该线圈的磁通量变化了10WbC.通过该线圈每一匝截面上的磁通量的变化率为0.1Wb/sD.通过该线圈每一匝截面上的磁通量每秒变化10Wb答案C解析由法拉第电磁感应定律得En，所以磁通量变化率Wb/s0.1 Wb/s，C对.7.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图4所示，此线圈与一个R10的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻.下列说法正确的是()图4A.交变电流的周期为0.125sB.交变电流的频率为8HzC.交变电流的有效值为AD.交变电流的最大值为4A答案C解析由题图可知交变电流的周期T0.250s，频率f4Hz，故选项A、B错误；交变电流的有效值IA，故选项C正确；交变电流的最大值Im2A，故选项D错误.8.一输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图5所示，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()图5A.1100,36B.1100,180C.2200,180D.2200,360答案B解析由公式可知，n11100；，n2180，故B正确.9.如图6所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况的说法中正确的是()图6A.带同种电荷B.带异种电荷C.B带正电D.A带正电答案BD解析由于闪电必发生在异种电荷之间，故A项错，B项对；放电过程相当于有电流从小磁针的下方通过，因N极向纸里转，所以小磁针所在处磁场方向向里，由安培定则知，电流方向由AB，则A带正电，B带负电，故C项错，D项对.10.如图7所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态.现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()图7A.一直增大B.先减小后增大C.先增大后减小D.始终为零答案AB解析若F安mgsin ，因安培力向上，则摩擦力向上，当F安增大时，摩擦力先减小到零，再向下增大；若F安mgsin ，摩擦力向下，随F安增大而一直增大；若F安mgsin ，摩擦力为零，随F安增大摩擦力向下一直增大.故选A、B.11.为了减少输电线路中的电能损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压.某变电所将电压u011000sin (100t) V的交变电流降为220V供居民小区用电，则变电所变压器()A.原、副线圈匝数比为501B.副线圈中电流的频率是50HzC.原线圈的导线比副线圈的要粗D.原线圈中的电流等于居民小区各用电器电流的总和答案AB解析u011000sin (100t) V中的11000V指的是电压的最大值，有效值为11000V，则原、副线圈的匝数之比等于两线圈上的电压之比，即501，A项正确；由100rad/s可得频率为50Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈中电流的频率也是50Hz，B项正确；电流与匝数成反比，即原线圈中电流比副线圈中电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C项错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，故D项错误.12.图8中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下哪些认识是正确的()图8A.第0.6s末线圈中的感应电动势为4VB.第0.9s末线圈中的瞬时电动势比第0.1s末的大C.第0.1s末线圈的瞬时电动势为零D.第0.1s末和第0.4s末的瞬时电动势的方向相同答案AB解析题图给出了磁通量的变化图象，由法拉第电磁感应定律计算：第0.6s末线圈中的感应电动势为V4V，A正确；第0.9s末线圈中的瞬时电动势为V30V，第0.1s末的瞬时电动势为VV，所以B正确；C错误；第0.1s末和第0.4s末的瞬时电动势的方向相反，D错误.13.一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图9所示，副线圈仅接入一个10的电阻.则()图9A.流过电阻的电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是100VC.经过1分钟电阻产生的热量是6104JD.变压器的输入功率是1103W答案CD解析原线圈中电压的有效值是220V，由电压比等于匝数比知副线圈中电压为100V，流过电阻的电流I10A，输出功率P出UI1103W，故输入功率为1103W；与电阻并联的电压表的示数是100V；经过1分钟电阻产生的热量QI2Rt6104J.选项C、D正确.14.质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的金属导轨上，如图10所示.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在下列各图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是()图10答案AB解析要使静摩擦力为零，如果FN0，必有Ff0.B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反，可能使FN0，B项是正确的；如果FN0，则导体棒除受静摩擦力Ff以外的其他力的合力只要为零，那么Ff0.在A选项中，导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力合力可能为零，则导体棒所受静摩擦力可能为零；C、D选项中，从导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零.故正确的选项应为A、B.二、填空题(本题共2小题，共10分)15.(4分)如图11所示，一个通电矩形线圈abcd放在匀强磁场中，矩形线圈的OO轴与磁场垂直，线圈平面与磁场平行.ab边所受的安培力方向为_，cd边所受的安培力方向为_；bc边_安培力(填“受”或“不受”).沿OO轴方向看，矩形线圈将沿_方向转动.图11答案垂直纸面向外垂直纸面向里不受逆时针(每空1分)解析根据左手定则可以判断ab边受力方向垂直纸面向外，cd边受力垂直纸面向里，因bc边与磁感线平行，故不受安培力作用，沿OO轴方向看线圈逆时针转动.16.(6分)某电台发射500kHz的电磁波，则此电磁波的波长是_m；若距该电台6000km远处有一无线电接收机，则从发射台发出的信号经_s可被接收机收到.若该电台发射频率为800kHz的电磁波，则经_s信号可被接收机收到.答案6000.020.02(每空2分)解析由cf可得波长m600m；由xct可得时间ts0.02s电磁波在空气中的传播速度都相同，所以电台发射频率为800kHz的电磁波，仍经0.02s信号可被接收机收到.三、计算题(本题共4小题，共34分)17.(8分)如图12所示，长为L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中.当金属杆中通有方向ab的电流I时，每根金属丝的拉力大小为F.当金属杆通有方向ba的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2F.求磁场的磁感应强度B的大小.图12答案解析金属杆ab受重力、磁场力、金属丝的拉力而平衡.当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上.(1分)由平衡条件得2FBILmg(2分)当ab中的电流方向由b到a时，磁场力向下.(1分)由平衡条件得4FBILmg(2分)解得B.(2分)18.(8分)有一正方形单匝线圈abcd处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直.在t0.5s时间内，磁通量由13Wb增加到26Wb.求：(1)在t内线圈中产生的感应电动势；(2)要使线圈中产生的感应电动势更大，可采取什么措施？答案(1)6V(2)增加线圈匝数或增大磁通量的变化率解析(1)由法拉第电磁感应定律得EnV6V.(4分)(2)由法拉第电磁感应定律知，要想增大感应电动势，可增加线圈匝数或增大磁通量的变化率.(4分)19.(8分)如图13所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1n221，原线圈接200V交流电源，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光，当电源电压降为180V时，求灯