高中物理人教必修三第13章 电磁感应与电磁波初步 单元检测检测A卷（解析版）

1、第13章 电磁感应与电磁波初步 单元检测（A卷） 一单选题：(每题4分，共计32分)1. 自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（）A额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异B额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒C红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是纵波D爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”

2、观点，并成功解释了光电效应现象【答案】A【解析】A额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异，所以A正确；B用于杀菌消毒的是紫外线，不是红外线，所以B错误；C红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波，所以C错误；D普朗克最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，但是成功解释光电效应现象的是爱因斯坦，所以D错误。故选A。2.在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的假设老鼠的体温约37 ，它发出的最强的热辐射的波长为min.根据热辐射理论，min与辐射源的绝对温度T的关系近似为T

3、min2.90103 mK，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为()A7.8105 m B9.4106 mC1.16104 m D9.7108 m【答案】B【解析】由Tmin2.90103 mK可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为mineq f(2.90103 mK,T)eq f(2.90103,27337) m9.4106 m，B正确3. 先后在匀强磁场中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1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()AA、B两点磁感应强度相等BA点的磁感应强度大于B点的磁感应强度CA点的磁感应强

4、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解析导线与磁场方向垂直，则导线受到的磁场力FBIL.对于题图给出的FI图线，直线的斜率kBL，由题图可知kakb，又因A、B两处导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，故选B.4.一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() AS极指向该点磁场方向BN极指向该点磁场方向C该磁场是匀强磁场Da点的磁场方向水平向右【答案】B【解析】A、物理学上规定：小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向，故A错误，故B正确；C、由图看出，该磁场的磁感线分布不均匀，说明各处的磁感应强度不是处处相同，所以该

5、磁场不是匀强磁场，故C错误；D、a点的磁场方向沿磁感线的切线方向：斜向右上方，故D错误5.如图所示，带负电的金属环绕轴OO以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是AN极竖直向上BN极竖直向下CN极沿轴线向左DN极沿轴线向右【答案】C【解析】带负电金属环，如图所示的旋转。则金属环的电流方向与旋转方向相反。再由右手螺旋定则可知金属环磁极的方向：右端S极，左端N极。因此小磁针N极沿轴线向左。故C正确，ABD错误。故选：C。6. 如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于两导线之间的实线位置，穿过线圈的磁通量为.已知虚线位置与实线位置关于右边的直导线对称，虚线位置与两直导线的

6、距离相等，虚线位置和虚线位置关于左边直导线对称，且与左边直导线的距离和实线位置与右边直导线的距离相等现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置，则()A将线圈由实线位置移到图示虚线位置时，磁通量大小不变B将线圈由实线位置移到图示虚线位置时，磁通量变化大小为C将线圈由实线位置移到图示虚线位置时，磁通量变化为零D将线圈由实线位置移到图示虚线位置时，磁通量大小不变答案：B解析：将线圈由实线位置移到题图示虚线位置时，磁通量大小发生变化，选项A错误；虚线位置在两导线之间且距离两直导线的距离相等，磁通量为零，将线圈由实线位置移到题图示虚线位置时，磁通量变化大小为，选项B正确；题图示虚线位置的磁场方向垂直纸面向

7、里，而实线位置的磁场方向垂直纸面向外，两个位置磁通量大小相等，所以将线圈由实线位置移到题图示虚线位置时，磁通量变化大小为2，选项C错误；将线圈由实线位置移到题图示虚线位置时，磁通量大小发生变化，选项D错误7.如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1O1bbO2O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为ABCD【答案】A【解析】对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的设ao1=o1b=b

8、o2=o2c=r，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B1r，在距离中点3r位置的磁感应强度为B3r，故：a点磁感应强度：B1=B1r+B3r；b点磁感应强度：B2=B1r+B1r；当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度：Bc=B3r=B1-B2，故选A8. 如图4所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()A.ab向右运动，同时使减小B.使磁感应强度B减小，角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(

9、090)答案A解析设此时回路面积为S，据题意，磁通量BScos ，对A选项，S增大，减小，cos 增大，则增大，A正确.对B选项，B减小，减小，cos 增大，可能不变，B错误.对C选项，多选题（每题4分，共计16分）9.如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()A图甲中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B图乙中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的C图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的答案BC解析题图甲中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；题图乙中，磁体对通电导线力的作用是通过

10、磁体的磁场发生的；题图丙中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的综上所述，选项B、C正确10.下列情况能产生感应电流的是()A如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动B如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时答案BD解析A中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流，故A错；B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B正确；C中开关S一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定

11、，螺线管B中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C错；D中开关S接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A的磁场变化，螺线管B中磁通量变化，线圈中产生感应电流，故D正确11. 各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示，其中能产生持续电磁波的是()【答案】BD【解析】：根据麦克斯韦的电磁场理论，可知A图的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波；B图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C图的磁场是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能再产生磁场，因此不能产生持续的电磁波；D图的磁场是周期性变化的，能产生周期性变化的电场，

12、故能产生持续的电磁波。12.已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足Bk (其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离)现有四根平行的通电长直导线，其横截面积恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2.已知A导线所受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的是( ) A电流的大小关系为I12I2B四根导线所受的磁场力都为零C正方形中心O处的磁感应强度为零D若移走A导线，则中心O处的磁场将沿OB方向【答案】ACD【解析】A、将导线BCD在导线A处的磁场，如图所示：根据题意A导线的磁场力为零，则A处的合磁场为零，

13、即：，则：，故选项A正确；B、同理将各点的磁场都画出了，可以判断B、D导线处的合磁场不为零，故磁场力不为零，故选项B错误；C、将各导线在O点的磁场画出，如图所示：由于A、C导线电流相等而且距离O点距离相等，则同理：，即正方形中心O处的磁感应强度为零，故选项C正确；D、若移走A导线，则磁场不存在，由于，则此时在O点的磁场只剩下导线C的磁场，而且导线C点磁场方向沿OB方向，即中心O处的磁场将沿OB方向，故选项D正确实验题( 本题共2小题，共计16分)13. （8分）(1)实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示，标尺盘中A、B、C、D为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差已由计算机

14、默认。某组同学在实验中，得到的图像如图(b)所示。图像的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。下列说法错误的_。A光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作B摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔C图线甲表示摆锤的机械能ED图线乙表示摆锤的动能Ek(2)某同学用如图所示装置做“研究电磁感应现象”实验。正确连接后，他先将变阻器的滑动片P置于ab的中点，在闭合电键瞬间，电流计的指针向右摆，说明_（选填“大线圈”或“小线圈”）有电流流过。闭合电键后，为使电流计的指针再向右摆，应将变阻器的滑动片P向_端滑（选填“a”或“b”）。

15、(3)某同学用如图（甲）所示电路测量电源的电动势和内阻。实验用的电压表和电流表都是理想表，保护电阻R1=10，R2=5，还知道待测电源的电动势约3V，内阻约2。该同学合理选择仪器、连接电路后，正确操作，得到多组电压表的示数U和相应电流表的示数I，并画出了如图（乙）所示的UI图线（U、I都用国际单位），求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距I0，则待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=_，r=_，（用k、I0、R1、R2表示）。若实验室有电流表I（0200mA）和电流表II（030mA），该同学选择的是_。【答案】D 大线圈 b 电流表I 【解析】(1)1 A光电门传感器分别放在D、C、B点

16、进行重复操作，这样才能测出各点的瞬时速度，比较各点动能大小，故A正确，不符合题意；B摆锤每次释放的高度保持不变，这样采集才是同一个运动在不同位置时的数据，保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔，这样才能准确计算该位置时的瞬时速度，故B正确，不符合题意；CD小球摆动过程中只有重力做功，摆球机械能守恒，高度越小，重力势能越小，动能越大，说明图线甲表示摆锤的机械能E，图线乙表示摆锤的重力势能，图线丙表示摆锤的动能，故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。故选D。(2)2与电流计相连的是大线圈，在闭合电键瞬间，大线圈中磁通量发生变化，产生感应电流。3闭合电键瞬间，电流增大，电流计的指针向右摆，闭合电键后，

17、为使电流计的指针再向右摆，要求电流再增大，则回路中电阻需减小，所以应将变阻器的滑动片P向“b”移动。(3)45由闭合电路欧姆定律可知变形可得图线斜率的绝对值为k，在横轴上的截距为I0，则有两式联立可得，6当滑动变阻器电阻取零时，可求得回路中的最大电流比较电流表I（0200mA）和电流表II（030mA），电流表II量程较小易烧表，故应选择电流表I。14. （8分）为探究影响感应电流方向的因素，几位同学做了如下的实验。(1)小李同学选用图（甲）中的器材模仿法拉第的实验进行探究为了保证实验现象明显，电源选用_，电表选用_；（填写器材前的代码）A低压直流电源B低压交流电源C220V交流电源D灵敏电流

18、计E.00.6A量程的电流表F.00.6V量程的电压表请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整_；实验过程中，记录的实验现象如下表所示，观察四项实验结果，能够得出结论，产生感应电流的条件与_的变化有关?(选填“A”“B”或“C”)A磁场 B电场 C闭合导体回路包围的面积开关和变阻器的状态线圈B中是否有电流开关闭合瞬间有开关断开瞬间有开关闭合时，滑动变阻器不动无开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有(2)小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图(乙)所示的电路，整个电路处于垂直导轨的磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条件与_的变化有关?(选填“A”

19、“B”或“C”)A磁场 B电场 C闭合导体回路包围的面积依据小李和小张两位同学的实验得出结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。(3)小任同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电。如图(丙)所示，把条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线，沿_方向站立时，发电的可能性比较大。(选填“东西”“南北”)。【答案】A D A C 东西 【解析】(1)1探究感应电流产生的条件是通过开关的闭合与断开，滑动变阻器的滑动等方式改变流过A螺旋管的电流，从而让B线圈产生感应电流，故电源只需要低压直流电源就能满足要求，而

20、不需要选低压交流电源让电流本身发生变化，则电源应选A； 2感应电流的产生比较微弱，电流方向需要根据指针偏转判断，则电流表选指针在中央的灵敏电流计最合适，故选D；3A线圈为通电的电路，B线圈为产生感应电流的回路，连接电路图如图所示4根据四个操作可总结得到，开关的断开与闭、闭合开关后移动滑动变阻器的滑片都改变了流过A线圈的电流大小，从而使得穿过B线圈的磁场变化，则产生感应电流的条件与磁场的变化有关，故A正确，BC错误。故选A。(2)5导体棒在金属导轨上向右移动切割磁感线，匀强磁场恒定，但引起了回路所围磁场的有效面积的增大，从而使得磁通量变大而产生感应电流，故产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面

21、积的变化有关，故C正确，AB错误。故选C。(3)6用跳绳构成闭合回路切割地磁场的磁感线，能够产生感应电流，因地磁场在地球外部是由南向北，有竖直方向的分量，跳绳垂直切割磁感线能产生最大的感应电流，则沿东西方向站立时，发电的可能性比较大。四非选择题（本题共4小题，共计36分）15.(8分) 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所示，CD段导线长度：4102 m；天平平衡时钩码重力：4105 N；通过导线的电流：0.5 A请算出通电螺线管中磁感应强度的大小答案2.0103 T解析由题意知，I0.5 A，G4

22、105 N，L4102 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FG.由磁感应强度的定义式Beq f(F,IL)得：Beq f(F,IL)eq f(4.0105,0.54.0102) T2.0103 T，所以通电螺线管中磁感应强度的大小为2.0103 T.16.(10分)边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于0.2T的匀强磁场中试求：（1）图示位置时穿过线圈的磁通量为多少？（2）若将线圈以一边为轴转过60则穿过线圈的磁通量为多少？（3）若将线圈以一边为轴转过180，则穿过线圈的磁通量变化了多少？【答案】(1) (2) (3)【解析】(1)正方形线圈的面积：.图示位置时，磁场与线圈垂直穿过线圈的磁通量：（2）将