【单元练】人教版高中物理必修3【电磁感应与电磁波初步】习题(含答案解析)

一、选择题用国际单位制根本单位的符号来表示各物理量的单位，以下说法正确的选项是〔 〕功的单位是kgm2/sC．电压的单位是kgm2C1s2解析：D依据功的单位是

磁通量的单位是NmA1D．磁感应强度的单位是kgA1s2DWFsmas所以A错误；依据

kgm2/sm=kgm3/sFS maS磁通量的单位是

=BSkgm/s2m2

IL IL所以B错误；依据

Am

=kgm2s2A1电压的单位是

UEdkgm/s2

madIt所以C错误；依据

As

m=kgm2A1s3BFma磁感应强度的单位是D正确；D。

kgm/s2Am

IL IL=kgA1s2沈括在《梦溪笔谈》中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”。他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，比西方早了400年。关于地磁场，以下说法中正确的选项是〔〕地磁场只分布在地球的外部地理南极点的地磁场方向竖直向上C．地磁场穿过地球外表的磁通量为零D．地球外表各处地磁场的磁感应强度相等C解析：C依据磁场的性质可知，磁感线是闭合的，故地球內部确定有磁感线，故确定有磁场，选项A错误；地理南极点并不是地磁的N极，故地理南极点处磁场方向不是竖直向上的，选项B错误；C．依据磁通量的性质可知，由外向里和从里向外穿过地球外表的磁感线条数确定相等故地磁场穿过地球外表的磁通量为零，选项C正确；D．地球两极处磁感应强度最大，而赤道上磁感应强度最小，选项D错误。C。acd中，∠a=60，三根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b、cbac的中点。三根导线中的电流大小分别为I、2I、3I，方向均垂直kI纸面对里。通电长直导线在其四周空间某点产生的磁感应强度B＝r

I表示电流强度，r表示该点到导线的距离，kad点产生的磁感应强度大小为0B，则d点的磁感应强度大小为〔 〕0A．B0解析：D

B．2B C．3B D．4BD0 0 adrac2r，依据直导线产生的磁感应强度公式可得ad0 0 IrBkr0cd点产生的磁感应强度大小为03I0B1=k

3r= 3B方向竖直向下；bd点产生的磁感应强度大小为2Ibd斜向左下方；如以下图

B2=kr

=2B0因B1 3tan60B0B1B0B2d点的磁感应强度大小为BB B2B24B合 2 0 1 0bd斜向左下方D。以下关于物理史实正确的选项是〔 〕A．安培建立了场的概念并引入电场线和磁感线来形象直观描述电场和磁场B．法拉第觉察了电流的磁效应并建立了右手螺旋定则来推断电流四周磁场的方向C．奥斯特觉察了电流的磁效应，首先建立了电和磁的联系D．奥斯特建立了安培定则来推断电流四周的磁场，同时提出了分子电流假说将磁体的磁场和电流的磁场归于一样本质——电荷的运动C解析：CA．法拉第提出场的概念并引入电场线和磁感线来形象直观描述电场和磁场，故A错误；B．奥斯特觉察了电流的磁效应，安培建立了右手螺旋定则来推断电流四周磁场的方向，故B错误；C．奥斯特觉察了电流的磁效应，建立了电和磁的联系，故C正确；D．安培建立了安培定则来推断电流四周的磁场，同时提出了分子电流假说将磁体的磁场和电流的磁场归于一样本质——D错误。C。关于磁通量，以下说法正确的选项是〔 〕A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁感应强度越大，磁通量越大C．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不愿定为零D．磁通量就是磁感应强度C解析：CA．磁通量有大小，没有方向，但有正负，是标量，A错误；B．磁通量与磁感应强度无关，当磁通量越大，磁感应强度可能不变，B错误；C．当磁感线与线圈平行时，穿过线圈的磁通量为零，而磁感应强度不愿定为零，C正确；D．磁通量是穿过线圈的磁感线的多少，而磁感应强度是描述磁场的强弱，两者不是一样的概念，D错误。C。以下物体应用软磁性材料的是〔〕。A．银行发行的磁卡反面的磁条C．电脑用的硬盘解析：D

B．录音、录像磁带上的磁性材料D．电铃上的电磁铁铁芯DABC.磁性材料在我们生活中应用广泛，如：磁卡、磁盘、磁带、电脑软盘、磁悬浮列车、录音机的磁头等属于硬磁性材料；，故ABC错误；D.而电铃上的电磁铁铁芯是利用电流的磁效应工作的，属于软磁性的材料．故D正确；7．转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如以下图，转笔深受宽阔中学生的宠爱，其中也包含了很多的物理学问，假设某转笔高手能让笔绕其手指上的某O做匀速圆周运动，以下有关该同学转笔中涉及到的物理学问的表达正确的选项是〔〕A．笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越大B．笔杆上的各点做圆周运动的力是由向心力供给的C．笔尖上的小钢珠在快速的转动随笔一起做离心运动D．假设该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，金属笔杆两端可能会形成电势差D解析：D【解析】an=ω2RO点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，故A错误；杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力供给的，故B错误；C．当转速过大时，当供给的向心力小于需要向心力，消灭笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走，故C错误；D．当金属笔杆转动时，切割地磁场，从而产生感应电动势，金属笔杆两端可能会形成电势差，故D正确；1 a、b、c平行且垂直纸面放置，其横截面如以下图，a、b、c恰好位于直角三角形的三个顶点，∠c＝90，∠a＝37。a、bI、I，ca、ba、b1 BkI磁场的磁感应强度

r，k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离，sin37＝0.6。以下说法正确的选项是〔〕1 a、b中电流反向,I：I 16：1 1 a、b中电流同向,I：I 4：1 1 a、b中电流同向,I：I 16：1 1 a、b中电流反向,I：I 4：31 解析：A同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，且ca、ba、b连线ab中电流方向相反，c受力分析如以下图：竖直方向平衡得：1 1依据几何关系得：

k Irarac

sin37k Irbrbc

sin53联立解得：

r rac abr rbc

cos37cos53I 16Ia9ba、b中电流反向,I1I216：9与分析相符，故A正确；a、b中电流同向,I1I24：3与分析不符，故B错误；a、b中电流同向,I1I216：9与分析不符，故C错误；a、b中电流反向,I1I24：3与分析不符，故D错误。三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如以下图．则三角形的中心O处的合磁场方向为( )ABABCCACA解析：A【分析】

BCBCDOCA由题意可知考察磁感应强度的矢量性，依据右手螺旋定则及磁感应强度的矢量性分析可得．AOBCCB，BO产生的磁ACACCOABAB，由于三导线电流O点的距离一样，依据平行四边形定则，则合场强的方向平行于AB，由AB．A．由前面分析可知合磁场方向平行于ABABA正确BCDABABBCD错误．【点睛】0处磁感应强度的大小，再矢量求和可求得合磁场的方向．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步争论说明，地球四周地磁场的磁感线分布示意如图结合上述材料，以下说法正确的选项是A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极四周B．地磁场的磁感线是“有头有尾”的，由地磁北极射出，射入地磁南极C．地球外表任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带负电宇宙射线有向东的作用力A解析：A地磁场的北极在地理南极四周，地磁场的南极在地理北极四周，且地球内部也存在磁场，由地磁场的南极指向地磁场的北极，故A符合题意；磁感线是闭合的，在地球外部由地磁北极射出，射入地磁南极，在内部，由地磁南极指向地磁北极，故B不符合题意；只有在赤道外表，地磁场方向与地面平行，故C不符合题意赤道平面上的地磁场方向由南指向倍，依据左手定则可知带负电的粒子受到向西的磁场力，故D不符合题意二、填空题如以下图，条形磁铁的N极朝上，竖直处于线圈P的中心，当线圈面积变小时，通过线圈的磁通量 〔选填“变大”、“变小”或“不变”〕。变大解析：变大线圈P中的磁感线包括两局部，磁铁内部向上的磁感线和磁铁外部向下的磁感线，故总的磁通量为= -上 下当线圈面积变小时，磁铁内部向上的磁通量不变，磁铁外部向下的磁通量由于面积的减小而减小，故总的磁通量变大。微波炉的加热原理是：微波遇到食物中的 分子时，会产生微波效应，将电磁能转化为电能。水分子〔极性分子〕解析：水分子〔极性分子〕[1]微波炉的加热原理是：微波遇到食物中的水分子〔极性分子〕时，会产生微波效应，将电磁能转化为电能。第一个提出磁现象的电本质〔分子电流假说〕的科学家是 。〔填“安培”或“奥斯特”〕安培解析：安培[1]安培认为在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，使每个微粒成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。通常状况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场相互抵消，对外不显磁性。当外界磁场作用后，分子电流的取向大致一样，分子间相邻的电流作用抵消，而外表局部未抵消，它们的效果显示出宏观磁性。丹麦物理学家、化学家、文学家 ，在一次讲课中，他偶然地把导线沿南北方向放置在指南针的上方，当导线通电时，觉察指南针发生了转动．这个试验现象首次揭示了 (填：磁与磁的联系、电与电的联系或电与磁的联系)．为此，法拉第评价说：“他突然翻开了科学中一个黑暗领域的大门，使其布满光明．”奥斯特电与磁的联系解析：奥斯特电与磁的联系[1][2]丹麦物理学家、化学家、文学家奥斯特，在一次讲课中，他偶然地把导线沿南北方向放置在指南针的上方，当导线通电时，觉察指南针发生了转动。这个试验现象首次提示了电与磁的联系。为此，法拉第评价说：“他突然翻开了科学中一个黑暗领域的大门，使其布满光明。”绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，推断在以下各状况中，线圈Ⅱ中是否有感应电流产生．①闭合电键K的瞬时 ．②保持电键K闭合的时候 ．③断开电键K的瞬时 ．0④电键K闭合将变阻器R的滑动端向左滑动时： ．〔以上各空均填“有”或0“无”〕有无有有解析：有无有有①[1]K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量变化，有感应电流产生；②[2]保持电键K闭合的时，穿过线圈Ⅱ的磁通量不变，没有感应电流产生；③[3]断开电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生；0④[4]KR的滑动端向左滑动时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感0应电流产生。如以下图，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为 ．假设使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为 ；假设从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为 ．BSBS0BS磁通量

12BS 0

=BScos则框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直时，则穿过平面的磁通量为BS；OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为1BScos60°=2BS90°0。描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线，其上每一点方向表示该点的磁场方向，也是小磁针静止时〔填“N极”或“S极”〕的指向。切线N极解析：切线N极[1]磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线，其上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。[2]磁场中某点的磁场方向也是小磁针静止时N极的指向。如以下图，a、b都是较轻的铝环，a环闭合，b环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开头时整个装置静止。则：条形磁铁插入a环时，横梁 发生转动；条形磁铁插入b环时，横梁 发生转动。〔选填“会”或“不会”〕会不会解析：会不会(1)[1]aa环的磁通量增加，a环闭合产生感应电流，磁铁对a环产生安培力，阻碍两者相对运动，因此a环阻碍磁铁靠近，消灭转动现象。(2)[2]bb环是断开的，没有形成闭合回路，所以不产生感应b环没有安培力作用，b环将静止不动。奥斯特争论电和磁的关系的试验中，通电导线四周的小磁针发生偏转的缘由是 ．试验时为使小磁针发生明显偏转，通电前导线应放置在其上方，并与小磁针保持 ．〔填“垂直”、“平行”或“任意角度”〕通电导线四周存在磁场；平行【解析】解析：通电导线四周存在磁场；平行【解析】1820年奥斯特通过试验觉察通电导线四周的小磁针发生偏转，说明白电流的四周存在磁场；在该试验时为使小磁针发生明显偏转，通电前导线应放置在其上方，并沿南北方向，与小磁针保持平行．【点睛】此题考察物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大觉察、制造、著名理论要加强记忆，留意积存．一根长为0.2m的直导线，通有1.0A的电流，把它放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，并与磁场方向垂直，则导线受到的安培力为 N．假设将导线中的电流强度减小为0.5A，则该磁场的磁感应强度为 T，此时导线受到的安培力为 N．0804004解析：08 0.4 0.04解：导线受到的安培力为：F=BIL=0.4×0.2×1N=0.08N磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，与电流大小无关，电流强度减小为0.5A，则该磁场0.4T，此时安培力为：F=BI′L=0.4×0.2×0.5=0.04N0.08，0.4，0.04．【点评】解决此题的关键把握安培力的公式F=BIL，知道磁场的磁感应强度只与磁场本身有关．三、解答题100cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈ab、cd两边中点1连线OO′的左右两侧分别存在方向一样、磁感应强度大小各为B1

＝0.6T，B

＝0.40T的匀强2磁场，假设从上往下看，线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量转变了多少？线圈180°时，穿过线圈平面的磁通量转变了多少？2解析：－0.1Wb，－1.0Wb在原图位置，磁感线与线圈平面垂直，磁通量S S 1 1Φ1=B1×2

+B2×

2

Wb+0.4×2

Wb=0.5WbOO′37°后，磁通量S S 1 1Φ2=B1×

2

cos37°=0.6×2

×0.8Wb+0.4×2

×0.8Wb=0.4Wb故线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量转变量为1ΔΦ=Φ2-Φ＝0.4Wb-0.5Wb=-0.1Wb1绕圈绕OO′轴逆时针转过180°时，规定穿过原线圈平面的磁通量为正，转过180°后，穿过180°后的磁通量S SΦ3=-B1×2

-B2×

2=-0.5Wb初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量转变量为ΔΦ′=Φ3-Φ1=-0.5Wb-0.5Wb=-1.0Wb你能否用生活中的例子说明电磁波的存在？解析：手机信号的放射与承受，微波炉加热食品，收音机收听节目等等，都是电磁波的应用。手机信号的放射与承受，微波炉加热食品，收音机收听节目等等，都是电磁波的应用。23．图是三根平行直导线的截面图，假设它们的电流大小都一样，方向垂直纸面对里。假设AB=BC=CDA点的磁感应强度的方向怎样？解析：水平向右依据安培定则，B、C、DA点的磁感应强度方向分别为竖直向下、水平向右、AB=BC=CDA点的磁感应强度大小相等，则A点的合磁感应强度的方向水平向右。M和线圈P绕在同一个铁芯上。S的一瞬间，线圈P里是否有感应电流？S的一瞬间，线圈P里是否有感应电流？解析：(1)有；(2)有。S的一阕间，线图M产生磁场，穿过线圈P的磁通量从无到，有是增加的，磁通量转变了，则线圈P里有感应电流。S的一瞬间，线圈