第十三章 电磁感应与电磁波初步 期末过关测试卷（含解析）-2022-2023学年高二物理上学期（人教版2019必修第三册）

高二物理上必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步期末过关测试=一、单选题1．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（）A．红外线和X射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波频率最大的是γ射线，医学上常用它进行人体透视检查D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光2．在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（）A．b、d两点的磁感应强度相同B．a、b两点的磁感应强度相同C．c点的磁感应强度的值最小D．b点的磁感应强度的值最大3．指南针是我国古代四大发明之一、当指南针上方有一条水平放置的通电导线时，其N极指向变为如图实线小磁针所示。则对该导线电流的以下判断正确的是（）A．可能东西放置，通有由东向西的电流B．可能东西放置，通有由西向东的电流C．可能南北放置，通有由北向南的电流D．可能南北放置，通有由南向北的电流4．1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S及电流计G组成另一个回路。如图所示，通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（）A．闭合S的瞬间，G中有a→b的感应电流B．闭合S的瞬间，G中有b→a的感应电流C．闭合S后，R的滑片向左移动的过程，G中有a→b的感应电流D．闭合S后，R的滑片向左移动的过程，G中有b→a的感应电流5．中国宋代科学家沈括在公元1086年写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布情况如图所示，结合上述材料，下列说法不正确的是（）A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的C．对垂直射向地球表面的宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最强，赤道附近最弱D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显6．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、0、b在M、N的连线上，O为的中点，c、d位于的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）A．O点处的磁感应强度为零B．a、c两点处的磁感应强度的方向相同C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相反D．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反7．如图所示的四种情形，下列说法正确的是（）A．（1）图中的圆形线圈水平，直导线在其某一条直径的正上方，直导线中通入变化的电流时，下面的线圈中会产生感应电流B．（2）图中蹄形磁铁绕轴（虚线）旋转时，其下方静止不动的铜盘里会产生感应电流C．若（3）图中导体棒沿图示方向在磁场中运动会产生感应电动势D．（4）图中由于导体线圈不闭合，所以磁铁靠近导体线圈的过程中，导体线圈中无感应电动势8．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示．O点磁感应强度的方向（）A．沿Oa向上 B．沿Oc向下 C．沿Od向左 D．沿Ob向右二、多选题9．如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行。若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是（）A．AB中电流I逐渐增大B．AB中电流I先增大后减小C．以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°（俯视）D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°（俯视）10．图（a）中，三个点电荷分别固定在圆环上三点，每个电荷在圆心处的场强大小均为；图（b）中，三根通电长直导线（横截面积忽略不计）垂直于圆环平面分别固定在圆环上三点，每根导线在圆心处的磁感应强度大小均为。下列判定正确的是（）A．处的场强大小为，方向从指向B．处的场强大小为，方向从指向C．处的磁感应强度大小为，方向垂直于向右D．处的磁感应强度大小为，方向垂直于向左11．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是（）A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度为T，方向斜向上，与B的夹角为45°C．c点的实际磁感应强度也为零D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同12．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是（）A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度大小为C．a点的实际磁感应强度大小为2BD．d点的实际磁感应强度跟b点的相同三、填空题13．如图所示，一根条形磁铁从闭合螺线管上端插入由下端抽出，则在磁铁插入过程中通过灵敏电流计的电流方向是从_______到__________，在磁铁抽出螺线管的过程中通过灵敏电流计的电流方向是从______到__________．14．有两条长直的导线垂直水平纸面放置，交纸面于a、b两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．a、b的连线水平，c是的中点，d点与c点关于b点对称．已知c点的磁感应强度为，d点的磁感应强度为，则分析可得a处导线在d点的磁感应强度的大小为_______、方向为_________（选填“向上”“向下”或“向右”）．15．某同学使用如图所示的器材研究“影响感应电流方向的因素”。（1）在图中用实线代替导线将实验器材连成实验电路______；（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；（3）在上述操作中，如果线圈B与灵敏电流计断开，则线圈B中________。A．因电路不闭合，无电磁感应现象B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C．若已知线圈A和线圈B的绕向，不能用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低D．若已知线圈A和线圈B的绕向，可以用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低四、解答题16．静电场可以用电场线和等势面来形象描述，已知静电力常量为k。类似于磁通量我们可以定义电场的电通量：对于放置于电场中的任意曲面，我们都可以将其划分为无穷多足够小的面元ΔS，每个面元即可视为平面，且穿过该面元的电场也可视为匀强电场，那么电场强度沿着垂直于面元的分量E⊥与ΔS的乘积即为穿过ΔS的电通量，对整个曲面求和就得到了穿过该曲面的电通量，即Φ=ΣE⊥·ΔS。对于电通量，我们也可以将其形象化地理解为穿过某一曲面的电场线的条数，若同一簇电场线先后穿过了两个不同的曲面，则穿过这两个曲面的电通量相等。（1）利用电通量的定义计算（1）问中穿过等势面S1的电通量大小Φ1；（2）两个不等量异种电荷所形成的电场并不完全对称，如图所示曲线为从电荷量为+q1的正点电荷出发、终止于电荷量为-q2的负点电荷的一条电场线，该电场线在正点电荷附近的切线方向与两电荷的连线夹角为α，在负点电荷附近的切线方向与两电荷的连线夹角为β。利用电通量的性质求α与β之间的关系，并据此判断q1和q2的大小关系。（如图所示，已知半径为r，高度为h的球冠面积公式为S=2πrh）

17．矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，如图所示，初位置时线框平面与B平行。求：（1）初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？（2）当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，穿过线框的磁通量Φ为多少？这一过程中穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为多少？

18．如图所示，边长为100cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈ab、cd两边中点连线OO′的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为B1＝0.6T，B2＝0.40T的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少？19．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。现在纸面内先后放上圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm，20匝；D线圈半径为2cm，10匝；C线圈半径为0.5cm，1匝；问：(1)在磁感应强度B减少为0.4T的过程中，A和D中的磁通量改变了多少？(2)当磁场转过30°角的过程中，C中的磁通量改变了多少？参考答案1．D【解析】A．X射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体，红外线没有很强的穿透本领，故A错误；B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，故B错误；C．电磁波中频率最大的是γ射线，但其频率太高，辐射太强，不适于进行人体透视检查，故C错误；D．紫外线和X射线都具有明显的化学效应，可以使感光底片感光。故D正确。故选D。2．C【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在、、、四个点上所产生的磁场方向，如图所示点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁场和原磁场方向相同，叠加变大；点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向左上；点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小；点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向右上；点与点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同；、两点叠加后的磁感应强度大小不相等；点叠加后的磁感应强度的值最大，点叠加后的磁感应强度的值最小。故选C。3．C【解析】地磁场与电流的磁场的合磁场指向东北方向，因为地磁场由南指向北，所以电流的磁场由西指向东，根据安培定则，导线南北放置，通有由北向南的电流。故选C。4．D【解析】AB．在滑片不动的情况下，线圈A中通过的是恒定电流，产生的磁场是恒定的，所以线圈B中不产生感应电流，选项A、B错误；CD．在向左移动滑片的过程中，线圈A中电流减小，即线圈B处于逐渐减弱向下的磁场中，由安培定则和楞次定律知，电流表中的电流从b到a，故选项C错误，D正确。故选D。5．C【解析】A．地球内部存在磁场，地磁南极在地理北极附近，A正确；B．地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，B正确；C．地球上赤道附近的磁场的方向与地面几乎平行，越往两极磁场的方向与地面之间的夹角越大，所以对垂直射向地球表面的宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最弱，赤道附近最强，C错误；D．根据安培定则可知，导线的磁场方向与导线电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，D正确.故选C。6．B【解析】A．由安培定则分别画出两直导线在a、b、c、d、O点的磁场方向，如下图所示由平行四边形定则可得，O点的磁感应强度不为零，选项A错误；B．a、c两点处磁感应强度的方向都竖直向下，选项B正确；C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向均竖直向下，选项C错误；D．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项D错误。故选B。7．B【解析】A．直导线中电流产生磁场，但穿过线圈的磁通量叠加后为零，即使直导线中的电流变化，也不会导致线圈中的磁通量变化，故线圈中不会产生感应电流，A错误；B．当蹄形磁铁绕轴（虚线）旋转时，其下方静止不动的铜盘，相当于若干个过圆心的铜棒在切割磁感线，从而产生感应电流，B正确；C．导体棒沿图示方向在磁场中运动，没有切割磁感线，因此不会产生感应电动势，C错误；D．在磁铁靠近导体线圈的过程中，导体线圈中磁通量变化，从而产生感应电动势，由于不闭合，因此线圈中没有感应电流，D错误.故选B。8．C【解析】据题意，当四根导线通有如图所示的电流，其中导线b和导线d中电流在O点产生的磁场叠加后为0；而导线a和导线c中电流在O点产生的磁场方向均向左，则O点磁感应强度的方向沿od向左。故选C。9．ABD【解析】AB．只要AB中电流发生变化，无论是大小变，还是方向变，还是大小和方向同时变，都可以使线圈内的磁通量发生变化，从而产生感应电流，A、B正确；C．以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°的过程中，磁感应强度的大小和线圈的有效面积都没变，磁通量不变，不能产生感应电流，C错误；D．以OO′为轴逆时针转90°的过程中，线圈的有效面积发生了变化，磁通量变化，能产生感应电流，D正确。故选ABD。10．AC【解析】AB．每个电荷在圆心处的场强大小均为，由场强的叠加原则可得处的场强大小为故A正确，B错误；CD．每根导线在圆心处的磁感应强度大小均为，可得处的磁感应强度大小为故C正确，D错误。故选AC。11．AB【解析】A．由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1T，由安培定则知直导线中的电流方向垂直纸面向外。A正确；B．通电导线在b处产生的磁场竖直向上，根据平行四边形定则可知b点的实际磁感应强度为T，方向斜向上，与B的夹角为45°，B正确；C．通电导线在c处产生的磁场水平向右，所以c点的实际磁感应强度2T，方向向右。C错误；D．通电导线在d处产生的磁场竖直向下，根据平行四边形定则可知d点的实际磁感应强度为T，方向斜向下，与B的夹角为45°，D错误。故选AB。12．ABC【解析】a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向里，A错误；由上知道，通电导线在a点产生的磁感应强度大小为1T，由安培定则可知，通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向上，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知，b点感应强度为，方向与B的方向成45°斜向右上，B正确；通电导线在c处的磁感应强度方向水平向右，则c点磁感应强度为2T，方向与B的方向相同，C错误；通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向下，则d点感应强度为，方向与B的方向成45°斜向下，与b点磁感应强度不相同，D错误．13．abba【解析】由题意可知，当磁铁N极向下运动时，即靠近螺线管，导致穿过的磁通量变大，且磁场方向向下，因此根据楞次定律，感应电流的方向由a到b；在磁铁抽出螺线管的过程中,穿过螺线管的磁通量变小，且磁场方向向下，因此根据楞次定律，感应电流的方向由b到a。14．向下【解析】．设a处导线在d点的磁感应强度的大小为B，方向方向竖直向下。根据通电直导线产生的磁场磁感应强度与电流成正比，a处导线在c点的磁感应强度的大小为3B，方向竖直向下。由题，两条长直导线恒定电流大小相等，则得到b处导线在c两点的磁感应强度的大小为3B，根据安培定则得到，方向竖直向下。b处导线在d两点的磁感应强度的大小为3B，根据安培定则得到，方向竖直向上。则根据磁场叠加得B1=3B+3B=6BB2=3B-B=2B根据数学知识得到所以a处导线在d点的磁感应强度的大小为方向是竖直向下。15．右左BD【解析】(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示。(2)闭合电键，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将右偏转一下。原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下。(3)如果副线圈B与灵敏电流计断开，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，不会没有感应电流存在，但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向，从而可以判断出感应电动势的方向。故BD正确；AC错误。故选BD。16．（1）；（2）【解析】（1）根据电通量的定义可得（2）分别以点电荷+q1和-q2为中心，取一半径为r的很小的球面，球面处的电场可近似视为点电荷电场。穿出2α角所对的球冠面的电场线应完全穿入2β角所对的球冠面，两个球冠面上的电通量相等。球