2026年天津市北师大版高中物理第7章电磁学实验探究题库

2026年天津市北师大版高中物理第7章电磁学实验探究题库一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在“探究影响通电导线在磁场中受力大小”的实验中，某同学设计了如图所示的装置。实验中，他需要保持哪些物理量不变以验证受力大小与电流大小的关系？（）A.磁场强弱、导线长度、导线与磁场的夹角B.磁场强弱、导线长度、电流方向C.磁场强弱、导线长度、电流大小D.磁场强弱、导线与磁场的夹角、电流大小参考答案：C解析：本实验的核心是验证受力大小与电流大小的关系，根据控制变量法，需要保持磁场强弱、导线长度、导线与磁场的夹角不变，仅改变电流大小，观察受力变化。选项A中导线与磁场的夹角会随受力方向改变，选项B中电流方向不涉及大小变化，选项D中电流大小是自变量，而非控制量。2.在“测量金属丝电阻率”的实验中，某同学用螺旋测微器测量金属丝直径，读数为2.135mm。该读数对应的金属丝直径是多少米？（）A.2.135×10⁻³mB.2.135×10⁻⁶mC.2.135×10⁻⁹mD.2.135×10⁻¹m参考答案：A解析：螺旋测微器读数包含主尺和副尺部分，主尺读数为2.1mm，副尺读数为0.035mm，总读数为2.135mm。转换为米需乘以10⁻³，即2.135×10⁻³m。选项B错误因未考虑单位转换，选项C错误因数值过小，选项D错误因数值过大。3.在“研究电磁感应现象”的实验中，某同学将条形磁铁插入线圈时，电流表指针偏转。若将磁铁插入速度减慢，观察到的主要现象是？（）A.电流表指针偏转幅度减小B.电流表指针偏转方向改变C.电流表无指针偏转D.电流表指针偏转幅度增大参考答案：A解析：电磁感应现象中，感应电流大小与磁通量变化率成正比。插入速度减慢，磁通量变化率减小，导致感应电流减小，指针偏转幅度减小。选项B中偏转方向与磁铁极性有关，不随速度变化；选项C错误因存在感应电流；选项D错误因速度减慢导致变化率减小。4.在“验证平行板电容器电容决定式”的实验中，某同学保持两板间距不变，增加极板正对面积，观察到的主要现象是？（）A.电容增大，电压减小B.电容减小，电压增大C.电容增大，电压增大D.电容减小，电压减小参考答案：C解析：平行板电容器电容公式为C=ɛS/4πkd，其中ɛ为介电常数，S为正对面积，k为常数，d为间距。保持d不变，S增大，则C增大。根据Q=CU，若电荷量Q不变，C增大则U减小，但题目未说明Q变化，需结合实验情境判断电压变化趋势。通常实验中Q保持不变，故U减小，但选项未包含此组合，需重新审题。修正参考答案：A解析：电容公式C=ɛS/4πkd，S增大则C增大。若Q不变，根据Q=CU，C增大则U减小。选项A正确描述了电容增大、电压减小的现象。5.在“观察光的干涉现象”的实验中，某同学用单色光照射双缝，观察到明暗相间的条纹。若将单色光换成白光，观察到的主要现象是？（）A.条纹间距增大B.条纹间距减小C.出现彩色条纹D.条纹消失参考答案：C解析：双缝干涉条纹间距公式为Δx=λL/d，其中λ为光波波长，L为屏到双缝距离，d为双缝间距。白光包含多种波长，不同波长对应不同间距，导致干涉条纹呈现彩色。选项A、B错误因间距与波长成正比，选项D错误因白光仍能产生干涉。6.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，某同学用伏安法测量，得到如图所示的U-I图线。该图线的截距和斜率分别代表什么物理量？（）A.截距代表内阻，斜率代表电动势B.截距代表电动势，斜率代表内阻C.截距代表电源电压，斜率代表电流变化率U/mVI/mAD.截距代表电动势，斜率代表电源损耗参考答案：B解析：根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir，U-I图线为直线，截距为E（电动势），斜率为r（内阻）。选项A、C、D错误因物理量对应关系错误。7.在“研究电磁振荡”的实验中，LC振荡电路中电容器电压随时间变化曲线如图所示。若将电感L增大，观察到的主要现象是？（）A.周期T减小B.周期T增大C.频率f减小D.频率f增大参考答案：B解析：LC振荡周期公式T=2π√(LC)，L增大则T增大。根据f=1/T，T增大则f减小。选项A、D错误因周期与频率成反比，选项C正确但与B矛盾，需重新审题。修正参考答案：B解析：LC振荡周期T=2π√(LC)，L增大则T增大。选项B正确描述了周期变化。8.在“观察光的衍射现象”的实验中，某同学用激光照射单缝，观察到明暗相间的衍射条纹。若将单缝宽度d减小，观察到的主要现象是？（）A.条纹间距增大B.条纹间距减小C.衍射现象消失D.条纹亮度增强参考答案：A解析：单缝衍射条纹间距公式为Δx=λL/d，d减小则Δx增大。选项B、C、D错误因间距与缝宽成反比，亮度与缝宽平方成反比。9.在“验证安培力做功与电功关系”的实验中，某同学用导线在磁场中匀速转动，观察到电流表读数。若将磁场强度B增大，观察到的主要现象是？（）A.电流增大，电功增大B.电流减小，电功减小C.电流增大，电功减小D.电流减小，电功增大参考答案：A解析：安培力F=BIL，B增大则F增大，导致电流I增大。电功W=UIt，U=BLv，v不变则U增大，I增大则W增大。选项B、C、D错误因物理量变化关系错误。10.在“研究电磁波传播”的实验中，某同学用收音机接收不同频率的电磁波，观察到接收效果。若将收音机调谐频率调高，观察到的主要现象是？（）A.接收效果变差B.接收效果变好C.接收频率范围变窄D.接收频率范围变宽参考答案：C解析：调谐频率调高意味着接收更高频率的电磁波，低频信号被过滤，导致接收频率范围变窄。选项A、B错误因调谐频率变化不直接决定接收效果好坏，选项D错误因范围变窄。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在“测量金属丝电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径，读数为0.635mm，则金属丝直径为_______米。参考答案：0.635×10⁻³m解析：螺旋测微器读数包含主尺0.6mm和副尺0.035mm，总读数为0.635mm，转换为米需乘以10⁻³。2.在“研究电磁感应现象”的实验中，将条形磁铁插入线圈时，电流表指针偏转，说明_______现象发生，此时线圈中产生的电流方向_______（选填“与”或“反对”）磁铁运动方向产生的磁场方向。参考答案：电磁感应；反对解析：插入磁铁产生磁通量变化，导致电磁感应，根据楞次定律，感应电流磁场阻碍磁通量变化，即反对磁铁运动方向。3.在“验证平行板电容器电容决定式”的实验中，保持两板间距不变，增加极板正对面积，电容_______（选填“增大”或“减小”），原因是_______。参考答案：增大；根据C=ɛS/4πkd，S增大则C增大。解析：电容与正对面积成正比，面积增大导致电容增大。4.在“观察光的干涉现象”的实验中，用单色光照射双缝，观察到明暗相间的条纹，说明_______现象发生，条纹间距Δx与光波波长λ的关系为_______。参考答案：光的干涉；Δx=λL/d解析：双缝干涉是光的波动性体现，条纹间距与波长成正比。5.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，用伏安法测量，得到如图所示的U-I图线，图线与纵轴截距代表_______，图线斜率代表_______。参考答案：电动势；内阻解析：截距为电动势E，斜率为内阻r，根据E=U+Ir。6.在“研究电磁振荡”的实验中，LC振荡电路中电容器电压随时间变化曲线如图所示，若将电感L增大，振荡周期_______（选填“增大”或“减小”），原因是_______。参考答案：增大；根据T=2π√(LC)，L增大则T增大。解析：周期与电感平方根成正比，L增大导致周期增大。7.在“观察光的衍射现象”的实验中，用激光照射单缝，观察到明暗相间的衍射条纹，说明_______现象发生，条纹间距Δx与缝宽d的关系为_______。参考答案：光的衍射；Δx=λL/d解析：单缝衍射是光的波动性体现，条纹间距与缝宽成反比。8.在“验证安培力做功与电功关系”的实验中，用导线在磁场中匀速转动，观察到电流表读数，若将磁场强度B增大，安培力_______（选填“增大”或“减小”），电功_______（选填“增大”或“减小”）。参考答案：增大；增大解析：安培力F=BIL，B增大则F增大；电功W=UIt，U增大则W增大。9.在“研究电磁波传播”的实验中，用收音机接收不同频率的电磁波，观察到接收效果，若将收音机调谐频率调高，接收到的电磁波频率_______（选填“更高”或“更低”），原因是_______。参考答案：更高；调谐频率调高意味着接收更高频率的信号。解析：调谐频率与接收信号频率匹配，调高频率则接收更高频信号。10.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，用伏安法测量，得到如图所示的U-I图线，若实验中存在系统误差导致图线不过原点，则该误差可能来源于_______（列举两种可能原因）。参考答案：电压表内阻不为零；电流表内阻不为零解析：电压表接入电路导致实际测量电压小于路端电压，电流表接入电路导致实际测量电流小于干路电流，均导致图线不过原点。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在“研究电磁感应现象”的实验中，将条形磁铁从线圈中拔出时，电流表指针偏转，说明感应电流方向与磁铁运动方向有关。（）参考答案：正确解析：根据楞次定律，感应电流磁场阻碍磁通量变化，拔出磁铁时磁通量减小，感应电流方向与磁铁运动方向相反。2.在“验证平行板电容器电容决定式”的实验中，增加极板间距，电容增大。（）参考答案：错误解析：根据C=ɛS/4πkd，间距d增大则电容C减小。3.在“观察光的干涉现象”的实验中，用白光照射双缝，观察到彩色条纹，说明白光包含多种频率。（）参考答案：正确解析：白光包含多种波长，不同波长对应不同干涉条纹间距，呈现彩色。4.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，用伏安法测量，得到如图所示的U-I图线，图线斜率表示电源内阻。（）参考答案：正确解析：根据E=U+Ir，U-I图线斜率为内阻r。5.在“研究电磁振荡”的实验中，LC振荡电路中电容器电压随时间变化曲线如图所示，若将电感L增大，振荡频率减小。（）参考答案：正确解析：根据f=1/2π√(LC)，L增大则f减小。6.在“观察光的衍射现象”的实验中，用激光照射单缝，观察到明暗相间的衍射条纹，说明光的波动性。（）参考答案：正确解析：衍射是光的波动性体现，与干涉类似。7.在“验证安培力做功与电功关系”的实验中，用导线在磁场中匀速转动，观察到电流表读数，若将磁场强度B增大，电功增大。（）参考答案：正确解析：安培力F=BIL，B增大则F增大；电功W=UIt，U增大则W增大。8.在“研究电磁波传播”的实验中，用收音机接收不同频率的电磁波，观察到接收效果，若将收音机调谐频率调高，接收到的电磁波频率更高。（）参考答案：正确解析：调谐频率调高意味着接收更高频率的信号。9.在“测量金属丝电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径，读数为2.135mm，则金属丝直径为2.135×10⁻⁶m。（）参考答案：错误解析：2.135mm转换为米需乘以10⁻³，即2.135×10⁻³m。10.在“验证平行板电容器电容决定式”的实验中，保持两板间距不变，增加极板正对面积，电容增大，电压减小。（）参考答案：正确解析：根据C=ɛS/4πkd，S增大则C增大；若Q不变，根据Q=CU，C增大则U减小。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.在“研究电磁感应现象”的实验中，如何判断感应电流的方向？（请简述楞次定律的内容）参考答案：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。具体判断步骤：（1）确定原磁场方向；（2）判断原磁场磁通量是增加还是减少；（3）根据楞次定律确定感应电流磁场方向（与原磁场方向相反或相同）；（4）根据安培定则判断感应电流方向。2.在“验证平行板电容器电容决定式”的实验中，需要控制哪些物理量不变？为什么？参考答案：需要控制介电常数ɛ和两板间距d不变，原因是：（1）介电常数ɛ是材料属性，改变会影响电容计算；（2）间距d是公式中的变量之一，若改变会导致实验结果不可比。3.在“观察光的干涉现象”的实验中，如何增大条纹间距？（请简述原理）参考答案：根据Δx=λL/d，增大条纹间距的方法包括：（1）增大双缝到屏的距离L；（2）减小双缝间距d；（3）使用波长λ更长的光源（如白光改为单色光）。4.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，如何减小实验误差？（请列举两种方法）参考答案：减小实验误差的方法包括：（1）选择内阻较小的电压表和电流表；（2）多次测量取平均值；（3）尽量使图线通过原点（减小系统误差）。5.在“研究电磁振荡”的实验中，LC振荡电路中电容器电压随时间变化曲线如图所示，如何判断振荡周期？（请简述方法）参考答案：振荡周期T是电容器电压一个完整周期变化的时间，可通过以下方法判断：（1）测量电压从最大值到下一个最大值（或从最小值到下一个最小值）的时间；（2）测量电压从零到最大值再回到零的时间（若波形对称）。6.在“观察光的衍射现象”的实验中，如何增大衍射现象的明显程度？（请简述原理）参考答案：根据衍射原理，增大衍射现象明显程度的方法包括：（1）减小缝宽d（但需保证能观察到清晰条纹）；（2）使用波长λ更长的光源（如激光改为白光）；（3）增大双缝到屏的距离L。7.在“验证安培力做功与电功关系”的实验中，如何测量安培力做功？（请简述方法）参考答案：测量安培力做功的方法包括：（1）测量导线在磁场中移动的距离s；（2）测量通过导线的电流I；（3）测量通电时间t；（4）根据W=Fs=IBLs计算功（若B、L已知）。8.在“研究电磁波传播”的实验中，如何判断电磁波的频率？（请简述方法）参考答案：判断电磁波频率的方法包括：（1）使用调谐电路，通过改变调谐频率匹配接收信号频率；（2）使用频谱分析仪测量接收信号频率；（3）根据电磁波公式f=c/λ，若已知波长λ可计算频率。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.在“研究电磁感应现象”的实验中，某同学用磁铁以v=0.1m/s的速度插入线圈，线圈匝数N=100匝，线圈面积S=0.01m²，磁铁在插入过程中产生的磁场强度B随时间均匀变化，B从0增加到0.5T需要0.2s。求感应电动势大小。解题思路：（1）根据磁通量变化率计算感应电动势；（2）磁通量变化量ΔΦ=B×S；（3）磁通量变化率ΔΦ/Δt=B/Δt；（4）感应电动势E=NΔΦ/Δt。参考答案：ΔΦ=B×S=0.5T×0.01m²=0.005WbΔΦ/Δt=0.005Wb/0.2s=0.025Wb/sE=NΔΦ/Δt=100×0.025Wb/s=2.5V2.在“验证平行板电容器电容决定式”的实验中，某同学测量得到两板间距d=0.01m，极板正对面积S=0.01m²，介电常数ɛ=8.85×10⁻¹²F/m，电压U=100V，求电容C和极板所带电荷量Q。解题思路：（1）根据C=ɛS/4πkd计算电容；（2）根据Q=CU计算电荷量。参考答案：C=ɛS/4πkd=8.85×10⁻¹²F/m×0.01m²/4π×0.01m≈7.0×10⁻¹²FQ=CU=7.0×10⁻¹²F×100V=7.0×10⁻¹⁰C3.在“观察光的干涉现象”的实验中，某同学用单色光照射双缝，双缝间距d=0.1mm，双缝到屏距离L=1m，观察到条纹间距Δx=2mm。求该单色光的波长λ。解题思路：（1）根据Δx=λL/d计算波长；（2）代入已知数值求解。参考答案：λ=Δx×d/L=2×10⁻³m×0.1×10⁻³m/1m=2×10⁻⁷m4.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，某同学测量得到三组数据：U₁=1.5V，I₁=0.3A；U₂=1.0V，I₂=0.4A；U₃=0.5V，I₃=0.5A。求电源电动势E和内阻r。解题思路：（1）根据E=U+Ir列方程组；（2）解方程组求E和r。参考答案：方程组：5.5=1.5+r×0.36.0=1.5+r×0.47.5=1.5+r×0.5解得：E=1.5V，r=1Ω8.在“研究电磁振荡”的实验中，LC振荡电路中电感L=0.1H，电容C=1μF，求振荡周期T和频率f。解题思路：（1）根据T=2π√(LC)计算周期；（2）根据f=1/T计算频率。参考答案：T=2π√(LC)=2π√(0.1H×1×10⁻⁶F)≈1.57×10⁻³sf=1/T≈636Hz9.在“观察光的衍射现象”的实验中，用激光照射单缝，单缝宽度d=0.1mm，单缝到屏距离L=1m，观察到条纹间距Δx=2mm。求该激光的波长λ。解题思路：（1）根据Δx=λL/d计算波长；（2）代入已知数值求解。参考答案：λ=Δx×d/L=2×10⁻³m×0.1×10⁻³m/1m=2×10⁻⁷m10.在“验证安培力做功与电功关系”的实验中，导线在磁场中匀速转动，磁场强度B=0.5T，导线长度L=0.1m，导线速度v=0.1m/s，电流I=0.2A，求安培力做功功率P和电功功率P电。解题思路：（1）根据F=BIL计算安培力；（2）根据P=Fv计算功率；（3）根据P电=UI计算电功功率。参考答案：F=BIL=0.5T×0.1m×0.2A=0.01NP=Fv=0.01N×0.1m/s=0.001WP电=UI=1.5V×0.2A=0.3W【标准答案及解析】一、单项选择题1.C解析：验证受力大小与电流关系需保持磁场强弱、导线长度、导线与磁场夹角不变，仅改变电流大小。2.A解析：螺旋测微器读数为2.135mm，转换为米需乘以10⁻³，即2.135×10⁻³m。3.A解析：电磁感应中，感应电流大小与磁通量变化率成正比，速度减慢导致变化率减小，偏转幅度减小。4.A解析：平行板电容器电容与正对面积成正比，面积增大导致电容增大；若Q不变，根据Q=CU，C增大则U减小。5.C解析：白光包含多种波长，不同波长对应不同间距，导致干涉条纹呈现彩色。6.B解析：U-I图线截距为电动势E，斜率为内阻r，根据E=U+Ir。7.B解析：LC振荡周期T=2π√(LC)，L增大则T增大。8.A解析：单缝衍射条纹间距公式为Δx=λL/d，d减小则Δx增大。9.A解析：安培力F=BIL，B增大则F增大，导致电流I增大；电功W=UIt，U增大则W增大。10.C解析：调谐频率调高意味着接收更高频率的电磁波，低频信号被过滤，导致接收频率范围变窄。二、填空题1.0.635×10⁻³m解析：螺旋测微器读数为0.635mm，转换为米需乘以10⁻³。2.电磁感应；反对解析：插入磁铁产生磁通量变化，导致电磁感应，根据楞次定律，感应电流磁场阻碍磁通量变化，即反对磁铁运动方向。3.增大；根据C=ɛS/4πkd，S增大则C增大。4.光的干涉；Δx=λL/d解析：双缝干涉是光的波动性体现，条纹间距与波长成正比。5.电动势；内阻解析：截距为电动势E，斜率为内阻r，根据E=U+Ir。6.增大；根据T=2π√(LC)，L增大则T增大。7.光的衍射；Δx=λL/d解析：单缝衍射是光的波动性体现，条纹间距与缝宽成反比。8.增大；增大解析：安培力F=BIL，B增大则F增大；电功W=UIt，U增大则W增大。9.更高；调谐频率调高意味着接收更高频率的信号。10.电压表内阻不为零；电流表内阻不为零解析：电压表接入电路导致实际测量电压小于路端电压，电流表接入电路导致实际测量电流小于干路电流，均导致图线不过原点。三、判断题1.正确解析：根据楞次定律，感应电流磁场阻碍磁通量变化，拔出磁铁时磁通量减小，感应电流方向与磁铁运动方向相反。2.错误解析：根据C=ɛS/4πkd，间距d增大则电容C减小。3.正确解析：白光包含多种波长，不同波长对应不同干涉条纹间距，呈现彩色。4.正确解析：根据E=U+Ir，U-I图线斜率为内阻r。5.正确解析：根据f=1/2π√(LC)，L增大则f减小。6.正确解析：衍射是光的波动性体现，与干涉类似。7.正确解析：安培力F=BIL，B增大则F增大；电功W=UIt，U增大则W增大。8.正确解析：调谐频率调高意味着接收更高频率的信号。9.错误解析：2.135mm转换为米需乘以10⁻³，即2.135×10⁻³m。10.正确解析：根据C=ɛS/4πkd，S增大则C增大；若Q不变，根据Q=CU，C增大则U减小。四、简答题1.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。具体判断步骤：（1）确定原磁场方向；（2）判断原磁场磁通量是增加还是减少；（3）根据楞次定律确定感应电流磁场方向（与原磁场方向相反或相同）；（4）根据安培定则判断感应电流方向。2.需要控制介电常数ɛ和两板间距d不变，原因是：（1）介电常数ɛ是材料属性，改变会影响电容计算；（2）间距d是公式中的变量之一，若改变会导致实验结果不可比。3.根据Δx=λL/d，增大条纹间距的方法包括：（1）增大双缝到屏的距离L；（2）减小双缝间距d；（3）使用波长λ更长的光源（如白光改为单色光）。4.减小实验误差的方法包括：（1）选择内阻较小的电压表和电流表；（2）多次测量