第十三章《電磁感應與電磁波初步》單元基礎鞏固與培優(yōu)達標檢測卷

一：單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求

的。

1．如圖所示，A是懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵，B是通電螺線管，閉合開關，待彈簧測力計示數穩(wěn)定后，將

滑動變阻器的滑片緩慢向右移動的過程中，下列說法正確的是（）

A．條形磁鐵的機械能不變B．電路中消耗的總功率變小

C．電壓表與電流表示數的比值變大D．通電螺線管上端是N極，彈簧測力計示數變小

【答案】D

【詳解】AD．由圖可知電流由螺線管的下方流入，則由右手螺旋定則可知螺線管上端為N極，下端為S極；則螺

線管與磁鐵為同名磁極，相互排斥，條形磁鐵受到向上的斥力，將向上運動，機械能增大，彈簧測力計示數變小，

故A錯誤，D正確；

B．當滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的電阻變小，由歐姆定律可知電路中電流增大，即電流表的示數變大，

電路消耗的總功率增大，故B錯誤；

C．由于電壓表與電流表示數的比值等于滑動變阻器接入電路的電阻，所以比值變小，故C錯誤。

故選D。

2．下列說法正確的是（）

A．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射

B．只有溫度高的物體才會有熱輻射

C．電磁波是一種物質，不能在真空中傳播

D．一個物體所具有的能量是非量子化的，可以是一個任意值

【答案】A

【詳解】A．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，A正確；

B．任何物體都會有熱輻射，B錯誤；

C．電磁波是一種物質，能在真空中傳播，C錯誤；

D．一個物體所具有的能量是量子化的，是一個非連續(xù)值，D錯誤；

故選A。

3．下列關于電磁波的說法正確的是（）

A．X射線穿透力較強，可用來進行人體透視

B．紫外線能在磁場中偏轉，有很強的熒光效應，可用于防偽

C．麥克斯韋建立了電磁場理論并證實了電磁波的存在

D．紅外體溫計是依據體溫計發(fā)射紅外線來測量體溫的

【答案】A

【詳解】A．X射線穿透力較強，可用來進行人體透視，故A正確；

B．紫外線有很強的熒光效應，可用于防偽，但不帶電，不能在磁場中偏轉，故B錯誤；

C．麥克斯韋建立了電磁場理論并預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，故C錯誤；

D．紅外體溫計是依據人體發(fā)射紅外線來測量體溫的，不是體溫計發(fā)射紅外線，故D錯誤。

故選A。

4．如圖所示，abc是以O點為圓心的三分之一圓弧，b為圓弧中點，a、b、c處各有一垂直紙面的通電長直導線，

電流大小相等，方向均垂直紙面向里，整個空間還存在一個磁感應強度大小為B的勻強磁場，O點處的磁感應強度

恰好為零。若將a處電流反向，其它條件不變，則O點處的磁感應強度大小為（）

A．2BB．BC．3BD．0

【答案】B

【詳解】三條導線的磁場如圖所示

由矢量的疊加可知，三條導線產生的磁場合磁感應強度為

'

B2B0

結合題意可得

2B0B

可得

B

B

02

若將a處電流反向，三條導線產生的磁場如圖所示

根據磁感強強度的疊加可知，O點處的磁感應強度大小為

B合2B0B

故選B。

5．下列說法正確的是（）

A．如圖甲所示，ABC構成等邊三角形，若兩通電導線A、B在C處產生磁場的磁感應強度大小均為B0，則C

處磁場的合磁感應強度大小是2B0

B．圖乙中地磁場的垂直于地面磁感應強度分量在南半球豎直向上，北半球豎直向下

C．圖丙中通過兩金屬圓環(huán)的磁通量12

D．圖丁中與通電導線（無限長）在同一平面內的金屬線框沿平行直導線方向運動，線框中會產生感應電流

【答案】B

【詳解】A．根據安培定則可知，導線A在C處產生的磁場方向垂直于AC指向右下方，導線B在C處產生的磁場

方向垂直于BC指向右上方，二者夾角為60°，所以

BC2B0cos303B0

故A錯誤；

B．圖乙中地磁場的垂直于地面磁感應強度分量在南半球豎直向上，北半球豎直向下，故B正確；

C．圖丙中通過兩金屬圓環(huán)有磁鐵外部向下的磁感線，也有磁鐵內部向上的磁感線，且磁鐵內部通過圓環(huán)的磁感線

較多，所以通過兩金屬圓環(huán)的磁通量

12

故C錯誤；

D．圖丁中與通電導線（無限長）在同一平面內的金屬線框沿直導線方向運動，線框中磁通量不變，不會產生感應

電流，故D錯誤。

故選B。

6．許多科學家在物理學發(fā)展中做出了重要貢獻。下列有關物理學家的貢獻，正確的是（）

A．安培提出了分子電流假說，能夠解釋一些磁現象

B．法拉第發(fā)現了電流的磁效應，首次揭示了電現象和磁現象間的某種聯系

C．奧斯特發(fā)現電磁感應現象，使人們對電磁內在聯系的認識更加完善

D．洛倫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的電磁場理論

【答案】A

【詳解】A．安培提出了分子電流假說，能夠解釋永久磁鐵產生磁場的原因，以及磁鐵受猛烈撞擊后突然失去磁性

等一些磁現象，故A正確；

B．奧斯特發(fā)現了電流的磁效應，通電導線周圍能產生磁場，首次揭示了電現象和磁現象間的某種聯系，故B錯誤；

C．法拉第發(fā)現電磁感應現象，從而使人們知道了電不僅能生磁，同樣磁也能生電，對電與磁內在聯系的認識更加

完善，故C錯誤；

D．赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的電磁場理論，故D錯誤。

故選A。

7．某同學在探究感應電流產生的條件時，進行了如圖所示的實驗。下面幾種情況中，線圈B中沒有感應電流產生

的是（）

A．開關閉合或開關斷開的瞬間

B．開關閉合穩(wěn)定后，快速移動滑動變阻器滑片

C．開關閉合穩(wěn)定后，將線圈A從線圈B中拔出

D．開關斷開狀態(tài)下，將線圈A從線圈B中拔出

【答案】D

【詳解】A．開關閉合或斷開的瞬間，線圈A中的電流變化，穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，線圈中產生感應電流，

故A錯誤；

B．開關閉合穩(wěn)定后，快速移動滑動變阻器滑片，線圈A中的電流變化，穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，線圈中產

生感應電流，故B錯誤；

C．開關閉合穩(wěn)定后，拔出線圈A的瞬間，B線圈中的磁通量減小，線圈B中產生感應電流，故C錯誤；

D．開關斷開狀態(tài)下，穿過線圈B的磁通量為零，將線圈A從線圈B中拔出，穿過線圈B的磁通量不發(fā)生變化，

線圈中沒有感應電流，故D正確。

故選D。

8．六根通電長直導線垂直紙面平行固定，其截面構成一正六邊形，O為六邊形的中心，通過長直導線

、、、、、、c、、、

a、b、c、d、e、f的電流分別為I1I2I3I4I5I6，ae中通過的電流大小相等，bdf中通過的電流大小相

I

等，電流方向如圖所示。已知通電長直導線在距導線r處產生的磁感應強度大小為Bk，此時O點處的磁感應

r

強度大小為6B，導線a在O處產生的磁感應強度為B，則移除e處導線后，e處的磁感應強度大小為（）

A．0B．BC．3BD．2B

【答案】A

【詳解】結合題圖可知各導線在O點產生的磁場方向如圖1所示，a、c、e中通過的電流大小相等，且到O點的距

離相等，a、c、e三條導線在O點產生的磁感應強度大小均為B，合磁感應強度大小為2B，則b、d、f三條導線在

O點的合磁感應強度大小為4B，結合上述分析可知，b、d、f三條導線中的電流大小是a、c、e三條導線中電流大

小的2倍；去掉e導線后剩余導線在e點產生的磁場方向如圖2所示

由

I

Bk

r

可知

B4B62B

夾角為120°

3

BBB

133

夾角為60°

B2B

由平行四邊形定則求得e點的合磁感應強度為0。

故選A。

二：多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全

部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9．下列說法正確的是（）

A．微觀粒子的能量是不連續(xù)的，只能取一些特定的值

B．麥克斯韋預言了電磁波的存在，并捕捉到了電磁波，證實了自己的預言

C．當急救車從我們身邊疾馳而過，我們聽到的急救車鳴笛的音調會先高變低

D．帶電粒子經過回旋加速器加速后最終獲得的能量隨著加速電壓的升高而增大

【答案】AC

【詳解】A．微觀粒子的能量是不連續(xù)的，只能取一些特定的值，選項A正確；

B．麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的預言，選項B錯誤；

C．根據多普勒效應，當急救車從我們身邊疾馳而過，我們聽到的急救車鳴笛的音調會先高變低，選項C正確；

D．根據

v2

qvBmm

mR

可得帶電粒子經過回旋加速器加速后最終獲得的能量

1q2B2R2

Emv2

km2m2m

則與加速電壓無關，選項D錯誤。

故選AC。

10．2021年7月4日，我們在電視中看到航天員湯洪波走出離地面高約400km的中國空間站，標志著我國空間站

航天員首次出艙活動取得圓滿成功．航天員出艙的畫面是通過電磁波傳輸到地面接收站的，下列關于電磁波的說法

正確的是（）

A．電磁波波長越長，其能量子越小

B．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產生電磁波

C．湯洪波出艙活動的畫面從空間站傳到地面接收站最少需要約0.013s

D．赫茲通過實驗捕捉到電磁波，并證實了麥克斯韋的電磁場理論

【答案】AD

【詳解】A．電磁波的能量子為

c

Ehh

則電磁波波長越長，其能量子越小，A正確；

B．根據麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的磁場或電場，其周圍不能產生電磁波，B錯誤；

C．電磁波在真空中或空氣中傳播的速度v3.0108m/s，空間站到地球表面的距離s4105m，電磁波從空間站

傳播到地面的時間為

s4105

ts0.0013s

v3108

C錯誤；

D．麥克斯韋預言了電磁場理論，1886年，赫茲通過實驗捕捉到電磁波，從而證實了麥克斯韋的電磁場理論，D正

確；

故選AD。

11．“探究影響感應電流方向的因素”的實驗示意圖如圖所示：靈敏電流計和線圈組成閉合回路，通過“插入”“拔出”

條形磁鐵，使線圈中產生感應電流。記錄實驗過程中的相關信息，分析得出楞次定律。下列說法正確的是（）

A．實驗時必須保持磁鐵運動的速率不變

B．該實驗需要知道線圈的繞向

C．該實驗需要記錄磁鐵的運動方向

D．該實驗需要判斷電流計指針偏轉方向與通入電流方向的關系

【答案】BCD

【詳解】A．該實驗無需保持磁鐵運動的速率不變，故A錯誤；

B．該實驗需要知道產生的感應磁場的方向，即需要知道線圈的繞向，故B正確；

C．該實驗需要記錄磁鐵在線圈中的磁場的變化，即需要記錄磁鐵的運動方向，故C正確；

D．該實驗要想知道產生感應電流的具體方向，需要判斷電流計指針偏轉方向與通入電流方向的關系，故D正確。

故選BCD。

12．我國特高壓直流輸電是國家重點工程，已躍居全球第一。特高壓電網的強電流會在周圍空間產生很強的磁場。

兩根等高、相互平行的水平特高壓直流輸電線分別通有大小相等、方向相反的電流，從上往下觀察的示意圖如圖所

示。直線abc與兩根輸電線等高并垂直，b點位于兩根輸電線間的中點，a、c兩點與b點距離相等，d點位于b點

正下方。不考慮其他磁場的影響，則（）

A．a點的磁感應強度方向豎直向上B．b點的磁感應強度方向豎直向下

C．c點的磁感應強度方向豎直向下D．d點的磁感應強度方向豎直向上

【答案】AB

【詳解】AC．根據安培定則知和磁場的疊加可知，a、c點處的磁感應強度方向與近端導線中電流產生的磁場相同，

方向均為豎直向上，故A正確，C錯誤；

B．根據安培定則和磁場的疊加可知，兩根電線中的電流，在b點的磁感應強度方向豎直向下，故B正確；

D．根據安培定則和磁場的疊加可知，d點的磁感應強度方向豎直向下，故D錯誤。

故選AB。

三：實驗題:本題共2小題，第一小題小題5分，第二小題7分，共12分。

13．請根據題目提示完成下列填空。如下圖所示是探究電磁感應現象的實驗裝置。

（1）如圖所示，用絕緣線將導體AB懸掛在蹄形磁鐵的磁場中，閉合開關后，在下面的實驗探究中，關于電流表

的指針是否偏轉填寫在下面的空格處．

磁體不動，使導體AB左右大幅度擺動．電流表的指針（選填“偏轉”或“不偏轉”）

①導體AB不動，使磁體平行于導體AB上下平移，電流表的指針（選填“偏轉”或“不偏轉”）。

②

（2）如圖所示，各線路連接完好，線圈A在線圈B中，在開關閉合的瞬間，實驗小組發(fā)現電流表的指針向右偏一

下后又迅速回到中間位置，則：保持開關閉合，在把滑動變阻器的滑片向右移動的過程中，會觀測到電流表的指針

（選填“不動”或“向左偏”、“向右偏”）。

【答案】偏轉不偏轉向左偏

【詳解】（1）[1]磁體不動，使導體AB左右運動，導體棒會切割磁感線產生感應電流，則電流表的指針會偏轉；

[2]導體AB不動，使磁體向上或向下運動，并且不切割磁感線，不會產生感應電流；

（2）[3]在開關閉合的瞬間，電流表的指針向右偏一下后，又迅速回到中間位置，保持開關閉合，再把滑動變阻器

的滑片向右移動的過程中，電阻變大，電流減小，則會觀測到電流表的指針向左偏。

14．如圖所示是“用DIS研究通電螺線管的磁感應強度”的實驗裝置。

（1）圖中螺線管應接（選填“低壓直流電源”或“低壓交流電源”），通電后螺線管產生的磁場可視作多個

的組合；

（2）已知當磁傳感器的探管指向與磁感線方向相同時，測量值為正值。圖中磁傳感器測得的磁場值為負值，則通

電螺線管的右端相當于磁鐵的極；

（3）我們也可以利用地磁場來估測磁極遠端的磁感應強度。上海某中學實驗室里，小明同學將羅盤放置在水平桌

面上，待羅盤中的小磁針靜止時，記錄其N極的指向并繪制一條虛線a。再將條形磁鐵放在同一水平桌面上，條形

磁鐵的軸線垂直于虛線a且通過小磁針的轉軸，觀測到小磁針的N極偏離原來的方位轉過角，如圖所示，已知上

海地區(qū)地磁場的磁感應強度水平分量為B0，則條形磁鐵的極指向小磁針，其在小磁針處產生的磁感應強度

大小約為。

【答案】電壓直流電源環(huán)形電流產生的磁場NSBtan

【詳解】（1）[1]螺線管應接低壓直流電源,產生的磁場是穩(wěn)定的，若接低壓交流電源，則產生的磁場是變化的；

[2]螺線管產生的磁場可視作多個環(huán)形電流產生的磁場的組合；

（2）[3]由題可知，當磁傳感器的探管指向與磁感線方向相同時，測量值為正值，電螺線管的左端相當于磁鐵的N

極，當磁傳感器測得的磁場值為負值，則通電螺線管的右端相當于磁鐵的N極。

（3）[4][5]由題可知

條形磁鐵在小磁針處的磁場方向如圖所示，故條形磁鐵的S極指向小磁針，其在小磁針處產生的磁感應強度大小約

為

BB0tan

四：解答題:本題共4小題,第一小題小題6分，第二小題8分，第三小題10分，第四小題12分，共36分。

15．經測量，人體表面輻射本領的最大值落在波長為940μm處，根據電磁輻射的理論得出，物體最強輻射的波長與

物體的絕對溫度的關系近似為Tλm=2.90×10-1mK，由此估算人體表面的溫度和輻射的能量子的值各是多少？(h=

6.63×10-34J·s)

【答案】36℃，2.12×10-22J

【詳解】人體表面的溫度為

2.90101mK1

2.9010℃

T==6K≈309K≈36

m94010

人體輻射的能量子的值為

c8

-34310-22

ε=h=6.63×10×6J=2.12×10J

m94010

16．如圖所示，abcd是邊長L20cm的正方形金屬框，勻強磁場區(qū)域左邊界到bc的距離也為L，右邊界MP與水

平線MN間的夾角45，且M點為cd邊的中點。磁感應強度B0.01T，方向垂直紙面向外。

（1）求圖示位置金屬框的磁通量的大??；

（2）若將金屬框以bc為軸，向紙面外轉動180°，求磁通量的變化量的大小。

【答案】（1）5105Wb；（2）4104Wb

【詳解】（1）圖示位置金屬框的磁通量大小為

2

1L125

BSBBL510Wb

228

（2）若將金屬框以bc為軸，向紙面外轉動180°，金屬框的磁通量為

2

1L7

224

BSBLBL3.510Wb

228

磁通量的變化量大小為

4104Wb

17．如圖所示，正方形金屬框abcd的邊長為l，磁場區(qū)域邊界PM與PN的夾角45，磁感應強度大小為B0，方

向垂直紙面向外，磁場區(qū)域范圍足夠大，P點位于cd的中點，cd與PN在同一條直線上，規(guī)定此時穿過金屬框的磁

通量為正。

(1)此時穿過金屬框的磁通量Φ0為多少？

(2)若將金屬框以bc邊為軸，分別向紙面外轉動90和180，磁通量變化量分別為多少？

(3)以圖示位置為計時起點，線框向右以速度v做勻速直線運動，在b點進入磁場之前，要使線框中不產生感應電流，

求磁感應強度B與時間t之間的關系式。

1

【答案】(1)Bl2

80

1

(2)Bl2，Bl2

800

2

l

(3)BB0

l2vt

【詳解】（1）根據磁通量的定義式BS，其中

2

1ll2

S

228

代入解得此時穿過金屬框的磁通量為

1

Bl2

080

（2）若向紙面外轉動90，則

10

所以磁通量的變化量為

1

Bl2

11080

若向紙面外轉動180，則

7

Bl2

280

所以磁通量的變化量為

2

220B0l

（3）要使線框中不產生感應電流，即線框中的磁通量不發(fā)生變化，則經任意時刻t，線框運動的位移為

xvt

此時穿過金屬框的磁通量

2

11

Blvt

22

且

0

聯立可得磁感應強度B與時間t之間的關系式

2

l

BB0

l2vt

18．在分析和解決物理問題時，有時可以通過合理、恰當的假設，進行分割或填補，使研究對象或研究過程對稱，

從而使復雜問題簡單化。

（1）如圖1所示，一小球從A點水平拋出，它在B點與豎直墻壁發(fā)生一次彈性碰撞后，以同樣大小的速率反彈，

最終落在C點。假設小球沒有被墻壁阻擋，經過B點后會繼續(xù)沿著拋物線運動，直至落在C點，小球由B到C的

運動軌跡與BC′曲線關于豎直墻壁對稱。已知拋出點A離水平地面的高度為h，與墻壁的水平距離為s，落地點距墻

壁的水平距離為2s，重力加速度為g。不計空氣阻力。求小球拋出時的初速度v0。

（2）點電荷q與無限大金屬平板M之間的電場線分布如圖2所示，金屬板M接地，它表面處的電場線均與其表

面垂直。A點在點電荷到金屬板的垂線上，且靠近M板。已知點電荷與金屬板間的距離為d。求A點電場強度的大

小E。

（3）對磁現象的成功解釋最早是由安培提出的。如圖3所示，V形長直導線中通過穩(wěn)恒電流I，圖中角平分線上的

P點距V形頂點的距離為d。按照安培的計算，P點的磁感應強度大小Bktan（式中k為比例系數，且k和已

2

知）。

I

按照現在的電磁理論，無限長直導線通過電流為I時，距直導線為r處的磁感應強度大小B0（其中為已知

2πr0

常數）。圖