高中物理竞赛习题集13(交流和电磁波)
人教版高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选试卷练习(Word版 含答案)
人教版高中物理第十三章电磁感应与电磁波精选试卷练习（Word版含答案）一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是()A．ab向左运动，cd向右运动B．ab向右运动，cd向左运动C．ab、cd都向右运动D．ab、cd保持静止【答案】A【解析】【分析】【详解】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动；A. ab向左运动，cd向右运动，与结果一致，故A正确；B. ab向右运动，cd向左运动，与结果不一致，故B错误；C. ab、cd都向右运动，与结果不一致，故C错误；D. ab、cd保持静止，与结果不一致，故D错误；2．如图所示，三根相互平行的固定长直导线1L、2L和3L垂直纸面如图放置，与坐标原点分别位于边长为a的正方形的四个点上，1L与2L中的电流均为I，方向均垂直于纸面向外，3L中的电流为2I，方向垂直纸面向里（已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度kIBr（其中k为常数）．某时刻有一质子（电量为e）正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O，速度大小为v，则质子此时所受磁场力为( )A．方向垂直纸面向里，大小为23kIve a B ．方向垂直纸面向外，大小为32kIve C ．方向垂直纸面向里，大小为32kIve D ．方向垂直纸面向外，大小为23kIve 【答案】B【解析】【详解】 根据安培定则，作出三根导线分别在O 点的磁场方向，如图：由题意知，L 1在O 点产生的磁感应强度大小为B 1＝ kI a ，L 2在O 点产生的磁感应强度大小为B 2＝ 2a L 3在O 点产生的磁感应强度大小为B 3＝2 kI a，先将B 2正交分解，则沿x 轴负方向的分量为B 2x ＝2a °＝ 2kI a ，同理沿y 轴负方向的分量为B 2y ＝ 2a °＝ 2kI a ，故x 轴方向的合磁感应强度为B x ＝B 1+B 2x ＝3 2kI a，y 轴方向的合磁感应强度为B y ＝B 3−B 2y ＝32kI a ，故最终的合磁感应强度的大小为22322x y kI B B B a ＝＝，方向为tanα＝ y xB B ＝1，则α=45°，如图：故某时刻有一质子（电量为e ）正好沿与x 轴正方向成45°斜向上经过原点O ，由左手定则可知，洛伦兹力的方向为垂直纸面向外，大小为f ＝eBv ＝322kIve a，故B 正确; 故选B ． 【点睛】磁感应强度为矢量，合成时要用平行四边形定则，因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提.3．在直角三角形PQS 中，∠S=30°，O 为PS 的中点，四根长度均为L 的直导线均垂直于纸面并分别固定于P 、Q 、S 、O 点。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷测试卷附答案
高中物理必修第3册第十三章电磁感应与电磁波试卷测试卷附答案一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图甲，一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝，式中r是A点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I的通电圆环，O是圆环的圆心，圆环的半径为R，B是圆环轴线上的一点，OB间的距离是r0，请你猜测B点处的磁感应强度是( )A．22R IBr∝B．()3222IBR r∝+C．()23222R IBR r∝+D．()23222r IBR r∝+【答案】C【解析】因一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝Ir，设比例系数为k，得：B=KIr，其中Ir的单位A/m；22R Ir的单位为A，当r0为零时，O点的磁场强度变为无穷大了，不符合实际，选项A错误．()3222IR r+的单位为A/m3，单位不相符，选项B错误，()23222R IR r+的单位为A/m，单位相符；当r0为零时，也符合实际，选项C正确．()23222r IR r+的单位为A/m，单位相符；但当r0为零时，O点的磁场强度变为零了，不符合实际，选项D错误；故选C．点睛：本题关键是结合量纲和特殊值进行判断，是解决物理问题的常见方法，同时要注意排除法的应用，有时能事半功倍．2．三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O 为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I 1、I 2、I 3表示，方向如图。
现在O 点垂直纸面固定一根通有电流为I 0的直导线，当1230I I I I ===时，O 点处导线受到的安培力大小为F 。
已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则（ ）A ．当102303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为4FB ．当102303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为3FC ．当201303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为3FD ．当301203I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为2F【答案】C【解析】【分析】【详解】根据安培定则画出123I I I 、、在O 点的磁感应强度123B B B 、、的示意图如图所示当1230I I I I ===时，三根导线在O 点产生的磁感应强度大小相等，设为0B ，根据磁场叠加原理可知，此时O 点的磁感应强度为02B B =此时O 点处对应的导线的安培力002F B I L =AB ．由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，当102303I I I I I ===、时，则有103B B =，230B B B ==根据磁场叠加原理可知，此时O 点的磁感应强度为04B B =此时O 点处对应的导线的安培力0042F B I L F '==故AB 错误；C ．当201303I I I I I ===、时，有203B B =，130B B B ==如图所示根据磁场叠加原理可知023B B =此时O 点处对应的导线的安培力00233F B I L F '==故C 正确；D ．当301203I I I I I ===、时，有303B B =，120B B B ==如图所示根据磁场叠加原理可知023B B =此时O 点处对应的导线的安培力00233F B I L F '==故D 错误。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷测试卷(解析版)
高中物理必修第3册第十三章电磁感应与电磁波测试卷测试卷（解析版）一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图甲，一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝，式中r是A点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I的通电圆环，O是圆环的圆心，圆环的半径为R，B是圆环轴线上的一点，OB间的距离是r0，请你猜测B点处的磁感应强度是( )A．22R IBr∝B．()3222IBR r∝+C．()23222R IBR r∝+D．()23222r IBR r∝+【答案】C【解析】因一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝Ir，设比例系数为k，得：B=KIr，其中Ir的单位A/m；22R Ir的单位为A，当r0为零时，O点的磁场强度变为无穷大了，不符合实际，选项A错误．()3222IR r+的单位为A/m3，单位不相符，选项B错误，()23222R IR r+的单位为A/m，单位相符；当r0为零时，也符合实际，选项C正确．()23222r IR r+的单位为A/m，单位相符；但当r0为零时，O点的磁场强度变为零了，不符合实际，选项D错误；故选C．点睛：本题关键是结合量纲和特殊值进行判断，是解决物理问题的常见方法，同时要注意排除法的应用，有时能事半功倍．2．已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式：02IBrμπ=，其中r0是该点到通电直导线的距离，I为电流强度，μ0为比例系数（单位为N/A2）．试推断，一个半径为R的圆环，当通过的电流为I时，其轴线上距圆心O点为r0处的磁感应强度应为（）A．()232222r IR r+B．()32222IRR rμ+C．()232222IRR rμ+D．()20032222r IR rμ+【答案】C【解析】根据，02IBrμπ=,μ0单位为：T•m/A；A、等式右边单位：23m A=A/mm，左边单位为T，不同，故A错误；B、等式右边单位：3(T m/A)m A=T/mm⋅⋅，左边单位为T，不同，故B错误；C、等式右边单位：23(T m/A)m A=Tm⋅⋅，左边单位为T，相同，故C正确；D、等式右边单位23(T m/A)m A=Tm⋅⋅，左边单位为T，相同，但当r0=0时B=0，显然不合实际，故D错误；故选C.【点睛】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断，即先根据单位判断，再结合r0取最小值进行分析.结合量纲和特殊值进行判断是解决物理问题的常见方法.3．如图所示为六根与水平面平行的导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个角，导线所通电流方向已在图中标出。
全国高中物理竞赛专题十三 电磁感应训练题解答
1、 如图所示为一椭圆形轨道，其方程为()222210x y a b a b+=>>，在中心处有一圆形区域，圆心在O 点，半径为()r b <，圆形区域中有一均匀磁场1B ，方向垂直纸面向里，1B 以1B t k ∆∆=的速率增大，在圆外区域中另有一匀强磁场2B ，方向与1B 相同，在初始时，A 点有一带正电q 的质量为m 的粒子，粒子只能在轨道上运动，把粒子由静止释放，若要其通过C 点时对轨道无作用力，求2B 的大小。
解：由于r b a <<，故轨道上距O 为R 的某处，涡旋电场强度为22122B r kr E R t R∆==∆方向垂直于R 且沿逆时针方向，故q 逆时针运动。
q 相对O 转过θ∆角时，1B 对其做功为22kr W F x Eq x q R Rθ∆=∆=∆=∆而2B 产生的洛伦兹力及轨道支持力不做功，故q 对O 转过θ角后，其动能为22122k kr Emv W q θ==∆=∑q 的速度大小为v =q 过C 时，()320,1,2,2n n θππ=+=C 处轨道不受力的条件为22mv qvB ρ=其中ρ为C 处的曲率半径，可以证明：2a b ρ=（证明略）将v 和θ的表达式代入上式可得)20,1,2,B n ==2、 两根长度相等，材料相同，电阻分别为R 和2R 的细导线，两者相接而围成一半径为a 的圆环，P Q 、为其两个接点，如图所示，在圆环所围成的区域内，存在垂直于图面、指向纸内的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间增大的变化率为恒定值b 。
已知圆环中感应电动势是均匀分布的，设M N 、为圆环上的两点，M N 、间的圆弧为半圆弧的一半，试求这两点间的电压()M N U U -。
解：根据法拉第定律，整个圆环中的感应电动势的大小2E r b tπ∆Φ==∆ （1） 按楞次定律判断其电流方向是逆时针的，电流大小为 23E EI R R R==+ （2） 按题意，E 被均匀分布在整个圆环上，即MN 的电动势为4E ，NQPM 的电动势为34E ，现考虑NQPM ，在这段电路上由于欧姆电阻所产生电势降落为()22I R R +，故3242M N R U U E R I ⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭ （3） 由（1）、（2）、（3）式可得2112M N U U r b π-=-（4） 当然，也可采用另一条路径（MTN 圆弧）求电势差()211424321212N M M N E R E E R U U I E r b U U R π-=-=-===-- 与（4）式相符。
人教版高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选试卷真题汇编[解析版]
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人教版高中物理第十三章电磁感应与电磁波精选试卷真题汇编[解析版]一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是()A．ab向左运动，cd向右运动B．ab向右运动，cd向左运动C．ab、cd都向右运动D．ab、cd保持静止【答案】A【解析】【分析】【详解】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动；A. ab向左运动，cd向右运动，与结果一致，故A正确；B. ab向右运动，cd向左运动，与结果不一致，故B错误；C. ab、cd都向右运动，与结果不一致，故C错误；D. ab、cd保持静止，与结果不一致，故D错误；2．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（）A．0 B．0.5B C．B D．2 B【答案】A【解析】试题分析：乙为双绕线圈，两股导线产生的磁场相互抵消，管内磁感应强度为零，故A正确．考点：磁场的叠加名师点睛：本题比较简单，考查了通电螺线管周围的磁场，弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解答本题．3．如图为两组同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示的I1方向的电流，则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是( )A．I2顺时针方向，F沿半径指向圆心B．I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外C．I2逆时针方向，F沿半径指向圆心D．I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外【答案】D【解析】【详解】如图内线圈的电流方向为顺时针方向，由安培定则分析得知，外线圈中磁通量方向向里，当I1增大时，穿过外线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针，外线圈所在处磁场方向向外。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷测试题(Word版 含解析)
高中物理必修第3册第十三章电磁感应与电磁波试卷测试题（Word版含解析）一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是()A．ab向左运动，cd向右运动B．ab向右运动，cd向左运动C．ab、cd都向右运动D．ab、cd保持静止【答案】A【解析】【分析】【详解】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动；A. ab向左运动，cd向右运动，与结果一致，故A正确；B. ab向右运动，cd向左运动，与结果不一致，故B错误；C. ab、cd都向右运动，与结果不一致，故C错误；D. ab、cd保持静止，与结果不一致，故D错误；2．如图所示为水平放置的两根等高固定长直导线的截面图，O点是两导线间距离的中点，a、b是过O点的竖直线上与O点距离相等的两点，两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流．下列说法正确的是( )A．两导线之间存在相互吸引的安培力B．O点的磁感应强度为零C．O点的磁感应强度方向竖直向下D．a、b两点的磁感应强度大小相等、方向相反【答案】C【解析】【分析】【详解】由图可知，两处电流的方向相反，所以它们之间存在相互排斥的作用力．故A错误．由安培定则可知，左侧的电流在O处产生的磁场方向竖直向下，右侧的电流在O处产生的磁场方向竖直向下，方向相同，所以合磁场的方向向下．故B错误，C正确．结合安培定则，分别作出两处电流在a、b两点的磁场方向如图，可知a、b两点的磁感应强度方向相同．故D错误．故选C.3．如图所示，三根完全相同的通电直导线a、b、c平行固定，三根导线截面的连线构成一等边三角形，O点为三角形的中心，整个空间有磁感应强度大小为B、方向平行于等边三角形所在平面且垂直bc边指向a的匀强磁场。
高中物理竞赛(电磁学)电磁场和电磁波(含真题练习)麦克斯韦方程组(共13张ppt)
l
l
根据位移电流的定义
P
O
O
R
l
Id
de
dt
dDS
dt
0
dE R2
dt
0R
l
2
U
0
cos
t
另解
dQ dCU dU
Id dt
dt
C dt
平性板电容器的电容 C 0R2
l
代入,可得同样结果.
(2)由位移电流密度的定义
Jd
D t
0
E t
0 U 0U0 cost
l t l
或者 Jd Id R2
2020高中物理学奥林匹克竞赛
电磁学篇[基础版] （含往年物理竞赛真题练习）
三、麦克斯韦方程组
麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁场的高斯定
理也适用于一般电磁场.所以,可以将电磁场的基本规
律写成麦克斯韦方程组(积分形式):
SD
dS
V
dV
LE
dl
S
B t
dS
SB dS 0
LH
dl
(3)因为电容器内 I=0,且磁场分布应具有轴对称性,
由全电流定律得 P
rR
L1 H1 dl S Jd dS Jdr 2
O
O
R
H1 2r
0U0
l
r
2
cost
l
H1
0U0
2l
cost
r
B1
0H1
U 0
2lc2
cost
r
rR
L2 H 2 dl Id JdR2
P
O
O
R
S
高三高考高中物理题目库交流电和电磁波word精品文档13页
交流电和电磁波1、如图，闭合导线框abcd 中产生感应电流的下列说法中正确的是（ ） A 、只要它在磁场中作切割磁感线的运动，线框中就产生感应电流B 、只要它处于变化的磁场中，线框中就产生感应电流C 、它以任何一条边为轴，在磁场中旋转，线框中就产生感应电流D 、它以OO '为轴在磁场中旋转，当穿过线框的磁通量为0时，线框中有感应电流。
2、（95全国）图6表示一交流电的电流随时间而变化的图像.此交流电流的有效值是（ ）A.5安B.5安C.3.5安D.3.5安3、（03全国）如图，正弦交流电经过整流器后，电流波形正好去掉了半周.这种单向电流的有效值为（ ）A 、2 AB 、2 AC 、22 AD 、1 A 4、(04 江苏)内阻不计的交流发电机产生电动势e = 10sin50πt V ，接有负载电阻R =10 Ω，现在把发电机的转速增加一倍，则（ ）A 、负载两端电压的有效值将变为28.2V 。
B 、交流电的频率将变为100Hz 。
C 、负载消耗的功率将变为20W 。
D 、负载消耗的功率将变为40W 。
5、（04年潍坊）矩形线圈的面积为S ，匝数为n ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω匀速转动。
当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时（ ）A ．线圈中的电动势为0B ．线圈中的电动势为ωnBSC ．穿过线圈的磁通量为0D ．线圈不受安培力作用6、（04黄冈）图中呈柱面的磁极N 、S 位于两极间的圆柱形铁心O 的两测， 使隙缝中的磁感应线沿圆柱的半径分布，磁感应强度的方向如图中的箭头所示，大小处处都是B 。
一边长为L 的正方形平面线框abcd ，其中ab 、cd 两边与铁心的轴线oo ’平行，bc 、da 两边与铁心的轴线oo ’垂直，如图所示，线框以恒定的角速度ω绕oo ’逆时针旋转，当t=0时，线框平面位于水平位置，则不同时刻线框中的感应电动势E 的大小为（ ）A 、当ωπωB L E t 2224==时， B 、当ωπωB L E t 24==时，C 、当ωπωB L E t 22==时， D 、当02==E t 时，πω7、(04扬州)如图甲所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO ˊ与磁场边界重合．线圈按图示方向匀速转动（ab 向纸外，cd 向纸内）．若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a →b →c →d →a 为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是下图乙中的哪一个( )8、一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t A 、t 1和t 3穿过的线圈的磁通量为零B 、t 1和t 3时刻线圈的磁通量变化率为零C 、图示交流电是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的D 、每当感应电动势e 变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大 9、如图，矩形线圈面积为S ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO /轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R ，在线圈由图示位置转过90O 的过程中，下列说法正确的是（ ）A 、磁通量的变化量△Φ＝NBSB 、平均感应电动势E ＝2NBS ω/πC 、电阻R 产生的焦耳热Q ＝（NBS ω）2/2RD 、电阻R 产生的焦耳热Q ＝（NBS ）2ωR π/4（R ＋r ）2 10、关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是（ ）A ．任何形式的交流电电压的有效值都是U ＝U m /2的关系B ．只有正余弦交流电才具有U ＝U m /2的关系C ．照明电压220V ，动力电压380V 指的都是有效值D ．交流电压表和电流表测量的是交流电的最大值11、一只电饭煲和一台洗衣机同时并入u=311sin314tV 的交流电源上，均正常工作，用电流表分别测得电饭煲的电流是5A ；洗衣机的电流是0．5A ，下列说法正确的是（ ）A 、电饭煲的电阻是44Ω，洗衣机电动机线圈电阻是440ΩB 、电饭煲消耗的功率为1555W ，洗衣机电动机消耗的功率为155．5WC 、1分钟内电饭煲消耗的电能为6．6×104J ，洗衣机电动机消耗的电能为6．6×103JD 、电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍12、超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电。
高三物理专题练习—交变电流、电磁波
高三物理专题练习—交变电流、电磁波题组一一、选择题1．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知 （ BD ）A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin(25t)VB ．该交流电的频率为25 HzC ．该交流电的电压的有效值为141.4VD ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率时50 W2．阻值为l0 的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下说法中正确的是( BC ) A ．电压的有效值为l0V B ．通过电阻的电流有效值为A C ．电阻消耗电功率为5W D ．电阻每秒种产生的热量为10J3．某理想变压器的原、副线圈按如图所示电路连接,图中电表均为理想交流电表,且R 1=R 2,电键S 原来闭合。
现将S 断开,则电压表的示数U 、电流表的示数I 、电阻R 1上的功率P 1、变压器原线圈的输入功率P 的变化情况分别是 （ A ）A ．U 增大B ．I 增大C ．P 1减小D ．P 增大4．如图所示,在AB 间接入正弦交流电U 1=220V,通过理想变压器和二极管D 1、D 2给阻值R =20Ω的纯电阻负载供电,已知D 1、D 2为相同的理想二极管,正向电阻为0,反向电阻无穷大,变压器原线圈n 1=110匝,副线圈n 2=20匝,Q 为副线圈正中央抽头,为保证安全,二极管的反向耐压值至少为U 0,设电阻R 上消耗的热功率为P ,则有( C )A ．U 0=402V,P =80WB ．U 0=40V,P =80WC ．U 0=402V,P =20 WD ．U 0=40V,P =20 W5. 对于理想变压器,下列说法中正确的是 （ AC ） A ．原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大123456 0100 u /Vt /10－2 sAVn 1 R 1 n 22SAn 1n 2Q D 1D 2RB ．原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流减少而增大C ．原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D ．当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零 6. 下列说法中正确的是A . 拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度B ．如果质点所受总是指向平衡位置的合外力,质点的运动就是简谐运动C ．静止在地面上的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆,观察到的长度比杆静止时长D ．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在E ．由光子说可知,光子的能量是与频率成正比的,这说明了光的波动性与光的粒子性是统一的F ．横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 答案：AE7．关于电磁场和电磁波,下列说法中不正确的是（ A ）A.变化的电场周围产生变化的磁场,变化的磁场周围产生变化的电场,两者相互联系,统称为电磁场B.电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波C.电磁波是一种物质,可在真空中传播。
高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷达标训练题(Word版 含答案)
高中物理第十三章电磁感应与电磁波精选测试卷达标训练题（Word版含答案）一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，右图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为（）A．0 B．B C．2B D．B【答案】C【解析】分析：三角形中心O点到三根导线的距离相等．根据安培定则判断三根导线在O点产生的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则进行合成，求出三根导线同时存在时的磁感应强度大小．解答：解：根据安培定则判断得知：三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B方向水平向左，大小为B；下面左边导线产生的B方向斜向左上方，与水平成60°角，下面右边导线产生的B方向斜向右上方，与水平成60°角，则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为B，方向水平向左，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向水平向左．故选C点评：本题首先运用安培定则判断B的方向，其次要利用平行四边形定则进行合成，同时要利用好几何关系．2．如图甲，一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝，式中r 是A点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I的通电圆环，O是圆环的圆心，圆环的半径为R，B是圆环轴线上的一点，OB间的距离是r0，请你猜测B点处的磁感应强度是( )A．22R IBrB ．()32220I B R r ∝+C ．()232220R IB R r∝+D ．()2032220r I B R r ∝+【答案】C【解析】因一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝ Ir，设比例系数为k ，得：B=K I r ，其中 I r的单位A/m ；220R I r 的单位为A ，当r 0为零时，O 点的磁场强度变为无穷大了，不符合实际，选项A 错误．()32220IR r + 的单位为A/m 3，单位不相符，选项B 错误，()232220R IRr +的单位为A/m ，单位相符；当r 0为零时，也符合实际，选项C 正确．()2032220r I R r + 的单位为A/m ，单位相符；但当r 0为零时，O 点的磁场强度变为零了，不符合实际，选项D 错误；故选C ．点睛：本题关键是结合量纲和特殊值进行判断，是解决物理问题的常见方法，同时要注意排除法的应用，有时能事半功倍．3．当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】C【解析】【分析】【详解】A、通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误；B、如图所示，根据右手螺旋定则，磁场的方向逆时针（从上向下看），因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误；C、环形导线的电流方向如图所示，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确；D、根据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向，由右向左，则小磁针的静止时北极指向左，故D错误；4．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。
高中物理精题百萃、灵犀一指：13交变电流电磁波 含解析 精品
一、选择题1．．图（a ）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1，R T 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R 1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。
原线圈所接电压u 随时间t 按正弦规律变化，如图（b ）所示。
下列说法正确的是（ ）A ．变压器输入、输出功率之比为4:1B ．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1:4C ．u 随t 变化的规律为51sin(50π)u t =（国际单位制）D ．若热敏电阻R T 的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大2．.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只饶有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。
通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。
在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（）（A）U2>U1，U2降低（B）U2>U1，U2升高（C）U2<U1，U2降低（D）U2<U1，U2升高3.图甲为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在u=156sin120πt V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则此时交流电压表的读数是A.156VB.110VC.78VD.55V4.交变电源的电压是6V，它跟电阻R1、R2及电容器C、电压表V一起连接组成的电路如图所示，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值应是U2，则A.U2=6错误！未找到引用源。
VB.U2=6VC.U2≥6VD.U2≥6错误！未找到引用源。
V5．【2017·河北定州中学高二上期周练】低频电涡流传感器可用来测量自动化生产线上金属板的厚度．如图，在线圈L1中通以低频交流电，它周围会产生交变磁场，其正下方有一个与电表连接的线圈L2，金属板置于L1、L2之间．当线圈L1产生的变化磁场透过金属板，L2中会产生感应电流．由于金属板厚度不同，吸收电磁能量强弱不同，导致L2中感应电流的强弱不同，则（）A.金属板吸收电磁能量，是由于穿过金属板的磁场发生变化，板中产生涡流B.金属板越厚，涡流越弱C.L2中产生的是直流电D.L2中产生的是与L1中同频率的交流电6．【2016·甘肃会宁一中高二下期期中】某交变电流的图象如图所示，则该交变电流的有效值为( )A．2 2 A B．4 A C．3.5 2 A D．6 A7.如图所示，把电阻、电感器、电容器并联接到一交流电源上，三个电流表的示数相同，若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是A.I1=I2=I3B.I 1>I 2>I 3C.I 2>I 1>I 3D.I 3>I 1>I 28.在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数之比为n 1:n 2=2:1，在不接负载的情况下 A.当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为110V B.当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为55V C.当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为220V D.当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为110V9．【2016·四川绵阳南山中学高二4月月考】如图所示，矩形线圈面积为S ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO ′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R ，当线圈由图示位置转过60°的过程中，下列判断正确的是( )A ．电压表的读数为NBS ωR2(R ＋r )B ．电阻R 所产生的焦耳热为Q ＝N 2B 2S 2ωR π4(R ＋r )2C ．当线圈由图示位置转过60°时的电流为NBS ω2(R ＋r )D ．通过电阻R 的电荷量为q ＝NBS2(R ＋r)10.如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n ，原线圈接正弦交流电压U ，输出端接有一个交流电流表和一个电动机，电动机线圈电阻为R ，当输入端接通电源后，电流表读数为I ，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是 A.电动机两端电压为IR B.电动机消耗的功率为I 2R C.原线圈中的电流为nID.变压器的输入功率为错误！未找到引用源。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷复习练习(Word版 含答案)
高中物理必修第3册第十三章电磁感应与电磁波测试卷复习练习(Word版含答案)一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，右图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为（）A．0 B．B C．2B D．B【答案】C【解析】分析：三角形中心O点到三根导线的距离相等．根据安培定则判断三根导线在O点产生的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则进行合成，求出三根导线同时存在时的磁感应强度大小．解答：解：根据安培定则判断得知：三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B方向水平向左，大小为B；下面左边导线产生的B 方向斜向左上方，与水平成60°角，下面右边导线产生的B方向斜向右上方，与水平成60°角，则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为B，方向水平向左，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向水平向左．故选C点评：本题首先运用安培定则判断B的方向，其次要利用平行四边形定则进行合成，同时要利用好几何关系．2．如图甲，一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝，式中r 是A点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I的通电圆环，O是圆环的圆心，圆环的半径为R，B是圆环轴线上的一点，OB间的距离是r0，请你猜测B点处的磁感应强度是( )A．22R IBrB ．()32220I B R r ∝+C ．()232220R IB R r∝+D ．()2032220r I B R r ∝+【答案】C【解析】因一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝ Ir，设比例系数为k ，得：B=K I r ，其中 I r的单位A/m ；220R I r 的单位为A ，当r 0为零时，O 点的磁场强度变为无穷大了，不符合实际，选项A 错误．()32220IR r + 的单位为A/m 3，单位不相符，选项B 错误，()232220R IRr +的单位为A/m ，单位相符；当r 0为零时，也符合实际，选项C 正确．()2032220r I R r + 的单位为A/m ，单位相符；但当r 0为零时，O 点的磁场强度变为零了，不符合实际，选项D 错误；故选C ．点睛：本题关键是结合量纲和特殊值进行判断，是解决物理问题的常见方法，同时要注意排除法的应用，有时能事半功倍．3．当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】C【解析】【分析】【详解】A、通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误；B、如图所示，根据右手螺旋定则，磁场的方向逆时针（从上向下看），因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误；C、环形导线的电流方向如图所示，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确；D、根据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向，由右向左，则小磁针的静止时北极指向左，故D错误；4．如图所示，三根完全相同的通电直导线a、b、c平行固定，三根导线截面的连线构成一等边三角形，O点为三角形的中心，整个空间有磁感应强度大小为B、方向平行于等边三角形所在平面且垂直bc边指向a的匀强磁场。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷(Word版 含解析)
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷（Word 版 含解析）一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O 为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I 1、I 2、I 3表示，方向如图。
现在O 点垂直纸面固定一根通有电流为I 0的直导线，当1230I I I I ===时，O 点处导线受到的安培力大小为F 。
已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则（ ）A ．当102303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为4FB ．当102303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为3FC ．当201303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为3FD ．当301203I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为2F【答案】C【解析】【分析】【详解】根据安培定则画出123I I I 、、在O 点的磁感应强度123B B B 、、的示意图如图所示当1230I I I I ===时，三根导线在O 点产生的磁感应强度大小相等，设为0B ，根据磁场叠加原理可知，此时O 点的磁感应强度为02B B =此时O 点处对应的导线的安培力002F B I L =AB ．由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，当102303I I I I I ===、时，则有103B B =，230B B B ==根据磁场叠加原理可知，此时O 点的磁感应强度为04B B =此时O 点处对应的导线的安培力 0042F B I L F '==故AB 错误；C ．当201303I I I I I ===、时，有203B B =，130B B B ==如图所示根据磁场叠加原理可知023B B =此时O 点处对应的导线的安培力00233F B I L F '==故C 正确；D ．当301203I I I I I ===、时，有303B B =，120B B B ==如图所示根据磁场叠加原理可知023B B =此时O 点处对应的导线的安培力00233F B I L F '==故D 错误。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷达标训练题(Word版 含答案)
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷达标训练题（Word 版 含答案）一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图为两形状完全相同的金属环A 、B 平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O l 、O 2的连线为一条水平线，其中M 、N 、P 为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO l =O 1N=NO 2 =O 2P ．当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M 点的磁感应强度大小为B 1、N 点的磁感应强度大小为B 2，如果将右侧的金属环B 取走，P 点的磁感应强度大小应为A ．21B B -B ．212B B -C ．122B B -D ．13B 【答案】B【解析】 对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在轴线上的磁场方向均是向左，故P 点的磁场方向也是向左的.设1122MO O N NO O P l ====，设单个环形电流在距离中点l 位置的磁感应强度为1l B ，在距离中点3l 位置的磁感应强度为3l B ，故M 点磁感应强度113l l B B B =+，N 点磁感应强度211l l B B B =+，当拿走金属环B 后，P 点磁感应强度2312P l B B B B ==-，B 正确；故选B. 【点睛】本题研究矢量的叠加合成(力的合成，加速度，速度，位移，电场强度，磁感应强度等)，满足平行四边形定则；掌握特殊的方法（对称法、微元法、补偿法等）．2．三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，右图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I ，每根直导线单独存在时，在三角形中心O 点产生的磁感应强度大小都是B ，则三根导线同时存在时O 点的磁感应强度大小为（ ）A ．0B ．BC ．2BD ．B【答案】C【解析】 分析：三角形中心O 点到三根导线的距离相等．根据安培定则判断三根导线在O 点产生的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则进行合成，求出三根导线同时存在时的磁感应强度大小．解答：解：根据安培定则判断得知：三根导线在O 点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B 方向水平向左，大小为B ； 下面左边导线产生的B 方向斜向左上方，与水平成60°角，下面右边导线产生的B 方向斜向右上方，与水平成60°角，则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为B ，方向水平向左，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B ，方向水平向左．故选C点评：本题首先运用安培定则判断B 的方向，其次要利用平行四边形定则进行合成，同时要利用好几何关系．3．在直角三角形PQS 中，∠S=30°，O 为PS 的中点，四根长度均为L 的直导线均垂直于纸面并分别固定于P 、Q 、S 、O 点。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷检测题(Word版 含答案)
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷检测题（Word 版 含答案）一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图甲，一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B∝，式中r 是A 点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I 的通电圆环，O 是圆环的圆心，圆环的半径为R ，B 是圆环轴线上的一点，OB 间的距离是r 0，请你猜测B 点处的磁感应强度是( )A ．220R IB r ∝B ．()32220IB Rr∝+C ．()232220R IB Rr ∝+D ．()2032220r IB Rr∝+【答案】C 【解析】因一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝ I r，设比例系数为k ，得：B=K I r ，其中 Ir的单位A/m ；220R I r 的单位为A ，当r 0为零时，O 点的磁场强度变为无穷大了，不符合实际，选项A 错误．()32220IRr+ 的单位为A/m 3，单位不相符，选项B 错误，()232220R IRr+的单位为A/m ，单位相符；当r 0为零时，也符合实际，选项C 正确．()2032220r IRr+ 的单位为A/m ，单位相符；但当r 0为零时，O 点的磁场强度变为零了，不符合实际，选项D 错误；故选C ．点睛：本题关键是结合量纲和特殊值进行判断，是解决物理问题的常见方法，同时要注意排除法的应用，有时能事半功倍．2．如图为两组同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示的I1方向的电流，则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是( )A．I2顺时针方向，F沿半径指向圆心B．I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外C．I2逆时针方向，F沿半径指向圆心D．I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外【答案】D【解析】【详解】如图内线圈的电流方向为顺时针方向，由安培定则分析得知，外线圈中磁通量方向向里，当I1增大时，穿过外线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针，外线圈所在处磁场方向向外。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷真题汇编[解析版]
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高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷真题汇编[解析版]一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图为两形状完全相同的金属环A 、B 平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O l 、O 2的连线为一条水平线，其中M 、N 、P 为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO l =O 1N=NO 2 =O 2P ．当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M 点的磁感应强度大小为B 1、N 点的磁感应强度大小为B 2，如果将右侧的金属环B 取走，P 点的磁感应强度大小应为A ．21B B -B ．212B B -C ．122B B -D ．13B 【答案】B【解析】 对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在轴线上的磁场方向均是向左，故P 点的磁场方向也是向左的.设1122MO O N NO O P l ====，设单个环形电流在距离中点l 位置的磁感应强度为1l B ，在距离中点3l 位置的磁感应强度为3l B ，故M 点磁感应强度113l l B B B =+，N 点磁感应强度211l l B B B =+，当拿走金属环B 后，P 点磁感应强度2312P l B B B B ==-，B 正确；故选B. 【点睛】本题研究矢量的叠加合成(力的合成，加速度，速度，位移，电场强度，磁感应强度等)，满足平行四边形定则；掌握特殊的方法（对称法、微元法、补偿法等）．2．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a ）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I 的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B ，若将另一根长导线对折后绕成如图（b ）所示的螺线管，并通以电流强度也为I 的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）A ．0B ．0.5BC ．BD ．2 B【答案】A【解析】试题分析：乙为双绕线圈，两股导线产生的磁场相互抵消，管内磁感应强度为零，故A 正确．考点：磁场的叠加名师点睛：本题比较简单，考查了通电螺线管周围的磁场，弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解答本题．3．三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，右图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I ，每根直导线单独存在时，在三角形中心O 点产生的磁感应强度大小都是B ，则三根导线同时存在时O 点的磁感应强度大小为（ ）A ．0B ．BC ．2BD ．B【答案】C【解析】 分析：三角形中心O 点到三根导线的距离相等．根据安培定则判断三根导线在O 点产生的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则进行合成，求出三根导线同时存在时的磁感应强度大小．解答：解：根据安培定则判断得知：三根导线在O 点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B 方向水平向左，大小为B ；下面左边导线产生的B 方向斜向左上方，与水平成60°角，下面右边导线产生的B 方向斜向右上方，与水平成60°角，则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为B ，方向水平向左，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B ，方向水平向左．故选C点评：本题首先运用安培定则判断B 的方向，其次要利用平行四边形定则进行合成，同时要利用好几何关系．4．三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O 为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I 1、I 2、I 3表示，方向如图。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷测试卷附答案
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷测试卷附答案一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，右图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I ，每根直导线单独存在时，在三角形中心O 点产生的磁感应强度大小都是B ，则三根导线同时存在时O 点的磁感应强度大小为（ ）A ．0B ．BC ．2BD ．B【答案】C【解析】 分析：三角形中心O 点到三根导线的距离相等．根据安培定则判断三根导线在O 点产生的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则进行合成，求出三根导线同时存在时的磁感应强度大小．解答：解：根据安培定则判断得知：三根导线在O 点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B 方向水平向左，大小为B ；下面左边导线产生的B 方向斜向左上方，与水平成60°角，下面右边导线产生的B 方向斜向右上方，与水平成60°角，则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为B ，方向水平向左，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B ，方向水平向左．故选C点评：本题首先运用安培定则判断B 的方向，其次要利用平行四边形定则进行合成，同时要利用好几何关系．2．三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O 为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I 1、I 2、I 3表示，方向如图。
现在O 点垂直纸面固定一根通有电流为I 0的直导线，当1230I I I I ===时，O 点处导线受到的安培力大小为F 。
已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则（ ）A ．当102303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为4FB ．当102303I I I I I ===、时，O 3FC ．当201303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为3FD ．当301203I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为2F【答案】C【解析】【分析】【详解】根据安培定则画出123I I I 、、在O 点的磁感应强度123B B B 、、的示意图如图所示当1230I I I I ===时，三根导线在O 点产生的磁感应强度大小相等，设为0B ，根据磁场叠加原理可知，此时O 点的磁感应强度为02B B =此时O 点处对应的导线的安培力002F B I L =AB ．由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，当102303I I I I I ===、时，则有103B B =，230B B B ==根据磁场叠加原理可知，此时O 点的磁感应强度为04B B =此时O 点处对应的导线的安培力0042F B I L F '==故AB 错误；C ．当201303I I I I I ===、时，有203B B =，130B B B ==如图所示根据磁场叠加原理可知023B B =此时O 点处对应的导线的安培力00233F B I L F '==故C 正确；D ．当301203I I I I I ===、时，有303B B =，120B B B ==如图所示根据磁场叠加原理可知023B B =此时O 点处对应的导线的安培力00233F B I L F '==故D 错误。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷训练(Word版 含解析)
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷训练（Word 版 含解析）一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如图甲，一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B∝，式中r 是A 点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I 的通电圆环，O 是圆环的圆心，圆环的半径为R ，B 是圆环轴线上的一点，OB 间的距离是r 0，请你猜测B 点处的磁感应强度是( )A ．220R IB r ∝B ．()32220IB Rr∝+C ．()232220R IB Rr ∝+D ．()2032220r IB Rr∝+【答案】C 【解析】因一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝ I r，设比例系数为k ，得：B=K I r ，其中 Ir的单位A/m ；220R I r 的单位为A ，当r 0为零时，O 点的磁场强度变为无穷大了，不符合实际，选项A 错误．()32220IRr+ 的单位为A/m 3，单位不相符，选项B 错误，()232220R IRr+的单位为A/m ，单位相符；当r 0为零时，也符合实际，选项C 正确．()2032220r IRr+ 的单位为A/m ，单位相符；但当r 0为零时，O 点的磁场强度变为零了，不符合实际，选项D 错误；故选C ．点睛：本题关键是结合量纲和特殊值进行判断，是解决物理问题的常见方法，同时要注意排除法的应用，有时能事半功倍．2．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是（）A．将电键突然断开的瞬间B．线圈中通以恒定的电流C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动【答案】B【解析】【详解】A.将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过铜环a的磁通量减小，产生感应电流，故A不符合题意；B.线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环a的磁通量不变，没有感应电流产生，故B符合题意；C.通电时，使变阻器的滑片P作加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环a磁通量变化，产生感应电流，故C不符合题意；D.通电时，使变阻器的滑片P作匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，回路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过铜环a磁通量增大，产生感应电流，故D不符合题意；3．如图所示，把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置，它们的圆心位于一个共同点O 上，当通以相同大小的电流时，O点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比是()A．1∶1 B2∶1 C．12D．2∶1【答案】B【解析】【详解】根据安培定则可知，竖直方向的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为B，水平方向的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向竖直向上，大小为B ，两者相互垂直，圆心O 处的磁感强度的大小是2O B B =，一个线圈单独产生的磁感应强度大小为B ，则O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比2:1，故B 正确，A 、C 、D 错误；故选B ． 【点睛】该题是关于磁场的叠加问题，首先运用安培定则每个圆环在圆心O 处产生的磁感应强度的方向，利用平行四边形定则进行矢量合成，即求出O 处的磁感应强度大小．4．如图，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP =90︒。
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U2 484 P
2
U t （1）式表示的电压图线 a 表示，设电压的瞬时功率为 P（t） ，则 P t （3） R
对于图 a 所示的方形波，灯泡消耗的功率与 220V 直流电消耗的功率完全相等，故平均 功率 P P t 100W
（2）由（2）式所表示的图线如图 b 所示，设瞬时功率为 P t ，由（3）式知 P t 与 的变化关系如图 c 所示同，故其平均功率为 P
例题：氖灯接入频率 f=50Hz，电压的有效值 U 有效 120V 的正弦交流电路中共 10min， 若氖灯点燃和熄灭时的电压 u燃 u熄 120V ，试求氖灯亮T T T 2T 2 (1 ) 4 4 8 2
u U sin t U sin 2 ft U有效 2 sin(2 ft ) 120 2 sin(2 ft )
k 1
220V ，其中 k 1, 2,3…且 k 1 t0 ≤ t kt0 （1）
（2） U t t k 1 t0 220V ，其中 k 1, 2,3…且 k 1 t0 ≤ t kt0 （2） 分别求出在这两种电压下灯泡所消耗的功率，设灯炮丝电阻随温度变化不明显。 解：灯泡的电阻为 R
例题：如图所示的电路中，直流电源的电动势为 5V，正弦交流电源电动势为 3V，电源 内阻均不计，二极管为理想二极管，则电阻 R 上的电压有效值为多少？ 解：电源的总电压 E E1 E2 5 3 2 sin t 0 可见二极管总是导通的
i
5 3 2 sin t R
T T 1 U2 T i 2 Rdt (25 30 2 sin t 18sin 2 t )dt 0 0 R R 2 U 1 T (25 9)T R R U 34V
电压的最大值分别为 U1 及 U2，则
C1C2 2 U2 C1U C1 C2 2 2
2 1
由此可求得
U 2 U1 1
C1 C2
因为 S 是在 C1 上的电压为零的时刻打开和关闭的，故 L 上电压随时间变化的图线如图 所示。 例题：两个电容均为 C 的完全相同的电容器 A 和 B，与一个电感为 L 的线圈如图相连。 在开始的时候，开关 K 断开，电容器 A 充电至电压为 U。电容器 B 和线圈上的电荷为零。 求：接通开关以后，在线圈中通过的电流强度的最大值。 解：开关 K 接通前，电容器 A 上带电量 Q=CU，A 对 B 充电结束的 时刻，每个电容器上分得的电量应相等，设为 O ，则 O
Q ，则电 2
1 Q2 1 容器贮有的电能为 W 2 CU 2 2 C 4
当两个电容器完全放电，它们贮存的电能完全转变为线圈中的磁 场能，此时线圈中的电流为最大，设为 I m a x ，根据能 量守恒有
1 2 1 LI max CU 2 ，即 2 4
Ima x U
C 。 2L
若图中的二极管反向连接，则二极管总是截止的，R 上无电流通过，其电压的有效值为 o。 若直流电源的电动势为 10V，而交流电源的电动势为 10V，那么二极管有 3T/4 在导通， 有 T/4 在截止。
T /4 T /8 U2 T 2 i 2 Rdt 2 i 2 Rdt 0 0 R T /4 1 T /8 1 2 (10 10 2 sin t ) 2 dt 2 (10 10 2 sin t ) 2 dt 0 0 R R
当 t T / 8 时 , u 120 2 sin
4
120V U 燃 U 熄 可见在一个周期内有一半时间点
燃,有一半时间熄灭。所以,10 min 内氖灯亮的时间是 5min . 例题：一个普通的 220V、100W 的灯泡加上电压 U，U 其随时间 t 的变化关系分别如下 式表示： （1） U t 1
第十四章
交流电与电磁波
例题： 两同频率的交流电流， 其电流的峰值分别是 3A 和 4A， 初相位分别是 30°和 120°， 频率都是 50HZ。求这两个电流的和的峰值、角频率、初相位。 解：这两个交流电的表达式为
i1 3cos(100 t 30) i2 4cos(100 t 120) 则二者之和 i i1 i2 3cos(100
1 100W 50W 2
例题：如图所示，在电路中，当电容器 C1 上电压为零的各时刻，开关 S 交替闭合、断 开，画出电感线圈 L 上的电压随时间持续变化的图线，忽略电感线圈及导线中的电阻。
解：若 S 合上，则 C2 的两极板被短路，这是 L 与 C1 产生电磁谐振的电路，其频率和周 期分别为 f1
U 2T 200
T /4
0
(1 2 2 sin t 2sin 2 t )dt 200
T /8
0
(1 2 2 sin t 2sin 2 t )dt
T /4 T /4 T /4 T /8 T /8 T /8 U2 T dt 2 2 sin t 2sin 2tdt dt 2 2 sin t 2sin 2 tdt 0 0 0 0 0 0 200
1 CU 2 ,接通 K 后,储存的电能为 2
注意：(1)电容器 A 充电至电压为 u 时,储存的电能为
U 2 Um s i n t t ，则电压的增量为 U U 2 U1 U m sin t t U m sin t
1 , T1 2 LC1 的正弦交流电。当 S 打开时，L 与 C1，C2 的串联电 2 LC1
容构成电磁谐振回路，谐振频率和周期分别为 f 2
1 2 L C1C2 C1 C2
, T2 2 L
C1C2 C1 C2
因为忽略一切电阻，没有能量损耗，故能量守恒，设谐振频率为 f1 ， f 2 时回路中交流