高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷练习(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．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】B 【解析】 【分析】要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向．【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确．【点睛】主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定．3．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.4．分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象认识它，这种方法在科学上叫做“转换法”，下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是（）A．研究电流、电压和电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系；然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系B．用磁感线去研究磁场问题C．研究电流时，将它比做水流D．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定【答案】D【解析】【分析】【详解】A．这种研究方法叫控制变量法，让一个量发生变化，其它量不变，A错误；B．用磁感线去研究磁场问题的方法是建立模型法，使抽象的问题具体化，B错误C．将电流比做水流，这是类比法，C错误D．判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，即将电流的有无转化为灯泡是否发光，故是转化法，D正确。

故选D。

5．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.6．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述符合物理学史实的是（）A．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了人类对电磁现象的研究B．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C．牛顿利用“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点D．胡克认为弹簧的弹力与弹簧的长度成正比【答案】A【解析】【详解】A、法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，故A正确；B、伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验验证这个结论．故B错误．C、伽利略利用“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点，故C错误；D、胡克认为弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误.故选A.【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．7．如图所示，真空中两个等量异种点电荷＋q(q＞0)和-q以相同角速度绕O点在纸面中沿逆时针方向匀速转动，O点离＋q较近，则( )A．O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向外B．O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向里C．O点的磁感应强度方向随时间周期性变化D．O点的磁感应强度大小随时间周期性变化【答案】A【解析】【详解】点电荷＋q 绕O 点匀速转动，相当于逆时针方向的环形电流，由安培定则可知，在O 点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外；点电荷－q 绕O 点匀速转动，相当于顺时针方向的环形电流，由安培定则可知，在O 点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里．因＋q 离O 点近，＋q 在O 点激发的磁场的磁感应强度较强，故合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，选项A 正确，B 、C 错误；由于＋q 和－q 离O 点的距离始终保持不变，则等效电流在该点产生的磁感应强度大小不变，合磁场的磁感应强度大小保持不变，选项D 错误．8．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。

若四根导线均通有大小为I 的电流，方向如图所示。

已知通电直导线Q 在P 处产生的磁感应强度大小为0B ，则通电直导线O 受到的安培力大小为（ ）A ．03B IL B ．05B ILC ．07B ILD ．03B IL【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由于OQ =PQ =OP =OS ，通电直导线Q 在P 处产生的磁感应强度大小为0B ，所以通电直导线P 、Q 、S 分别在O 处产生的磁感应强度大小都为0B ，方向如图所示根据余弦定理，合磁感应强度()2200000222cos 603B B B B B B =+-⋅=︒由F=BIL 得通电直导线O 受到的安培力大小为03F B IL =故选A 。

9．如图是生产中常用的一种延时继电器，铁芯上有两个线圈P 和Q ，线圈P 与电源连接，线圈Q 与电流表G 连接，分别构成闭合回路。

下列说法正确的是（ ）A．闭合S瞬间，线圈P具有延时作用B．断开S瞬间，线圈Q具有延时作用C．闭合S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→bD．断开S瞬间，Q中感应电流的方向为b→G→a【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．将S断开闭合，导致穿过线圈Q的磁通量变化，根据楞次定律可知，线圈Q产生有延时的作用，故A错误，B正确；C．闭合S瞬间，线圈P产生磁场，Q的磁通量变大，根据楞次定律，穿过Q中感应电流的方向为b→G→a，故C错误；D．断开S瞬间，线圈P产生磁场，Q的磁通量变小，根据楞次定律，穿过Q中感应电流的方向为a→G→b，故D错误。

故选B。

10．如图甲所示，是某电磁泵的结构示意图，竖直面上的矩形铁芯留有缝隙，缝隙间垂直嵌入横截面为矩形的金属泵沟（泵沟是闭合的环形，图中只画出了一部份），泵沟与铁芯间绝缘，泵沟内是液态金属，它的左右侧接有电极．图乙给出了绕组的绕线和整个电路的连接情况．由此可判断，当接通交流电源后，泵沟内的液态金属流动的情况是图甲图乙A．始终由内流向外B．始终由外流向内C．内外来回流动D．不会流动【答案】A【解析】【分析】【详解】线圈中接有交变电流，交变电产生交变磁场，交变磁场在泵沟内产生交变电场，当产生的交变磁场方向竖直向下在增大时，根据“麦克斯韦电磁场”理论可知，在泵沟中产生从上往下看逆时针的电场，在电场中形成逆时针的电流，所以液态金属流动方向从内流向外，同理可知，当产生的交变磁场方向竖直向上在增大时，液态金属流动方向从内流向外；故选A．11．如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是（）A．线圈a中无感应电流B．线圈b中有感应电流C．线圈c中有感应电流D．线圈d中无感应电流【答案】CD【解析】【分析】【详解】根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中无感应电流产生，选项C、D正确，A、B错误．12．如图所示，三根通电长直导线A、B、C互相平行，其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线中通入的电流大小相等，且A、C中电流方向垂直于纸面向外，B中电流方向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度kIBr ，其中I为通电导线中的电流强度，r为某处到通电直导线的距离，k为常量．下列说法正确的是( )A ．A 所受磁场作用力的方向与B 、C 所在平面垂直 B ．B 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直 C ．A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2D ．A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．利用右手定则可知：A 处的合磁场方向沿AC 方向，所以A 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直，A 错；B ．利用右手定则可知：B 处的合磁场方向沿AC 方向，所以B 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直，B 对；CD ．知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度kIB r，根据磁场的叠加知：A 处的磁场大小为2kIr，而B ，所以A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:2，C 对，D 错； 故选：BC13．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法正确的是（ ）A ．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B ．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C ．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D ．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系 【答案】ACD 【解析】试题分析：本题考查物理学史，根据电磁学发展中科学家的贡献可找出正确答案． 解：A 、奥斯特最先发现了电流的磁效应，揭开了人类研究电磁相互作用的序幕，故A 正确；B 、欧姆定律说明了电流与电压的关系，故B 错误；C 、法拉第经十年的努力发现了电磁感应现象，故C 正确；D 、焦耳发现了电流的热效应，故D 正确； 故选ACD ．点评：电流具有磁效应、热效应、化学效应等，本题考查其发现历程，要求我们熟记相关的物理学史．14．下列说法正确的是（ ） A ．雷达是利用超声波工作的B．红外线比紫外线更容易发生衍射现象C．真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的D．在同一个周期里，波上的质点沿波传播的方向移动的距离为一个波长E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】BCE【解析】【详解】A.雷达是利用无线电波工作的，A错误；B.红外线比紫外线波长长，更容易发生衍射现象，B正确；C.在惯性参考下中，真空中的光速，故真空中的光速在不同的惯性参考系中相同，真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，C正确；D.波上的质点不沿波传播的方向移动，D错误；E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时，到平衡位置的距离相等，故回复力不变，那么加速度相同；但是，前后两次经过同一位置时，根据振动方向可以知道：速度大小相同，方向相反，故E正确．15．下列说法中正确的是________A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同B．做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程一定是一倍振幅C．根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场D．双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距离将变大E.声波从空气传入水中时频率不变，波长变长．【答案】ACE【解析】【分析】【详解】做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，故加速度也相同，选项A 正确；做简谐运动的质点，经过四分之一周期，只有从平衡位置或者从位移最大或最小的位置计时，所通过的路程一定是一倍振幅，选项B错误；根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场，选项C正确；双缝干涉实验中，根据l xd λ∆=可知，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距离将变小，选项D错误；声波从空气传入水中时频率不变，波速变大，根据=v fλ可知波长变长，选项E正确；故选ACE.二、第十三章电磁感应与电磁波初步实验题易错题培优（难）16．在研究电磁感应现象的实验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央．然后按图乙所示，将电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器R′和开关S串联成另一个闭合电路．（1）S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将如何偏转？__________(填不偏转、向右偏转或向左偏转)（2）线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？__________(填不偏转、向右偏转或向左偏转)（3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？__________(填不偏转、向右偏转或向左偏转)（4）线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将如何偏转？_________(填不偏转、向右偏转或向左偏转)【答案】向右偏转不偏转向右偏转向左偏转【解析】【详解】（1）线圈A中磁场方向向上，插入B线圈，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；（2）线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；（3）线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；（4）线圈A中磁场方向向上，突然断开S，磁通量减小，阻碍减小，故感应电流的磁场方向向上，故电流从左向右流过电流表，故电流表指针向左偏转；【点睛】本题关键是先根据安培定则判断出A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B 中感应电流的方向．17．为了探究电磁感应现象的产生条件，图中给出了必备的实验仪器。