四川省成都市外国语学校物理第十三章电磁感应与电磁波精选测试卷专题练
习
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．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．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。根据左手定则分析得到：I2受到的安培力F方向是沿半径背离圆心向外．所以D正确，ABC错误。
4．如下左图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】
试题分析：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，根据磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小．
解：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小可知，
因为ab线段的长度大于通电螺线管的长度，由条形磁铁磁感线的分布，可知应该选C，如果ab线段的长度小于通电螺线管的长度，则应该选B．
由于足够长的直线ab，故C选项正确，ABD错误；
故选C
点评：考查通电螺线管周围磁场的分布，及磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，本题较简单但会出错．
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．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。现在三根导线中通以方向均向里的电流，其中I b=I c=I。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度的大小跟电流成正比，导线b在O 点产生的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是（）
A．若O点的磁感应强度平行ac边，则I a=（13
I
B．若O点的磁感应强度平行ab边，则I a=（13
I
C．若O点的磁感应强度垂直ac边，则I a=31）I
D．若O点的磁感应强度垂直ab边，则I a=31）I
【答案】A
【解析】
【详解】
三条直导线在O点的磁场方向如图；其中B c和B b的合场强水平向右大小为B bc=B；方向水平向右。
A ．若O 点的磁感应强度平行ac 边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ac 方向的合磁场为零，即
sin 30cos30cos300c a B B B +-=
其中B c =B =kI ，解得
I a =（13I 选项A 正确；
B ．若O 点的磁感应强度平行ab 边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ab 方向的合磁场为零，即 sin 30cos30sin 300b a B B B -+=
其中B b =B =kI ，解得
I a =3-1）I
选项B 错误；
C ．若O 点的磁感应强度垂直ac 边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ac 方向的合磁场为零，即
cos30sin 30-sin 300a bc B B B +=
表达式无解，则O 点的磁感应强度的方向不可能垂直ac 边，选项C 错误；
D ．若O 点的磁感应强度垂直ab 边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ab 方向的合磁场为零，即
cos30cos 60cos 600bc a B B B +-=
其中B c =B =kI ，解得
I a =3）I
选项D 错误。
故选A 。
7．正三角形ABC 在纸面内，在顶点B 、C 处分别有垂直纸面的长直导线，通有方向如图所示、大小相等的电流，正方形abcd 也在纸面内，A 点为正方形对角线的交点，ac 连线与BC 平行，要使A 点处的磁感应强度为零，可行的措施是
A．在a点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向外
B．在b点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向里
C．在c点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向外
D．在d点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向里
【答案】A
【解析】
【详解】
由图可知，B导线中方向向里，C导线中方向向外，根据安培定则知两导线在a点处的磁感应强度方向夹角为120°，合磁感应强度B B
'=．如图所示：
要使A点处的磁感应强度为零，则：
A.在a点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向外，根据安培定则可知a 在A点产生的磁场方向向上，A点处的磁感应强度可能为零，故A正确；
B.在b点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向里，根据安培定则可知b 在A点产生的磁场方向向左，A点处的磁感应强度不可能为零，故B错误；
C.在c点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向外，根据安培定则可知c 在A点产生的磁场方向向下，A点处的磁感应强度不可能为零，故C错误；
D.在d点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向里，根据安培定则可知b 在A点产生的磁场方向向右，A点处的磁感应强度不可能为零，故D错误。
8．已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B0与通电导线中的电流强
度I成正比，与该点到通电导线的距离r成反比，即
0I
B k
r
=，式中k为比例系数。现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置，空间中存在平行于图示的菱形PbQa的匀
强磁场（图中未画出）。已知菱形PbQa 的边长也为L ，当导线a 和b 中通以大小相等、方向如图所示的电流I 时，P 点处的磁感应强度恰好为零。则下列说法正确的是（ ）
A ．Q 点处的磁感应强度大小为I k L
B ．匀强磁场的方向从P 点指向Q 点，大小为2I k L
C ．匀强磁场的方向从Q 点指向P 点，大小为2I k
L D ．两导线连线中点处的磁感应强度大小为3I k
L
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】 由题意知每股电流在P 点处产生的磁场的磁感应强度大小为
I B k L
， 由安培定则知导线a 和b 中的电流在P 点处产生的磁场的磁感应强度方向分别垂直Pa 和Pb 。
BC ．由平行四边形定则知匀强磁场的磁感应强度方向应由P 点指向Q 点，且大小为I k L ，才能使P 点处的合磁感应强度恰为零，B 、C 项错误；
A ．同理可知Q 点处的磁感应强度也为零，A 项错误；
D ．由于两导线连线中点到两导线的距离均为
2L ，两导线在该处产生的磁感应强度加倍，大小均为2I k
L ，合磁感应强度的大小为3I k L
，D 项正确。 故选D 。
9．下列关于电磁感应现象的认识，正确的是( )
A．它最先是由奥斯特通过实验发现的
B．它说明了电能生磁
C．它是指变化的磁场产生电流的现象
D．它揭示了电流受到安培力的原因
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，它说明了磁能生电的问题，它是指变化的磁场产生电流的现象，故选项C正确．
10．通电直导线在其周围形成的磁场中某一点的磁感应强度大小与电流的大小成正比，与该点到导线的垂直距离成反比．如图所示，菱形ABCD在水平面内，O点为菱形的中心，∠DAB＝60°，在A、B、C三点垂直于水平面放置三根平行直导线，导线中电流的大小和方向均相同，则O点和D点处的磁感应强度方向的关系以及大小之比为( )
A．相反，1∶2 B．相同，1∶1
C．垂直，2∶1 D．垂直，1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】
如图甲所示，A、C处导线在O点处产生的磁场的磁感应强度等大反向，矢量和为零，B处导线在O点处产生的磁场的磁感应强度沿OC方向，设菱形的边长为a，导线中的电流大
小为I，则O点处的磁感应强度大小为
02
B
kI
a
=．如图乙所示，A、C处导线在D点处产
生的磁场的磁感应强度的矢量和为kI
a
，方向垂直BD向右，B处导线在D点处产生的磁场
的磁感应强度方向垂直BD向右，大小为kI
a
，因此D点处的磁感应强度方向垂直BD向
右，大小为
2
D
B
kI
a
=，则O、D两点处的磁感应强度方向相同，大小之比为1∶1，B正
确．
11．三根通电长直导线平行放置，其截面构成等边三角形，O点为三角形的中心，通过三根直导线的电流大小分别用小I1，I2、I3表示，电流方向如图所示.当I1=I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为B，通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小跟电流成正比，则下列说法正确的是（）
A．当I1=3I，I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为2B
B．当I1=3I，I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为3B
C．当I2=3I，I1=I3=I时，O点的磁感应强度大小为
3 2
B
D．当I3=3I，I1=I2=I时，O点的磁感应强度大小为23B
【答案】A
【解析】
【详解】
AB．根据安培定则画出I1、I2、I3在O点的磁感应强度示意图，当I1=I2=I3时，令B1=B2=B3=B0，示意图如图甲所示
根据磁场叠加原理，可知此时O点的磁感应强度大小B与B0满足关系01 2
B B
；当I1=3I2，I2=I3=I时，B1=3B0，B2=B3=B0，示意图如图乙所示
由图乙解得O 点的磁感应强度大小为4B 0=2B ，故A 正确，B 错误；
CD ．当I 2=3I ，I 1=I 3=I 时，B 1=B 3=B 0，B 2=3B 0，示意图如图丙所示
由图丙解得O 点的磁感应强度大小为0233B B ，同理可得，当I 3=3I ，I 1=I 2=I 时，O 点的磁感应强度大小也为3B ，故CD 错误。
故选A 。
12．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )
A ．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B ．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C ．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线 AB 转动
D ．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线 CD 转动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化，ABD 中线圈中的磁通量都不发生变化，只有C 中闭合线圈的磁通量发生变化。
故选：C 。
13．在导线中电流在周围空间产生的磁感应强度大小为： I B k r
=，k 为常数，r 为到导线的距离，如图所示，两个半径相同，材料不同的半圆环并联地接在电路中，电路中的总电流为I ，流过ABD 半圆环的电流为3I ，流过ACD 半圆环的电流为23
I ,在圆环圆心处电流产生的磁场的磁感应强度为B ，若将ABD 半圆环绕直径AD 转过90°，这时在O 点的磁感应强度大小为（ ）
A ．3B
B 5
C 2B
D ．B
【答案】B
【解析】 ABD 半圆环的电流和ACD 半圆环的电流产生的磁场在O 点处的磁场的磁感应强度方向相反，
根据磁场叠加可知，半圆环中
13I 电流在O 点产生的磁场的磁感应强度大小为B ，那么ACD 半圆环的电流为23
I ，在O 点产生磁场的磁感应强度大小为2B ，因此将ABD 半圆环绕直径转过90°，这时在O 点磁场的磁感应强度大小为22(2)5B B B B '=
+=，故B 正确，
ACD 错误；故选B ．
14．如图所示，在平面直角坐标系xOy 中，Oy 竖直向下，Ox 水平。在第一象限（空间足够大）存在垂直平面向外的磁场区域，磁感应强度沿y 轴正方向不变，沿x 轴正方向按照B kx =（0k >且为已知常数）规律变化。一个质量为m 、边长为L 的正方形导线框，电阻为R ，初始时一边与x 轴重合，一边与y 轴重合。将导线框以速度0v 沿x 轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平行两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框下落高度为h ，重力加速度为g ，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．导线框受到的安培力总是与运动方向相反
B ．导线框下落高度为h 2gh
C ．整个过程中导线框中产生的热量为2012
mgh mv + D ．导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为024mRv x k L =
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据右手定则可知，线框将产生顺时针方向的电流，根据左手定则可知左边框产生方向向右的安培力，右边框产生方向向左的安培力，上边框产生方向向下的安培力，下边框产生方向向上的安培力，再根据磁场的分布规律可知左边框产生的安培力小于右边框产生的安培力，上、下边框产生的安培力大小相等，可知导线框受到向左的安培力的作用，即沿x 轴负方向的安培力作用，而不是与运动方向相反，故A 错误；
B ．导线框在竖直方向所受安培力的合力为零，可知导线框在竖直方向做自由落体运动，下落高度为h 时的速度满足运动学关系
2
2v h g
= 可得
2v gh
故B 正确；
C ．当导线框速度恰好竖直向下时，说明导线框在水平方向速度减小为零，又导线框在竖直方向所受合力与重力大小相等，即导线框在竖直方向满足机械能守恒，所以下落过程中导线框中产生的热量大小等于水平方向动能的损失，大小为2012
mv ，故C 错误； D ．设导线框在时间t 时的水平分速度大小为v ，水平位移为x ，则在此时刻导线框产生感应电动势大小为
2()e B Lv B Lv k x L Lv kxLv kL v =-=+-=右左 导线框内的感应电流大小为
2e kL v i R R
==
所以导线框受到安培力的大小为 24k L v B iL kL iL F B iL R
=-?==右左 又根据
00Ft mv ∑-=-
可得
24240k L v k L x t mv R R ==∑
导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为
024
mRv x k L =
故D 正确。
15．下列说法中正确的是（ ）
A ．机械波和电磁波都能在真空中传播
B ．铁路，民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
C ．根据狭义相对论的原理知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
D ．两列波叠加时产生干涉现象，其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
机械波的传播需要介质，A 错；红外线热效应显著，而穿透本领较弱，不能用来安检，铁路、民航等安检口使用x 射线线对行李内物品进行检测．故B 错误．根据相对论的基本原理得知：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．故C 正确．两列波发生干涉时，振动加强区域与减弱区域是相互间隔，是稳定不变的．故D 正确．
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．如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置．
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整___________．
(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，线圈L 1插入线圈L 2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转．(选填“向左”“向右”或
“不”)
(３)在实验中，线圈L1插入或拔出线圈L2，导致电流计指针发生了偏转，这是________转化为电能．
【答案】向左机械能
【解析】
【详解】
(1)[1]将线圈B和电流计串联形成一个回路，将电键、滑动变阻器、电压、线圈A串联而成另一个回路即可，实物图如下所示：
(2)[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，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏。
(3)[3]线圈A插入或拔出线圈B，导致电流计指针发生了偏转，对应的是动生电动势，由能量守恒定律可知，是将机械能转化为电能。
【点睛】
知道探究电磁感应现象的实验有两套电路，这是正确连接实物电路图的前提与关键．对于该实验，要明确实验原理及操作过程，平时要注意加强实验练习．
17．(1)在“探究楞次定律”的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外,还要用到电表．请从下列电表中选择（______）
A．量程为0~3 V的电压表
B．量程为0~3 A的电流表
C．量程为0~0.6 A的电流表
D．零刻度在中间的灵敏电流表
(2)某同学按下列步骤进行实验:
①将已知绕向的螺线管与电表连接;
②设计表格,记录将磁铁N、S极插入和抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向;
③分析实验结果,得出结论．
上述实验中,漏掉的实验步骤是______．
丙
(3)图甲为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时,在计算机屏幕上得到的波形,横坐标为时间t,纵坐标为电流I．根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线．现用该磁铁,如图乙所示,从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去．图丙中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是
____．
【答案】D查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．由于电流方向会发生变化，所以应该用零刻度在中间的灵敏电流表，故选D。（2）[2]．因为本实验时探究“楞次定律”的实验，所以要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系，从而来确定感应电流方向与原磁通量变化之间的关系。
（3）[3]．根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线，则表明穿过线圈N极的磁通量增加时，应该形成图①的形状，当磁铁S极从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去，则穿过线圈平面的S极的磁通量先增大后减小，且磁场方向与题中所给的方向恰好相反，所以图像应该是B，故选B。
18．某同学在研究电磁感应现象的实验中，设计了如图所示的装置．线圈A通过电流表甲、定值电阻1R、滑动变阻器2R和开关S连接到干电池上．线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表相同，零刻度居中．闭合开关后，当滑动变阻器2R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针的位置如图所示．
（1）当滑片P较快地向右滑动时，乙电流表指针的偏转情况是________________（选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）
（2）断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，乙电流表的偏转情况是____________（选填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”）
【答案】向右偏向左偏
【解析】
(1)由图可知，电流从正极流入时指针向右偏．当滑片P较快地向右滑动时，电阻增大，电流减小，根据右手定则，穿过B线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律，B中产生的感应电流的方向是逆时针的，电流从乙电流表正极流入，指针向右偏；
（2）断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，穿过B线圈的磁通量向下增大，根据楞次定律，B中产生的感应电流的方向是顺时针的，电流从乙电流表负极流入，指针向左偏；点睛：根据稳定时甲电流表指针的偏振确定指针偏转方向与电流流向间的关系；根据楞次定律判断感应电流的方向，结合题中条件，判断乙电流表指针偏转方向．
19．为探究影响感应电流方向的因素，几位同学做了如下的实验。
(1)小李同学选用图（甲）中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①为了保证实验现象明显，电源选用_______，电表选用________；（填写器材前的代码）A．低压直流电源
B．低压交流电源
C．220V交流电源
D．灵敏电流计
E.0~0.6A量程的电流表
F.0~0.6V量程的电压表
②请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整_______；
③实验过程中，记录的实验现象如下表所示，观察四项实验结果，能够得出结论，产生感
应电流的条件与________的变化有关?(选填“A”“B”或“C”)
A．磁场 B．电场 C．闭合导体回路包围的面积
开关和变阻器的状态线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间有
开关断开瞬间有
开关闭合时，滑动变阻器不动无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有
(2)小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图(乙)所示的电路，整个电路处于垂直导轨的磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关?(选填“A”“B”或“C”)
A．磁场 B．电场 C．闭合导体回路包围的面积
依据小李和小张两位同学的实验得出结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
(3)小任同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电。如图(丙)所示，把条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线，沿________方向站立时，发电的可能性比较大。(选填“东西”“南北”)。
【答案】A D A C 东西
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①[1]探究感应电流产生的条件是通过开关的闭合与断开，滑动变阻器的滑动等方式改变流过A螺旋管的电流，从而让B线圈产生感应电流，故电源只需要低压直流电源就能满足要求，而不需要选低压交流电源让电流本身发生变化，则电源应选A；
[2]感应电流的产生比较微弱，电流方向需要根据指针偏转判断，则电流表选指针在中央的灵敏电流计最合适，故选D；
②[3]A线圈为通电的电路，B线圈为产生感应电流的回路，连接电路图如图所示
③[4]根据四个操作可总结得到，开关的断开与闭、闭合开关后移动滑动变阻器的滑片都改变了流过A线圈的电流大小，从而使得穿过B线圈的磁场变化，则产生感应电流的条件与磁场的变化有关，故A正确，BC错误。
故选A。
(2)[5]导体棒在金属导轨上向右移动切割磁感线，匀强磁场恒定，但引起了回路所围磁场的有效面积的增大，从而使得磁通量变大而产生感应电流，故产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面积的变化有关，故C正确，AB错误。
故选C。
(3)[6]用跳绳构成闭合回路切割地磁场的磁感线，能够产生感应电流，因地磁场在地球外部是由南向北，有竖直方向的分量，跳绳垂直切割磁感线能产生最大的感应电流，则沿东西方向站立时，发电的可能性比较大。
20．在“探究电磁感应的产生条件”实验中，
（1）如图1所示，线圈横卧在课桌上并与G表相连，将条形磁铁从线圈的左端插入、右端拔出，己知插入时G表指针向左偏转，则拔出时G表指针____________（填“向左”或“向右”）偏转，若条形磁铁S极正对线圈的右端并从右端插入、左端拔出，则插入时G表指针____________（填“向左”或“向右”）偏转，拔出时G表指针____________（填“向左” 或“向右”）偏转。
（2）如图2所示，将学生电源和单刀开关、滑动变阻器、A线圈串联起来，将B线圈与G 表连接起来。一般情况下，开关和A线圈应该与学牛电源的____________（填“直流”或“交流”）接线柱相连，闭合开关接通电源后，第一次将滑动变阻器从最大阻值滑移至某一较小阻值，第二次用比第一次大的速度将滑动变阻器从最大阻值滑移至同一较小阻值，则第二次G表偏转的角度较 ____________（填“小”或“大”）。
【答案】向右向左向右直流大
【解析】
【详解】
（1）[1][2][3]．如图1所示，将条形磁铁从线圈的左端插入、右端拔出，当插入时，向右穿过线圈的磁通量增大，则G表指针向左偏转，当拔出时，向右穿过线圈的磁通量减小，那么G表指针向右偏转；同理，当条形磁铁S极正对线圈的右端，并从右端插入、左端拔
出，则插入时，向右穿过线圈的磁通量增大，则G表指针向左偏转，当拔出时，向右穿过线圈的磁通量减小，那么G表指针向右偏转。
（2）[4][5]．将学生电源和单刀开关、滑动变阻器、A线圈串联起来，将B线圈与G表连接起来，A线圈应该与学生电源的直流接线柱相连，第一次将滑动变阻器从最大阻值滑移至某一较小阻值，而第二次用比第一次大的速度将滑动变阻器从最大阻值滑移至同一较小阻值，两种情况的磁通量变化均相同，而后者变化的时间短，那么第二次感应电动势较大，则G表偏转的角度较大。
第四节电磁波的发现及应用 一、选择题 1．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是() A．变化的电场一定能产生磁场 B．变化的磁场一定能产生变化的电场 C．恒定的电场一定能产生恒定的磁场 D．恒定的磁场一定能产生恒定的电场 2．(2020·天津市南开中学高二下学期期中)下列关于电磁波的说法，正确的是() A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．紫外线的波长比X射线的长，它具有杀菌消毒的作用 D．电磁波的传播方向与电场方向(或磁场方向)一致 3．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是() 4．手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，手机A拨手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的号码为12345670002。若手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨叫手机A，则() A．发出响声，并显示B的号码为12345670008 B．不发出响声，但显示B的号码为12345670008 C．不发出响声，但显示B的号码为12345670002 D．即不发出响声，也不显示号码 5．(2020·浙江省温州中学高二下学期期中)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是() A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 6．(2020·安徽省蚌埠市第五中学高二下学期检测)按频率由小到大，电磁波谱的排列顺序是() A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 B．无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线 C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D．红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、X射线 7. (2020·荆门市龙泉中学高二下学期检测)如图所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可判定() A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 8．(2020·浙江绍兴一中月考)(多选)第四代移动通信技术(4G)采用1 800 MHz～2 635 MHz 频段的无线电波；2020年我国正在全面推行第五代移动通信技术(5G)，采用3 300 MHz～5 000 MHz频段的无线电波。未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。下列说法正确的是() A．5G信号和4G信号都是电磁波 B．在真空中5G信号比4G信号传播速度大 C．在真空中5G信号比4G信号的波长小 D．5G信号和4G信号在空间产生的磁场的磁感应强度随时间是均匀变化的 9．(多选)各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示，其中能产生持续电磁波的是()
电磁感应试题 一．选择题 1．关于磁通量的概念，下面说法正确的是 （） A ．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大 C．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零 D．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的 2．下列关于电磁感应的说法中正确的是（） A．只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流 B．只要导体在磁场中作用相对运动，导体两端就一定会产生电势差 C．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比 D．闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关 3．关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是（） A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化 B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同C．感应电流 的磁场方向，总是跟原磁砀方向相反 D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现 象的是（） A. 回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.速度选择器 5．如图 1 所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O 点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过 程中经过匀强磁场区域，则（空气阻力不计）（） A ．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原高度 B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D．圆环最终将静止在平衡位置 6．如图（ 2），电灯的灯丝电阻为 2Ω，电池电动势为 2V ，内阻不计，线圈图（ 1）匝数足够多，其直流电阻为 3Ω．先合上电键 K ，稳定后突然断开 K ，则下列说法正确的是（） A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 7．如果第 6 题中，线圈电阻为零，当 K 突然断开时，下列说法正确的是（）A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相反 8．如图（ 3），一光滑的平面上，右方有一条形磁铁，一金属环以初速度V沿磁铁的中线向右滚动，则以下说法正确的是（） A 环的速度越来越小 B 环保持匀速运动
第3章测试 学校：斗鸡中学命题人：孙亚娟 一、选择题（每小题至少有一个选项正确，每小题4分，共48分）1．根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是（）A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电场一定产生稳定的磁场 D．振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场 2、关于LC振荡电路在振荡过程中，下列说法正确的是（） A、电流最大的时刻电压也最高 B、电流增大的过程是电容器的放电过程 C、电流最小的时刻电压却最高 D、自感电动势最大时电容器带电量最大 3．要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是（）A．自感系数L和电容C都增大一倍 B．自感系数L和电容C都减小一半 C．自感系数L增大一倍，而电容C减小一半 D．自感系数L减小一半，而电容C增大一倍 4．在LC振荡电路的工作过程中，下列的说法正确的是（）A．在一个周期内，电容器充、放电各一次 B．电容器两极板间的电压最大时，线圈中的电流也最大
C．电容器放电完了时，两极板间的电压为零，电路中的电流达到最大值 D．振荡电路的电流变大时，电场能减少，磁场能增加 5．LC回路发生电磁振荡时，振荡周期为T．若从电容器开始放电取作t＝0，则（） A．5T/4和7T/4两个时刻，回路中电流最大，方向相反 B．3T/2和2T两个时刻，电容器所带电量最大 C．5T/4至3T/2时间内，回路中电流减小，电容器所带电量增加D．3T/2至7T/4时间内，磁场能向电场能转化 6、下列说法正确的是（） A、摄像机摄像管实际上是一种将光信号转变为电信号的装置 B、电视机显像管实际上是一种将电信号转变为光信号的装置 C、摄像机在一秒钟内要送出25张画面 D、电视机接收的画面是连续的 7、由自感系数为L的线圈和可变电容器C构成收音机的调谐电路，为使收音机能接收到f1为550千赫至 f2为1650千赫范围内的所有电台的播音，则可变电容器与f1对应的电容C1与f2对应的电容C2之比为（） A、1：3 B、 3 ：1 C、1：9 D、9：1 8、如图所示，L是不计电阻的电感器，C是电容器，闭合电键K，待电路达到稳定状态后，再断开电键K，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定电感L中的电流方向从a到b为正，断开电键K的时刻为t
人教版物理高中二选修3－4 14.1电磁波的发现同步练习D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题： (共15题；共30分) 1. （2分） (2017高二下·绵阳期中) 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（） A . 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B . 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 C . 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波 D . 紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒 【考点】 2. （2分） (2017高二下·曲周期末) 以下说法中不正确的是（） A . 简谐运动中回复力总指向平衡位置 B . 太阳光是偏振光 C . 电磁波是横波，它的传播不需要介质 D . 家电的遥控器是利用红外线的遥感 【考点】 3. （2分） (2020高二上·嘉定月考) 下列波中，不属于电磁波的是（） A . X射线 B . 红外线 C . 超声波
D . γ射线 【考点】 4. （2分）磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v0刷卡 时，在线圈中产生感应电动势．其E﹣t关系如图所示．如果只将刷卡速度改为，线圈中的E﹣t关系可能是（） A . B . C . D . 【考点】 5. （2分）下列关于电磁场理论的说法，正确的是（） A . 变化的磁场产生电场
B . 电磁场理论是由法拉第提出的 C . 安培用实验验证了电磁场理论 D . 电磁场就是空间内有稳定的电场和磁场 【考点】 6. （2分） (2019高二下·绵阳期末) 关于电磁波，下列说法正确的是（） A . 只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波 B . 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 C . 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 D . 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 【考点】 7. （2分）下列说法中正确的是（） A . 在电场周围一定存在磁场 B . 静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场 C . 变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播形成电磁波 D . 以上说法都不对 【考点】 8. （2分）关于电磁波，下列说法正确的是 A . 雷达是用X光来确定物体位置的设备
1. 如图所示， 有一线密度 的无限大电流薄片置于平面上，周 围媒质为空气。试求场中各点的磁感应强度。 解： 根据安培环路定律, 在面电流两侧作一对称的环路。则 由 2. 已知同轴电缆的内外半径分别为 和 ,其间媒质的磁导率 为，且电缆 长度 ， 忽略端部效应， 求电缆单位长度的外自感。 解： 设电缆带有电流则 3. 在附图所示媒质中，有一载流为的长直导线，导线到媒质分界面的距离为。 试求载流导线单位长度受到 的作用力。 解： 镜像电流 镜像电流在导线处产生的值为 单位长度导线受到的作用力
力的方向使导线远离媒质的交界面。 4. 图示空气中有两根半径均为a ，其轴线间距离为 d 的平行长直圆柱导体，设它们单位长度上所带的电荷 量分别为和 ， 若忽略端部的 边缘效应，试求 (1) 圆柱导体外任意点p 的电场强度的电位的表达式 ； (2) 圆柱导体面上的电荷面密度与值。 解： 以y 轴为电位参考点，则 5. 图示球形电容器的内导体半径 ， 外导体内径 ，其间充有 两种电介质与， 它们的分界面的半径为。 已知与的相对 6. 电常数分别为 。 求此球形电容器的电 容。 解
6. 一平板电容器有两层介质，极板面积为,一层电介质厚度，电导率，相对介电常数，另一层电介质厚度，电导率。相对介电常数，当电容器加有电压 时，求 (1) 电介质中的电流； (2) 两电介质分界面上积累的电荷； (3) 电容器消耗的功率。 解： (1) (2) (3) 7. 有两平行放置的线圈，载有相同方向的电流，请定性画出场中的磁感应强度分布(线)。 解：线上、下对称。
第一章： 1. 设电荷均匀分布在半径为a 的介质球内，其体电荷密度为ρ，求该电荷产生的电场分布。球内的介电常数为ε，球外为0ε。求介质球内外的电场强度。 2. 频率为3GHz 的平面电磁波，在理想介质（ 2.1,1r r εμ==）中传播。计算该平面波的相位常数、相波长和波阻抗。 3. 正弦平面波由自由空间向一理想介质（4,1r r εμ==）垂直入射，求反射系数 R 和折射系数T 。 第二章： 1. 一圆极化波()j z m x y E E e je e β=+从空气垂直投射于一理想介质平面上。求反射波的电 场。 2.一负载(15050)L Z j =-Ω与特性阻抗075Z =Ω，长度为5cm 的传输线相连，波长为6cm ，计算：（1）输入阻抗in Z ；（2）工作频率f ，假定相速是光速的77%。 第三章： 1.矩形波导切面尺寸为22310mm ?，内充空气，信号源频率为10kHz ，求此波导中可以传 输的模式。 2.因为工作于截止频率附近损耗很大，通常取工作频率下限等于1.25倍截止频率。现需要传输4.8GHz-7.2GHz 的矩形波导实现单模传输，试决定波导尺寸。 3.由空气填充的矩形谐振腔，其尺寸为a=25mm ，b=12.5mm ，d=60mm ，谐振于TE 102模式。若在腔内填充介质，则在同一工作频率上将谐振于TE 103模式。求介质的介电常数r ε应为多大？ 4.a=5cm 、b=2.5cm 的矩形波导，填充03εε=的介质，求当f=4GHz 时，波导中能传播的模式及这些传输模式的g λ，p v 。 第四章： 1.考虑一个沿z 轴取向的传输线，它的特性阻抗为Z 0，在d=0处负载为Z L ,试推导传输系数T 0。 2.负载阻抗Z L =（30+j60）Ω与长为2cm 的50Ω传输线相连，工作频率在2GHz ，求反射系
高中物理-电磁波的发现导学案 【学习目标】 知道麦克斯韦电磁理论的主要内容,知道电磁波的形成和特点,知道赫兹的贡献 【重点难点】 麦克斯韦电磁理论、电磁波的形成和电磁波的特点; 麦克斯韦电磁理论的理解. 【课前预习】 一、伟大的预言 （1）变化的磁场产生电场：实验基础：在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里将会产生感应电流,麦克斯韦对现象的分析：回路中有感应电流产生,一定是变化的磁场产生了电场,自由电荷在电场力作用下发生了定向移动,麦克斯韦第一条假设,即使在变化的磁场周围没有闭合回路,同样要产生电场,变化的磁场产生电场是一个普遍规律。 （2）变化的电场产生磁场：麦克斯韦确信自然规律的统一性、和谐性,相信电场和磁场的对称之美,他大胆的假设,既然变化的磁场能产生电场,变化的电场也会在空间产生磁场。 二、电磁波 （1）麦克斯韦集电磁学研究成果之大成,不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性,建立了完整的电磁场理论。 （2）电磁波的产生：如果空间某区域存在不均匀变化的电场,那么它就在空间引起不均匀变化的磁场,这个不均匀变化的磁场又引起新的不均匀变化的电场,于是,变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远向周围传播,形成了电磁波。 （3）根据麦克斯韦的电磁理论,电磁波中的电场与磁场方向互相垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,因此电磁波是横波。 （4）麦克斯韦指出了光的电磁本质,他预言电磁波的速度等于光速。 三、赫兹的实验： 1.赫兹证实了电磁波的存在。 2.其它实验成果：赫兹做了一系列的实验,观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象,并通过测量证明,电磁波在真空中具有与光相同的速度,证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论。 【预习检测】 1．建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是（）
高二物理同步测试（5）—电磁感应 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，考试用时60分钟． 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确 的，全部选对得4分，对而不全得2分。） 1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 （） A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 2. 为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量 海水的流速．假设海洋某处的地磁场竖直分量为B＝×10－4T，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若 两极相距L＝10m，与两电极相连的灵敏电压表的读数为U＝2mV，则海水 的流速大小为（） A．40 m／s B．4 m／s C． m／s D．4×10－3m／s 3．日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下，下列说法正确的是（） A．灯管点燃后，起动器中两个触片是分离的 B．灯管点燃后，镇流器起降压和限流作用 C．镇流器在日光灯开始点燃时，为灯管提供瞬间高压 D．镇流器的作用是将交变电流变成直流电使用 4．如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为
可匀速行进的磁带a 和绕有线圈的磁头b ，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象，下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法，正确的是 （ ） A ．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应 B ．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 C ．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D ．放音和录音的主要原理都是电磁感应 5．两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导 体环，当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流。则（ ） A ．A 可能带正电且转速减小 B ．A 可能带正电且转速增大 C ．A 可能带负电且转速减小 D ．A 可能带负电且转速增大 6．为了测出自感线圈的直流电阻，可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该（ ） A ．首先断开开关S 1 B ．首先断开开关S 2 C ．首先拆除电源 D ．首先拆除安培表 7．如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b ）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a ），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 （ ） A ．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针 B ．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 C ．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针 D ．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 8．如图所示，xoy 坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁 场，第 x y o a b
电磁波测试题 班级姓名 1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是() A．在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场B．在变化的电场周围空间，一定存在着和它联系着的磁场C．恒定电流在其周围不产生磁场D．恒定电流周围存在着稳定的磁场 2．在LC振荡电路中，下列哪个说法是错误的() A．电容器开始放电时，电路中电流最大B．电路中电流最大时，电路中的电场能最小 C．电容器放电结束时，电路中的电流最大D．电容器反向充电开始时，电路中的磁场能最大 3、关于电磁场理论，下列说法中正确的是() A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 4、如图所示的四种电场中，哪一种能产生电磁波() 5、如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是() A．电容器正在充电B．电感线圈中的磁场能正在增加 C．电感线圈中的电流正在增大D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 6、一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示．当磁 感应强度均匀增大时，此粒子的() A．动能不变B．动能增大 C．动能减小D．以上情况都可能 7、某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是() A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场在迅速增强 D．沿BA方向磁场在迅速减弱 8、关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是() A．恒定的电场能够产生电磁B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变D．电磁波在传播过程中也传递了能量 9、下列关于电磁波的说法正确的是() A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象 C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播 10、关于电磁波的传播，下列叙述正确的是() A．电磁波频率越高，越易沿地面传播 B．电磁波频率越高，越易沿直线传播 C．电磁波在各种媒质中传播波长恒定 D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传播到全世界 11、关于电磁波的接收，下列说法正确的是() A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流 B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
《电磁场与电磁波》试卷1 一. 填空题（每空2分,共40分） 1．矢量场的环流量有两种特性：一是环流量为0，表明这个矢量场 无漩涡流动 。另一个是环流量不为0，表明矢量场的 流体沿着闭合回做漩涡流动 。 2．带电导体内静电场值为 0 ，从电位的角度来说，导体是一个 等电位体 ，电荷分布在导体的 表面 。 3．分离变量法是一种重要的求解微分方程的方法，这种方法要求待求的偏微分方程的解可以表示为 3个 函数的乘积，而且每个函数仅是 一个 坐标的函数，这样可以把偏微分方程化为 常微分方程 来求解。 4．求解边值问题时的边界条件分为3类，第一类为 整个边界上的电位函数为已知 ，这种条件成为狄利克莱条件。第二类为已知 整个边界上的电位法向导数 ，成为诺伊曼条件。第三类条件为 部分边界上的电位为已知，另一部分边界上电位法向导数已知 ，称为混合边界条件。在每种边界条件下，方程的解是 唯一的 。 5．无界的介质空间中场的基本变量B 和H 是 连续可导的 ，当遇到不同介质的分 界面时，B 和H 经过分解面时要发生 突变 ，用公式表示就是 12()0n B B ?-=，12()s n H H J ?-=。 6．亥姆霍兹定理可以对Maxwell 方程做一个简单的解释：矢量场的 旋度 ，和 散度 都表示矢量场的源，Maxwell 方程表明了 电磁场 和它们的 源 之间的关系。 二．简述和计算题（60分） 1．简述均匀导波系统上传播的电磁波的模式。（10分） 答：（1）在电磁波传播方向上没有电场和磁场分量，即电场和磁场完全在横平面内，这种模式的电磁波称为横电磁波，简称TEM 波。 （2）在电磁波传播方向上有电场和但没有磁场分量，即磁场在横平面内，这种模式的电磁波称为横磁波，简称TM 波。因为它只有纵向电场分量，又成为电波或E 波。 （3）在电磁波传播方向上有磁场但没有电场分量，即电场在横平面内，这种模式的电磁波称为横电波，简称TE 波。因为它只有纵向磁场分量，又成为磁波或M 波。 从Maxwell 方程和边界条件求解得到的场型分布都可以用一个或几个上述模式的适当幅相组合来表征。 2．写出时变电磁场的几种场参量的边界条件。（12分） 解：H 的边界条件 12()s n H H J ?-= E 的边界条件
高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷复习练习(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．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kI B r （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 B ．方向垂直纸面向外，大小为322kIve a C ．方向垂直纸面向里，大小为32kIve a 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B2＝ 2 kI a ，L3在O点产生的磁感应强度大小为B3＝2kI a ，先将B2正交分解，则沿x轴 负方向的分量为B2x＝ 2 kI a sin45°＝ 2 kI a ，同理沿y轴负方向的分量为 B2y＝ 2 kI a sin45°＝ 2 kI a ，故x轴方向的合磁感应强度为B x＝B1+B2x＝ 3 2 kI a ，y轴方向的合磁感应强度为B y＝B3?B2y＝ 3 2 kI a ，故最终的合磁感应强度的大小为22 32 2 x y kI B B B a ＝＝， 方向为tanα＝y x B 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＝ 32 2 kIve 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. 2．如图所示，匀强磁场中有一圆形闭合线圈，线圈平面与磁感线平行，能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种（） A．线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动 B．线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动 C．线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转 D．线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转 【答案】D 【解析】
《电磁场与电磁波》单元测试一 （适用于电子、电科2009级本科） 1.在直角坐标系中，试将微分形式的麦克斯韦方程写成8个标量方程。 2.计算)1(3 r r ? ??。 3.试由微分形式麦克斯韦方程组，导出电流连续性方程。 4.求矢量2x y x xy =+A e e 沿圆周222 x y a +=的线积分，再计算??A 对此 圆面积的积分。 5.真空中无限长的宽度为a 的平板上电荷密度为ρs ，求空间任一点上的电场强度。（提示：无限长窄条，可看成无限长的线电荷） 第5题图 6.真空中一半径为a 的无限长圆柱体中，电流沿轴向流动，电流分布 为22 0a J J ρz e =，求磁感应强度。 7.证明=0A ???? 在普遍意义下成立。
答案 1、在直角坐标系中，试将微分形式的麦克斯韦方程写成8个标量方程。 解：高斯通量定理和磁通连续性原理分别是两个标量方程： 0 , =??+??+??=??+??+??z B y B x B z D y D x D z y x z y x ρ 法拉第电磁感应定律可以写成3个标量方程： t B y E x E t B x E z E t B z E y E z x y y z x x y z ??-=??-????-=??-????-=??-?? ，， 全电流定律也可以写成3个标量方程： t H J y H x H t D J x H z H t D J z H y H z z x y y y z x x x y z ??+ =??-????+=??-????+=??-?? ，， 共8个标量方程。 2、解：4343333)1(r r r r r r r r r r ??-=??? ???-?-?=????????? ???-??=? ?? ?? ? ????--=??? ????+??-=r r r r r r r r 5444433113444543433433r r r r r r =??? ??--=??? ???--=r r 3、试由微分形式麦克斯韦方程组，导出电流连续性方程 解：麦克斯韦方程组中微分形式的全电流定律为 t ??+ =??D J H 对上式等号两边进行散度运算，由题1-2知，等号左边的散度为零，等号右边的散度亦应为零，即 0)(=???+?=??? ? ? ??+????D J D J t t 把微分形式的高斯通量定理 ? ? D = ρ 代入上式，考虑到坐标变量和时间变量是相互独立的 自变量，可得 0=??+ ??t ρ J 4、求矢量2x y x xy =+A e e 沿圆周222 x y a +=的线积分，再计算??A 对此圆面积的积 分。 解 ： 2 d d d C C x x xy y =+?? A l 24 2 422 (cos sin cos sin )d 4a a a π πφφφφφ=-+= ? d ()d y x z z S S A A S x y ????=-???? A S e e 24222 00 d sin d d 4a S a y S r r r π πφφ===??? 5、真空中无限长的宽度为a 的平板上电荷密度为ρs ，求空间任一点上的电场强度。 解: 在平板上'x 处取宽度为'dx 的无限长窄条，可看成无限长的线电荷，电荷线密度为
1.麦克斯韦的物理意义：根据亥姆霍兹定理，矢量场的旋度和散度都表示矢量场的源。麦克斯韦方程表明了电磁场和它们的源之间的全部关系：除了真实电流外，变化的电场（位移电流）也是磁场的源；除电荷外，变化的磁场也是电场的源。 1. 写出非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式，并简要说明其物理意义。 2.答非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式为,,0,D B H J E B D t t ρ????=+ ??=-??=??=??，(3分)（表明了电磁场和它们的源之间的全部关系除了真实电流外，变化的电场（位移电流）也是磁场的源；除电荷外，变化的磁 场也是电场的源。 1.简述集总参数电路和分布参数电路的区别： 2.答：总参数电路和分布参数电路的区别主要有二：（1）集总参数电路上传输的信号的波长远大于传输线的几何尺寸；而分布参数电路上传输的信号的波长和传输线的几何尺寸可以比拟。（2）集总参数电路的传输线上各点电压（或电流）的大小与相位可近似认为相同，无分布参数效应；而分布参数电路的传输线上各点电压（或电流）的大小与相位均不相同，呈现出电路参数的分布效应。 1.写出求解静电场边值问题常用的三类边界条件。 2.答：实际边值问题的边界条件可以分为三类：第一类是整个边界上的电位已知，称为“狄利克莱”边界条件；第二类是已知边界上的电位法向导数，称为“诺依曼”边界条件；第三类是一部分边界上电位已知，而另一部分上的电位法向导数已知，称为混合边界条件。 1.简述色散效应和趋肤效应。 2.答：在导电媒质中，电磁波的传播速度（相速）随频率改变的现象，称为色散效应。在良导体中电磁波只存在于导体表面的现象称为趋肤效应。 1.在无界的理想媒质中传播的均匀平面波有何特性？在导电媒质中传播的均匀平面波有何特性？ 2. 在无界的理想媒质中传播的均匀平面波的特点如下：电场、磁场的振幅不随传播距离增加而衰减，幅度相差一个实数因子η（理想媒质的本征阻抗）；时间相位相同；在空间相互垂直，与传播方向呈右手螺旋关系，为TEM 波。 在导电媒质中传播的均匀平面波的特点如下：电磁场的振幅随传播距离增加而呈指数规律衰减；电、磁场不同相，电场相位超前于磁场相位；在空间相互垂直，与传播方向呈右手螺旋关系，为色散的TEM 啵。 1. 写出时变电磁场在1为理想导体与2为理想介质分界面时的边界条件。 2. 时变场的一般边界条件 2n D σ=、20t E =、2t s H J =、20n B =。 (或矢量式2n D σ=、20n E ?=、 2s n H J ?=、20n B =) 1. 写出矢量位、动态矢量位与动态标量位的表达式,并简要说明库仑规范与洛仑兹规范的意义。 2. 答矢量位,0B A A =????=；动态矢量位A E t ??=-?- ?或A E t ??+=-??。库仑规范与洛仑兹规范的作用都 是限制A 的散度，从而使A 的取值具有唯一性；库仑规范用在静态场，洛仑兹规范用在时变场。 1. 简述穿过闭合曲面的通量及其物理定义 2. s A ds φ=??? 是矢量A 穿过闭合曲面S 的通量或发散量。若Ф> 0，流出S 面的通量大于流入的通量，即通 量由S 面内向外扩散，说明S 面内有正源若Ф< 0，则流入S 面的通量大于流出的通量，即通量向S 面内汇集，说明S 面内有负源。若Ф=0，则流入S 面的通量等于流出的通量，说明S 面内无源。 1. 证明位置矢量 x y z r e x e y e z =++ 的散度，并由此说明矢量场的散度与坐标的选择无关。 2. 证明在直角坐标系里计算 ，则有 ()()x y z x y z r r e e e e x e y e z x y z ? ? ?????=++?++ ?????? 3x y z x y z ???= ++=??? 若在球坐标系里计算，则 23 22 11()()()3r r r r r r r r r ????===??由此说明了矢量场的散度与坐标的选择无关。 1. 在直角坐标系证明0A ????= 2.
第二章电磁感应与电磁场章末综合检测 (时间：90分钟；满分100分) 一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1．下列过程中一定能产生感应电流的是( ) A．导体和磁场做相对运动 B．导体一部分在磁场中做切割磁感线运动 C．闭合导体静止不动，磁场相对导体运动 D．闭合导体内磁通量发生变化 2．关于磁通量的概念，下列说法中正确的是( ) A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 C．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零 D．磁通量发生变化时，磁感应强度一定发生变化 3．如图2－3，半径为R的圆形线圈和矩形线圈abcd在同一平面内，且在矩形线圈内有变化的磁场，则( ) 图2－3 A．圆形线圈有感应电流，矩形线圈无感应电流 B．圆形线圈无感应电流，矩形线圈有感应电流 C．圆形线圈和矩形线圈都有感应电流 D．圆形线圈和矩形线圈都无感应电流 4．以下叙述不正确的是( ) A．任何电磁波在真空中的传播速度都等于光速 B．电磁波是横波 C．电磁波可以脱离“波源”而独自存在 D．任何变化的磁场都可以产生电磁波 5．德国《世界报》曾报道过个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹．若一枚原始脉冲波功率10 kW、频率5千兆赫的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸，它将使方圆400 m2～500 m2地面范围内电场达到每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏．电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( ) A．电磁脉冲引起的电磁感应现象 B．电磁脉冲产生的动能 C．电磁脉冲产生的高温 D．电磁脉冲产生的强光 6．在图2－4中，理想变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1，A、B为完全相同的灯泡，电源电压为U，则B灯两端的电压有( ) 图2－4 A．U/2 B．2U
第十四章《电磁波》单元测试题 一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.下列说法正确的是() A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速 B． X射线比红外线更容易发生干涉和衍射现象 C．玻璃对红光的折射率比紫光小，所以红光在玻璃中传播的速率也比紫光小 D．由红光和紫光组成的细光束从水中折射人空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是红 光 2.LC振荡电路中电容器极板上电荷量q随时间t变化的图线如图，由图可知() A．在t1时刻电路中的磁场能最大 B．从t1到t2，电路中的电流值不断变小 C．从t2到t3，电容器正在充电 D．在t4时刻电容器的电场能最大 3.在LC振荡电路中，电容器C的带电量随时间变化图象如图所示，在1×10－6s到2×10－6s内， 关于电容器充放电的判定及由此LC振荡电路产生的电磁波在真空中的波长，正确的结论是() A．充电过程，波长为1 200 m B．充电过程，波长为1 500 m C．放电过程，波长为1 200 m D．放电过程，波长为1 500 m 4.如图所示，L为直流电阻可忽略不计的电感线圈，闭合S后，电路有稳定电流，若在t＝0时， 断开开关，则电容器C的A板上电荷量随时间t的变化图象是下图中的() A．B．C．D． 5.下列说法正确的是() A．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线 B．红外线有显著的热作用，照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光 C．紫外线能杀死多种细菌，还用于遥感技术中 D．在医学上常利用伦琴射线穿透能力强，检查人体内的病变及骨骼情况 6.下列有关电磁波和光现象的说法中正确的是() A．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，并计算出了电磁波的速度 B．刮胡刀刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象 C．水的视深比实际深度浅是光的全反射现象
第4节电磁波的发现及应用 1．(2020·安徽省蚌埠市第五中学高二下学期检测)按频率由小到大，电磁波谱的排列顺序是( A ) A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 B．无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线 C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D．红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、X射线 解析：根据电磁波谱，按频率由小到大，排列顺序正确的是选项A。 2. (2020·荆门市龙泉中学高二下学期检测)如图所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可判定( C ) A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 解析：地面呈现的圆形黑影，说明该溶液对可见光是不透明的；温度计示数明显上升，由于红外线有显著的热作用，所以说明含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的，故选项C 正确，ABD错误。 3．(2020·浙江绍兴一中月考)(多选)第四代移动通信技术(4G)采用1 800 MHz～2 635 MHz 频段的无线电波；2020年我国正在全面推行第五代移动通信技术(5G)，采用3 300 MHz～5 000 MHz频段的无线电波。未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。下列说法正确的是( AC ) A．5G信号和4G信号都是电磁波 B．在真空中5G信号比4G信号传播速度大 C．在真空中5G信号比4G信号的波长小 D．5G信号和4G信号在空间产生的磁场的磁感应强度随时间是均匀变化的 解析：5G和4G信号都是电磁波，A正确；任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故5G信号和4G信号在真空中的传播速度相同，B错误；根据题意，在真空中5G信号比4G信号的频率大，结合c＝λf可知，5G信号比4G信号的波长小，C正确；根据麦克斯韦电磁场理
2009——2010学年第一学期期末考试 ?电磁场与微波技术?试卷A 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分) 1. 静电场是( ) A. 无散场 B. 旋涡场 C.无旋场 D. 既是有散场又是旋涡场 2. 已知(23)()(22)x y z D x y e x y e y x e =-+-+- ，如已知电介质的介电常数为0ε，则自由电荷密度ρ为( ) A. B. 1/ C. 1 D. 0 3. 磁场的标量位函数的单位是( ) A. V/m B. A C. A/m D. Wb 4. 导体在静电平衡下，其内部电场强度( ) A.为零 B.为常数 C.不为零 D.不确定 5. 磁介质在外部磁场作用下，磁化介质出现( ) A. 自由电流 B. 磁化电流 C. 传导电流 D. 磁偶极子 6. 磁感应强度与磁场强度的一般关系为( ) A.H B μ= B.0H B μ= C.B H μ= D.0B H μ= 7. 极化强度与电场强度成正比的电介质称为( )介质。 A.各向同性 B. 均匀 C.线性 D.可极化 8. 均匀导电媒质的电导率不随( )变化。 A.电流密度 B.空间位置 C.时间 D.温度 9. 磁场能量密度等于( ) A. E D B. B H C. 21E D D. 2 1B H 10. 镜像法中的镜像电荷是( )的等效电荷。 A.感应电荷 B.原电荷 C. 原电荷和感应电荷 D. 不确定 二、填空题(每空2分，共20分) 1. 电场强度可表示为_______的负梯度。 2. 体分布电荷在场点r 处产生的电位为_______。 0ε0ε
高中物理选修3-2期中测试 一、选择题 1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法 ①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 其中正确的是（） A .只有②④正确 B .只有①③正确 C .只有②③正确 D .只有①④正确 2.一飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行，飞机机身长为a ，翼展为b ；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B 1，竖直分量为B 2；驾驶员左侧机翼的端点用A 表示，右侧机翼的端点用B 表示，用E 表示飞机产生的感应电动势，则（） A .E = B 1vb ，且A 点电势低于B 点电势 B .E =B 1vb ，且A 点电势高于B 点电势 C .E =B 2vb ，且A 点电势低于B 点电势 D . E =B 2vb ，且A 点电势高于B 点电势 3.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈部）（） A .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 4.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0-T /2时间，直导线中电流向上，则在T /2-T 时间，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（） A .感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 i i