辽宁省大连市旅顺口区物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷
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 ．21
B B - B ．2
12
B B -
C ．1
22
B B -
D ．
1
3
B 【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
2
312
P 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 ．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．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：0
2
I
B
r
μ
π
=，其中r
0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．()
2
3
222
2
r I
R r
+
B．()
3
222
2
IR
R r
μ
+
C．()
2
3
222
2
IR
R r
μ
+
D．()
2
00
3
222
2
r I
R r
μ
+
【答案】C
【解析】
根据，0
2
I
B
r
μ
π
=,μ
0单位为：T?m/A；
A、等式右边单位：
2
3
m A
=A/m
m
，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/m
m
??
，左边单位为T，不同，故B错误；C、等式右边单位：
2
3
(T m/A)m A
=T
m
??
，左边单位为T，相同，故C正确；D、等式右边单位
2
3
(T m/A)m A
=T
m
??
，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．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
I
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2
L
，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 。
5．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 ．03
B IL B ．05B IL
C ．07B IL
D ．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
()2
200000222cos 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 。
6．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?。在M 、N 处各有一条长直导线垂直于纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流、方向如图所示，这时O 点磁感应强度的大小为B 1；若将N 处的长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小变为B 2。则B 1与B 2之比为
A ．1∶1
B ．12
C 2∶1
D ．2∶1
【答案】C 【解析】 【详解】
由题意可知O 点为MN 的中点，O 点磁感应强度的大小为B 1，则可知M 和N 在O 点处产
生的磁场磁感应强度为1
2
B ；当将N 处的长直导线移至P 处后，M 和N 在O 处产生的磁场如图所示：
由几何关系可知O 点的合磁感应强度大小为：
1
1
22222
B B B =?
= 所以：
1
1212::
2:12
B B B B == 故
C 正确，AB
D 错误。 故选C 。
7．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I ，方向如图所示。a 、b 和c 三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a 、b 和c 处的磁感应强度大小分别记为B 1、B 2和B 3，下列说法正确的是（ ）
A ．
B 1=B 2
C ．a 和c 处磁场方向垂直于纸面向外，b 处磁场方向垂直于纸面向里
D ．a 处磁场方向垂直于纸面向外，b 和c 处磁场方向垂直于纸面向里 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．由安培定则判断，对a 和b ，其临近的两条导线在a 和b 点产生的磁感应强度等大方向，磁感应强度相互抵消，则a 和b 处的磁感应强度就等于远离的那条导线产生的磁感应强度，有12B B =；对c ，其临近的两条导线在c 产生的磁感应强度等大同向，磁感应强度加倍，而远离c 的那条导线在c 产生的磁感应强度小于其临近的两条导线在c 产生的磁感
应强度，且方向相反，在c处的磁感应强度3B应大于a和b处的磁感应强度1B和2B, A 正确，B错误；
CD．由安培定则判断可得a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里，CD错误；
故选A．
8．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。
9．如图所示为两条长直平行导线的横截面图，两导线中均通有垂直纸面向外、强度大小相等的电流，图中的水平虚线为两导线连线的垂直平分线，A、B两点关于交点O对称，已知A点与其中一根导线的连线与垂直平分线的夹角为θ=30°，且其中任意一根导线在A点所产生的磁场的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是（）
A．根据对称性可知A、B两点的磁感应强度方向相同
B．A、B3B
C．A、B两点磁感应强度大小均为B
D．在连线的中垂线上所有点的磁感应强度一定不为零
【答案】B
【解析】 【分析】 【详解】
A ．根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在A 、
B 两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，A 、B 两点的磁感应强度大小相等，A 点磁场向下，B 点磁场向上，方向相反，A 错误； B
C ．两根导线在A 点产生的磁感应强度的方向如图所示
根据平行四边形定则进行合成，得到A 点的磁感应强度大小为
2cos303B B ?=
同理，B 点的磁感应强度大小也为
2cos303B B ?=
B 正确、
C 错误；
D ．只有当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时，合磁感应强度才为零，则知O 点的磁感应强度为零，D 错误。 故选B 。
10．如图甲所示，一个条形磁铁P 固定在水平桌面上，以P 的右端点为原点，中轴线为x 轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q 放置在x 轴上不同位置，设Q 与x 轴之间的夹角为θ.实验测得sin θ与x 之间的关系如图乙所示．已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B 0.下列说法正确的是( )
A ．P 的右端为S 极
B ．P 的中轴线与地磁场方向平行
C ．P 在x 0处产生的磁感应强度大小为B 0
D ．x 0处合磁场的磁感应强度大小为2B 0 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
磁场是客观存在的特殊物质形态，我们感觉不到，但可通过小磁针来体现．小磁针N 极的
受力方向即为磁场方向，或磁感线该点的切线方向为磁场方向．
A ．当x
趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x 趋向无穷大时，sin θ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x 的方向垂直，所以x 的方向为向东．当x 非常小时，小磁针的N 极沿x 方向，即向东．由图可知，开始时N 背离O 点，所以O 点处的磁极是N 极，故A 错误；
B ．由以上的分析可知，P 的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B 错误；
C ．由乙图可知，x 0处
2sin 2
θ=
则
45θ=?
P 在0x 处产生的磁感应强度大小P B
tan 45P
B B ?=
所以
0P B B =
故C 正确；
D ．0x 处合磁场的磁感应强度大小为
02sin 45B B B =
=?
故D 错误。 故选C 。
11．已知长直导线中电流I 产生磁场的磁感应强度分布规律是B =I
k
r
（k 为常数，r 为某点到直导线的距离）。如图所示，在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小分别为2I 和I 且方向相反的电流，O 点到两导线的距离相等。现测得O 点的磁感应强度的大小为0B 。则甲导线单位长度受到的安培力大小为（ ）
A ．
06
B I
B ．
04
B I
C ．
03
B I
D ．
02
B I
【答案】C 【解析】 【详解】
设两导线间距为d ，根据右手螺旋定则知，甲导线和乙导线在O 点的磁感应强度方向均为垂直纸面向里，根据矢量叠加有
02622
I I kI B k
k d d d =+= 乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小
6
B I B k
d == 则甲导线单位长度受到的安培力大小
023
B I
B IL F L ?=
= C 正确，ABD 错误。 故选C 。
12．某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m ，功率为5.0×10-3W 的连续激光．已知可见光波长的数量级为10-7m ，普朗克常量h ＝6.63×10-34J·s ，该激光器发出的 A ．是紫外线
B ．是红外线
C ．光子能量约为1.3×10-18J
D ．光子数约为每秒3.8×1016个
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
波长的大小大于可见光的波长，属于红外线．故A 错误，B 正确．光子能量
834
19
63106.6310
1.326101.510
c
E h J J λ
---?=??=??＝．故C 错误．每秒钟发出的光子数163.810Pt
n E =
?＝．故D 正确．故选BD ． 【点睛】 解决本题的关键熟悉电磁波谱中波长的大小关系，以及掌握光子能量与波长的大小关系
c
E h
λ
=．
13．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
x d
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
f
λ可知波长变长，选项E 正确；故选ACE.
14．如图所示，两根细长直导线平行竖直固定放置，且与水平固定放置的光滑绝缘杆MN 分别交于a 、b 两点，点O 是ab 的中点，杆MN 上c 、d 两点关于O 点对称．两导线均通有大小相等、方向相反的电流，通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B =I
k
r
，其中I 为导线中电流大小，r 为该点到导线的距离，k 为常量．一带负电的小球穿在杆上，以初速度v 0由c 点沿杆运动到d 点．设在c 、O 、d 三点杆对小球的支持力大小分别为F c 、F O 、F d ，则下列说法正确的是
A ．F c =F d
B ．F O C ．小球做变加速直线运动 D ．小球做匀速直线运动 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】 CD ．根据右手螺旋定则可知，从a 点出发沿连线运动到b 点，左边直导线产生的磁场垂直纸面向里，右边直导线产生的磁场垂直纸面也向里；距离左边直导线x 处的合磁场 12() I I kIl B B B k k x l x x l x =+=+=-- 由数学知识可知，当1 2 x l = 时B 最小，可知在ab 连线中点O 处磁场最弱，连线上合磁场 大小先减小过O 点后增大，方向先里，根据左手定则可知，小球从a 向b 运动过程中，受到向下的洛伦兹力作用，在速度方向不受力的作用，则将做匀速直线运动，故C 错误，D 正确． AB ．cd 两点关于O 点对称，磁感应强度相等，则小球受洛伦兹力相等，则杆对小球的支持力F c =F d ；O 点磁场最弱，则F O 点睛：本题考查了右手螺旋定则和左手定则的熟练应用，正确解答带电粒子在磁场中运动的思路为明确受力情况，进一步明确其运动形式和规律． 15．如图所示，用同种材料制成的四根相互平行的通电长直导线（每根导线电阻为r ） a b c d 、、、分别置于正方形的四个顶点上，四根导线都垂直于正方形所在平面。若每根 通电直导线单独存在时，通电直导线上的电流I 与通电直导线上的电流在正方形中心O 处产生的感应磁场B 的大小关系为(0)I B k k r =>，则四根通电导线同时存在时，以下选项正确的是（ ） A ．a 和b 通电电流都为I ，c 和d 通电电流为都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小 为32I k r ，方向水平向左 B ．a 通电电流为2I ，b c d 、、通电电流都为I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为 32I k r ，方向向左下方 C ．a 和b c 、通电电流都为I ，d 通电电流为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为5I k r ，方向向左下方 D ．a 通电电流为I ，b c d 、、通电电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为5I k r ，方向向左上方 【答案】AD 【解析】 【详解】 A.当四根导线同时存在时，根据安培定则可知，四根导线在O 点产生的磁感应方向分别为：a 导线产生的磁感应强度方向沿Oc 方向；b 导线产生的磁感应强度方向沿Oa ；c 导线产生的磁感应强度方向沿Oa ；d 导线产生的磁感应强度方向沿Oc ；根据平行四边形定则可知：a 和b 通电电流都为I ，c 和d 通电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为 °°2cos 452cos 45232I I I B k k k r r r =??+??=， 方向水平向左，故A 正确； B.a 通电电流为2I ，b c d 、、通电电流都为I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为 222()()13I I I I I B k k k k k r r r r r =+++=， 方向向左下方，故B 错误； C.a 和b c 、通电电流都为I ，d 通电电流为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为 222()()13I I I I I B k k k k k r r r r r =+++=， 方向向左下方，故C 错误； D.a 通电电流为I ，b c d 、、通电电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为 22222()()5I I I I I B k k k k k r r r r r =+++=， 方向向左上方，D 正确。 故选：AD 。 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《探究感应电流方向的规律》实验中 （1）用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。如图(1)所示实验表明，如果电流从负接线柱流入指针将向______偏转（填左或右）。 （2）观察如图（2）所示的线圈绕线方向，若电流从A 流入到B 流出，从上向下看电流的方向为______（填顺时针或逆时针）。 （3）用如图（3）所示的实验装置，若电流表指针向右偏转，则线圈中感应电流产生的磁场的方向_______（填向上或向下）。用电流表观察感应电流的方向，然后判断感应电流的 磁场方向，得到如下实验记录。 磁铁的磁场方向向下向下向上向上 磁铁的磁通量的变化增大减小增大减小 感应电流的磁场方向向上向下向下向上 由些得出下列判断中正确的是_________ A．感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反 B．感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同 C．磁通量增大时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反 D．磁通量减小时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反 【答案】左逆时针向上 C 【解析】 【分析】 【详解】 （1）[1]．根据电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转；如果电流从负接线柱流入指针将向左偏转； （2）[2]．如题目图（2）所示的线圈绕线方向，若电流从A流入到B流出，从上向下看电流的方向为逆时针； （3）[3]．用如题目图（3）所示的实验装置，若电流表指针向右偏转，那么从上向下看电流的方向逆时针，根据安培定则，则线圈中感应电流产生的磁场的方向向上。 [4]．由表中实验信息可知：当磁铁向上运动时，穿过闭合回路的磁通量减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；当磁铁向下运动时，穿过闭合回路的磁通量增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故ABD错误，C正确。 17．某同学利用如图所示的器材做“研究电磁感应现象”的实验。器材包括：灵敏电流计、直流电源、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电键、滑动变阻器、导线若干（图中没有画出）。（1）请你根据实验需要用笔画线代替导线帮助该同学在实物图上连线，连接滑动变阻器的两根导线要求接在接线柱C和D上________。 （2）连接好实验电路后，在闭合电键瞬间，该同学发现电流计指针向右偏转。在以下操作 步骤中他将观察到的实验现象是： ①闭合电键后，将滑动变阻器的滑动触头向接线柱C端滑动时，电流计指针将_____ （选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。 ②闭合电键后，快速将线圈A中的铁芯向上拔出时，电流计指针将______（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。 ③将电键断开的瞬间，电流计指针将______（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。 【答案】右偏左偏左偏 【解析】 【详解】 （1）[1]根据实验原理和目的连接电路： （2）①[2]闭合电键瞬间，穿过B的磁通量增加，电流表指针向右偏转，闭合电键后，将滑动变阻器的滑动触头向接线柱C端滑动时，流过A的电流增大，磁极方向未变，磁通量增大，所以电流表指针右偏； ②[3]同理，闭合电键后，快速将线圈A中的铁芯向上拔出时，磁极未变，磁通量减小，电流表指针左偏； ③[4]将电键断开的瞬间，磁极未变，磁通量减小，电流表指针左偏。 18．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺的导线补接完整_________； （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，那么合上开关，且在原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将_________（填“向左偏”或“向右偏”）；滑片不动，将原线圈A迅速拔出副线圈B，电流计指针将_________（填“向左偏”或“向右偏”）。 【答案】 向左偏向左偏 【解析】 【分析】 【详解】 （1）[1]如图所示 （2）[2][3]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；将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，线圈A中电流减小，穿过线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏；将原线圈迅速拔出副线圈时，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏。 19．如图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指针的偏转情况． （1）图甲电路中串联定值电阻R主要是为了_____ A．减小电路两端的电压，保护电源 B．增大电路两端的电压，保护电源 C．减小电路中的电流，保护灵敏检流计 D．减小电路中的电流，便于观察灵敏检流计的读数 （2）实验操作如图乙所示，当磁铁向上抽出时，检流计G中指针是_____偏（填“左”或“右”）；继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是______线圈（填“插入”或“抽出”）． 【答案】（1）C；（2）右，抽出 【解析】 试题分析：根据楞次定律，通过磁通量的变化判断感应电流的方向，以及通过感应电流的 方向判断磁通量是增加还是减小． 解：（1）电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏检流计．故C正确，A、B、D 错误． （2）在乙图中，当磁铁向上抽出，磁通量减小，根据楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，则流过电流计的电流方向为从下往上，所以检流计指针向右偏．在丙图中，知感应电流流过检流计的方向是从上而下，则感应电流的磁场方向向上，与原磁场方向相同，知磁通量在减小，即磁铁抽出线圈． 故答案为（1）C；（2）右，抽出． 【点评】解决本题的关键掌握楞次定律的内容，并且能灵活运用． 20．张老师在“探究楞次定律”的实验中，如图甲、乙、丙所示是实验中连接的三个回路。其中图甲是将一节旧电池和电流计通过开关连接，通过试触操作，其实验目的是 __________；完成图甲实验操作后，把电流计与螺线管B连接，将图丙中的螺线管A插入图乙中的螺线管B中，闭合电键K的瞬间，图乙中电流计的指针向右偏转，保持电键闭合状态，再观察图乙中电流计指针_________（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）；然后将图丙中滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，观察图乙中电流计指针____（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）。 【答案】判别电流表指针的偏转方向与电流方向关系不偏向左偏 【解析】 【分析】 【详解】 [1][2][3]试触目的是判别电流表指针的偏转方向与电流方向关系；根据楞次定律，电键保持闭合状态，磁通量不变，感应电流为零，所以电流计指针不偏；图丙中滑动变阻器的滑片P向右滑动，电阻变大，A中电流变小，穿过线圈磁通量减小，产生感应电流，根据楞次定律，感应电流方向与闭合电键K的瞬间电流方向相反，所以图乙中电流计指针向左偏。 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 电磁感应综合问题 电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下 两个方面： （1）受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。 （2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在 R上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若 导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从 功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往 是解决电磁感应问题的重要途径． 【例1】如图1所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度 为l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计，导线框一长边 及x 轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求： （1）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律； （2）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案：（1）)()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π （2）R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示，两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内，它们之间的距离为l =0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s 2，方向及初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求： （1）电流为零时金属杆所处的位置； （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向； （3）保持其他条件不变，而初速度v 0取不同值，求开始时F 的方 也论电磁波的预言及其发现过程 摘要：文章根据麦克斯韦的著作和赫兹的《综合文集》、《电波》和《回忆、书信和日记》以及相关文献，对麦克斯韦预言电磁波的问题和赫兹实验发现电磁波的过程进行了仔细考察，指出麦克斯韦没有明确预言电磁波的存在，麦克斯韦的理论不是赫兹电磁学实验研究的直接指导思想。文章认为亥姆霍兹为普鲁士科学院所提出的1879年悬赏课题对赫兹发现电磁波起到了直接的引导作用，而电磁波的发现则主要归因于赫兹精湛的实验技能和敏锐的观察力。 麦克斯韦（Maxwell，1831—1879）建立电磁场理论和赫兹（Hertz，1857—1894）实验发现电磁波是19世纪物理学发展史上的重大事件。对麦克斯韦建立电磁场理论的过程及其思想方法和赫兹发现电磁波的过程进行深人研究是物理学史一个重要课题。国内外许多学者对此作过不同程度的探讨，但在麦克斯韦预言电磁波的问题上以及讨论和分析赫兹实验研究的指导思想、赫兹实验研究过程等方面还存在不少分歧和疑点，致使人们对麦克斯韦电磁场理论的实质和赫兹发现电磁波的过程难以获得全面、正确的认识。 有鉴于此，我们认为，有必要根据麦克斯韦的著作和赫兹论文集、日记、书信以及赫兹1887年实验笔记，结合国内外学者的相关研究成果，对麦克斯韦预言电磁波的问题和赫兹发现电磁波的过程进行更加深人的考察，以期对这一重大科学发现的历史过程给予更为恰当的阐述，并力图澄清人们关于麦克斯韦电磁场理论和赫兹电磁学实验研究的一些模糊认识。 1、麦克斯韦预言电磁波问题的再考察 1855—1864年间，麦克斯韦发表了一系列电磁学的研究论文，建立起以方程组为核心的电磁场理论。在1861—1862年间发表的《论物理力线》一文的第三部分，麦克斯韦用数学的方法提出了位移电流的概念，并指出位移电流的大小等于电位对时间的变化率，并用方程描述了安培定律。他在1864年发表的《电磁场的动力学理论》一文中，总结出有关电磁场的九个重要的方程，而在1873年出版的《电磁通论》一书中，又给出了11个重要的方程。至此，麦克斯韦关于电磁场理论的整体框架的建立最终完成。 1862年，麦克斯韦在《论物理力线》一文的第三部分，首次提出了光的电磁学说的观点：“我们几乎不可回避这样的一个推论：光是由电磁现象引起的在同种媒质中的横波。”在1864年发表的《电磁场的动力学理论》一文的第六部分，麦克斯韦再次论述这个问题。根据静电单位和电磁单位之间的转换系数是与光速非常接近的一个数值，他指出：“这种结果的一致性似乎表明光和磁是同一种物质的属性，光是遵循电磁定律在场中传播的电磁扰动。” 在1873年出版的《电磁通论》一书的第20章第四部分，麦克斯韦导出了在无源、非导电区域的矢势传播的方程，对光的电磁学说作了更完整的论述。在《电磁通论》一书的最后，对已有电磁学理论进行了总结，麦克斯韦指出：“由此可见，所有的这些理论都引向一种媒质的观念，而传播就是在那种媒质中进行的而且我认为，如果我们采纳这种媒质作为一种假说，它就应该在我们的探索中占据一种突出的地位，而且我们就应该努力构造一种关于它的作用的一切细节的思想表象，而这就一直是我在这部著作中的目标。” 从这些论述可以看出，麦克斯韦清楚地认识到电磁扰动是以光的速度传播的。但是，这不足以说明他知道电流的源能够产生辐射。人们理所当然地认为，只要他赞同了光的电磁理论，他也就会认识到电磁辐射的存在。事实上，麦克斯韦相信光是一种电磁现象，光所遵循的规律都可以从电磁学的规律推演出来，所有这些现象都服从关于同种媒质的理论。在上述相关论著中，麦克斯韦对这个问题的论述要点可以概括如下： （l）电磁作用传播速度与光速接近； （2）光的和电磁的以大是一种相同的煤质； （3）电磁现象和光现象都是这种媒质力学状态的表现形式； （4）建立光和电磁作用传播媒质的统一理论是电磁学理论研究的重要目标。 在麦克斯韦的这些论著中，他没有明确地预言电磁波的存在。因此，我们就能够更好地理解麦克斯韦 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 电磁感应 1.★电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 （1）产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0。 （2）产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 （3）电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 （1）定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：Φ=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面；磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.★楞次定律 （1）楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割 磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 （2）对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。 ③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”。 ④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 （3）楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化； ②阻碍物体间的相对运动； ③阻碍原电流的变化（自感）。 ★★★★4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=nΔΦ/Δt 当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv。 （1）两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v 若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势：若v为平均速度，算出的就是平均电动势。 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 高中物理总复习 —电磁感应 本卷共150分，一卷40分，二卷110分，限时120分钟。请各位同学认真答题，本卷后附答案及解析。 一、不定项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分． 1．图12-2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则（） A．甲图中外力做功多B．两图中外力做功相同 C．乙图中外力做功多D．无法判断 2．图12-1，平行导轨间距为d，一端跨接一电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（） A． Bdv R B．sin Bdv R θ C．cos Bdv R θ D． sin Bdv Rθ 3．图12-3，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是（）A．所用拉力大小之比为2:1 R v a b θ d 图12-1 M v B B ．通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C ．拉力做功之比是1:4 D ．线框中产生的电热之比为1:2 4． 图12-5，条形磁铁用细线悬挂在O 点。O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是 （ ） A ．在磁铁摆动一个周期内，线圈内感应电流的方向改变2次 B ．磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 5. 两相同的白炽灯L 1和L 2，接到如图12-4的电路中，灯L 1与电容器串联，灯L 2与电感线圈串联，当a 、b 处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L 1的亮度大于大于灯L 2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 （ ） A ．最大值仍为U m ，而频率大于f B ．最大值仍为U m ，而频率小于f C ．最大值大于U m ，而频率仍为f D ．最大值小于U m ，而频率仍为f 6．一飞机，在北京上空做飞行表演．当它沿西向东方向做飞行表演时(图12-6)，飞行员左右两机翼端点哪一点电势高( ) A ．飞行员右侧机翼电势低，左侧高 B ．飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低 C ．两机翼电势一样高 D ．条件不具备，无法判断 7．图12-7，设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)应是( ) A ．有顺时针方向的感应电流 B ．有逆时针方向的感应电流 C ．有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D ．无感应电流 8．图12-8，a 、b 是同种材料的等长导体棒，静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上，b 棒的质量是a 棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a 棒以4.5J 的初动能，使之向左运动，不 L 1 L 2 图12-4 v 0 a b 图12-8 图12-6 S N O 图12-5 图12-7 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】 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 届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中，是取格物致理四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点，具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0。 (2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S，即=BS，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过 该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.楞次定律 (1)楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即增反减同。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 (3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍 原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=n/t 电磁波的发现 教学目标 1.了解电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献； 2.了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性； 3.体会赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。 教学重点与难点 重点：了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义 难点：知道变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 进行新课： 新课导入：科学家们设想，为了进一步地开发利用太阳能，建设太空太阳能发电站，将发电站发射到同步轨道上，展开巨大的太阳能电池板，接收太阳能发电。发出的电要怎样才能输送到地球上呢？ 一、变化的磁场产生电场 实验为证 如右图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡 发光 讨论: ①如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流电场吗?（有 电场,无电流） ②线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗?（有） ③若改成恒定的直流电,还有电场吗? （无） 麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在 说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场) 二、变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场 根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场 理解: (1) 电场均匀变化产生稳定磁场 (2) 非均匀变化产生变化磁场 麦克斯韦电磁场理论的理解: ①恒定的电场不产生磁场 ②恒定的磁场不产生电场 ③均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 ④均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 ⑤振荡电场产生同频率的振荡磁场 ⑥振荡磁场产生同频率的振荡电场 电场和磁场的变化关系 电磁波 1电磁场:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,…… 变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场 2电磁波 电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 电磁波的特点: (1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B做正弦规律,二者相互垂直,均与波 的传播方向垂直 (2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf (3) 电磁波具有波的特性 电磁波的实验证明 赫兹的电火花实验 赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.他还测量出电磁 波和光有相同的速度.这样赫兹证明了麦克斯韦关于光的电磁理论 赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波 例1．关于电磁场理论的叙述正确的是( ) A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C.变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D.电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 答案AB 解析变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流.若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、 电磁波的发现课件 1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。 2、了解电磁场在空间传播形成电磁波。 3、了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。 过程： 一、伟大的预言 说明：法拉第发现电磁感应现象那年，麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生，从小就表现出了惊人的数学和物理天赋，他从小热爱科学，喜欢思考，1854年从剑桥大学毕业后，精心研读了法拉第的著作，法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦，但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点，那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。因此，这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。1860年初秋，麦克斯韦特意去拜访法拉第，两人虽然在年龄上相差四十岁，在性情、爱好、特长方面也迥然各异，可是对物质世界的看法却产生了共鸣。法拉第鼓励麦克斯韦：“你不应停留在数学解释我的观点”，而应该突破它。 说明：麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果，结合了自己的创造性工作，最终建立了经典电磁 场理论。 说明：法拉第电磁感应定律告诉我们：闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，我们知道电荷的定向移动形成电流，为什么会产生感应电流呢？一定是有了感应电场，因此，麦克斯韦认为，这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场，电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动，产生了感应电流。即使变化的磁场周围没有闭合电路，同样要产生电场。变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律 说明：自然规律存在着对称性与和谐性，例如有作用力就有反作用力。既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场能否产生磁场呢？麦克斯韦大胆地假设，变化的电场能够产生磁场。 问：什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场？（例如通电螺线管中的电流发生变化，那么螺线管内部的磁场要发生变化） 说明：根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场能够引起变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场.........这样变化的电场引起变化的磁场，变化的磁场又引起变化的电场，变化的电场和磁场交替产生，由近及远传播就形成了电磁波。 二、电磁波 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 电磁感应·专题复习 一. 知识框架： 二. 知识点考试要求： 知识点 要求 1. 右手定则 B 2. 楞次定律 B 3. 法拉第电磁感应定律 B 4. 导体切割磁感线时的感应电动势 B 5. 自感现象 A 6. 自感系数 A 7. 自感现象的应用 A 三. 重点知识复习： 1. 产生感应电流的条件 （1）电路为闭合回路 （2）回路中磁通量发生变化?φ≠0 2. 自感电动势 （1）E L I t 自=? ?? （2）L —自感系数，由线圈本身物理条件（线圈的形状、长短、匝数，有无铁芯等）决定。 （2）自感电动势的作用：阻碍自感线圈所在电路中的电流变化。 （4）应用：<1>日光灯的启动是应用E 自 产生瞬时高压 <2>双线并绕制成定值电阻器，排除E 自 影响。 3. 法拉第电磁感应定律 （1）表达式：E N t =??φ N —线圈匝数；?φ—线圈磁通量的变化量，?t —磁通量变化时间。 （2）法拉第电磁感应定律的几个特殊情况： i ）回路的一部分导体在磁场中运动，其运动方向与导体垂直，又跟磁感线方向垂直时，导体中的感应电动势为E B l v = 若运动方向与导体垂直，又与磁感线有一个夹角α时，导体中的感应电动势为：E B l v =s i n α ii ）当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S 保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时线圈中的感应电动势为E B t S = ?? iii ）若磁感应强度不变，而线圈的面积均匀变化时，线圈中的感应电动势为：E B S t =?? iv ）当直导线在垂直匀强磁场的平面，绕其一端作匀速圆周运动时，导体中的感应电动势为：E Bl =12 2ω 注意： （1）E B l v =s i n α用于导线在磁场中切割磁感线情况下，感应电动势的计算，计算的是切割磁感线的导体上产生的感应电动势的瞬时值。 （2）E N t =??φ ，用于回路磁通量发生变化时，在回路中产生的感应电动势的平均值。 （3）若导体切割磁感线时产生的感应电动势不随时间变化时，也可应用E N t =??φ ，计算E 的瞬时值。 4. 引起回路磁通量变化的两种情况： （1）磁场的空间分布不变，而闭合回路的面积发生变化或导线在磁场中转动，改变了垂直磁场方向投影面积，引起闭合回路中磁通量的变化。 （2）闭合回路所围的面积不变，而空间分布的磁场发生变化，引起闭合回路中磁通量的变化。 5. 楞次定律的实质：能量的转化和守恒。 楞次定律也可理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因。 （1）阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化 （2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。 （3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 （4）阻碍原电流的变化（自感现象）。 6. 综合题型归纳 （1）右手定则和左手定则的综合问题 （2）应用楞次定律的综合问题 （3）回路的一部分导体作切割磁感线运动 （4）应用动能定理的电磁感应问题 （5）磁场均匀变化的电磁感应问题 （6）导体在磁场中绕某点转动 （7）线圈在磁场中转动的综合问题 （8）涉及以上题型的综合题 【典型例题】 例1. 如图12-9所示，平行导轨倾斜放置，倾角为θ=?37，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B T =4，质量为m k g =10.的金属棒ab 直跨接在导轨上，ab 与导轨间的动摩擦因数μ=025.。ab 的电阻r =1Ω，平行导轨间的距离L m =05.，R R 1218== Ω，导轨电阻不计，求ab 在导轨上匀速下滑的速度多大？此时ab 所受人教版(2019)高二物理必修三册第十三章第4节电磁波的发现及应用课时练习
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