高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷真题汇编[解析版]

高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷真题汇编[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，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B 3＝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．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；

3．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．

4．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．

5．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．

6．如图所示，在匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l ，图中P 、Q 连线竖直。当两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零。已知通电导线P 在a 处产生的磁感应强度大小为0B ，则（ ）

A 03

B ，方向竖直向上

B 03B ，方向竖直向下

C 02B ，方向水平向右