盘锦市高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波试卷检测题

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盘锦市高中物理必修第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、O2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=O1N=NO2 =O2P.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B1、N点的磁感应强度大小为B2,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.212BB-C.122BB-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1lB,在距离中点3l位置的磁感应强度为3lB,故M点磁感应强度113l lB B B=+,N点磁感应强度211l lB B B=+,当拿走金属环B后,P点磁感应强度2312P lBB 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.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 .()232220RIB 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.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:002IB r μπ=,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/A 2).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r 0处的磁感应强度应为( )A .()2032222r I R r+ B .()032222IRR rμ+C .()2032222IR R rμ+ D .()20032222r IR rμ+【答案】C 【解析】根据,002IB r μπ=,μ0单位为:T•m/A ; A 、等式右边单位:23m 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:23(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23(T m/A)m A=T m ⋅⋅,左边单位为T ,相同,但当r 0=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r 0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.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。

已知每条导线在O 点磁感应强度大小为0B ,则正六边形中心O 处磁感应强度的大小和方向( )A .大小为零B .大小02B ,方向沿x 轴负方向C .大小04B ,方向沿x 轴正方向D .大小04B ,方向沿y 轴正方向 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据磁场的叠加原理,将最右面电流向里的导线在O 点产生的磁场与最左面电流向外的导线在O 点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B 1;同理,将左上方电流向外的导线在O 点产生的磁场与右下方电流向里的导线在O 点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B 2;将右上方电流向里的导线在O 点产生的磁场与左下方电流向外的导线在O 点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B 3。

如图所示:根据磁场叠加原理可知12302B B B B ===由几何关系可知B 2与B 3的夹角为120°,故将B 2与B 3合成,则它们的合磁感应强度大小也为2B 0,方向与B 1的方向相同,最后将其与B 1合成,可得正六边形中心处磁感应强度大小为4 B 0,方向沿y 轴正方向. 选项D 正确,ABC 错误。

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.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'=.如图所示:感应强度方向夹角为120°,合磁感应强度B B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。

7.2019年被称为5G元年,这一年全球很多国家开通了5G网络。

5G网络使用的无线电波通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段,比目前4G通信频率在0.3GHz~3.0GHz 间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。

下列说法正确的是()A.4G信号是横波,5G信号是纵波B.4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象C.5G信号比4G信号波长更长,相同时间传递的信息量更大D.5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站【答案】D【解析】【分析】【详解】A.4G和5G信号均为电磁波,电磁波传播过程中,电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直,故电磁波为横波,故A错误;B.4G和5G信号的频率不同,不能发生稳定的干涉现象,故B错误;C.5G信号比4G信号波长小,频率高,光子的能量大,故相同时间传递的信息量更大,故C错误;D.因5G信号的频率高,则波长小,4G信号的频率低,则波长长,则5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站,故D正确。

故选D。

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.已知无限长的直线电流磁场的磁感应强度的大小跟电流强度I成正比,跟离开导线的距离r成反比,即kIBr(k>0)。

如图所示,三根无限长的通电直导线M、N、P都垂直纸面放置,构成一个直角三角形,∠N=90°,∠P=30°,O为MP边中点。

三根导线中电流大小相同,方向如图。

则O点磁场方向应为()A.A方向B.E方向C.C方向D.D方向【答案】C【解析】【分析】【详解】ABCD.由安培定则判断通电直导线产生的磁场方向,可知M、P在O点产生的磁场方向都过O点且垂直于MP向下;N在O点产生的磁场方向过O点垂直于NO向上。