2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步測評課后習(xí)題含解析新人教版必修3

PAGE9-第十三章測評(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共12個小題,每題4分,共48分。1~8是單選題,9~12是多選題,多選、錯選均不得分,漏選得2分)1.人眼對綠光較為敏感,正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時,只要每秒鐘有6個綠光的光子射入瞳孔,眼睛就能察覺。普朗克常量為6.63×10-34J·s,光速為3×108m/s,則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率約是()A.2.3×10-18W B.3.8×10-19WC.7.0×10-10W D.1.2×10-18W解析因只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔,眼睛就能察覺。所以察覺到綠光所接收的最小功率P=Et,式中E=6ε,又ε=hν=hc可解得P=6×6.63×10-34×3×108530×10答案A2.如圖所示,圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷,當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動,以下說法正確的是()A.a、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B.b的N極向紙外轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C.b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn),而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D.b的N極向紙里轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)解析由于圓環(huán)帶負(fù)電荷,故當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,等效電流的方向為逆時針,由安培定則可推斷環(huán)內(nèi)磁場方向垂直紙面對外,環(huán)外磁場方向垂直紙面對內(nèi),磁場中某點的磁場方向即是放在該點的小磁針靜止時N極的指向,所以b的N極向紙外轉(zhuǎn),a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)。答案B3.(2024上海高三二模)如圖所示的磁感線分布狀況,以O(shè)點(圖中白點)為坐標(biāo)原點,沿Z軸正方向,磁感應(yīng)強度B大小的變更最有可能為()解析磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強度B的大小,所以從題圖中可以看出,從O點沿著Z軸向上的過程中,磁感應(yīng)強度B先減小再增大,所以C正確,A、B、D錯誤。答案C4.(2024浙江高二期中)如圖所示,兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2,且I1>I2;a,b兩點對稱分布在兩導(dǎo)線兩側(cè),磁感應(yīng)強度分別是Ba和Bb,F1和F2分別為電流I1和I2受到的安培力,則()A.F1<F2 B.F1>F2C.Ba<Bb D.Ba>Bb解析兩導(dǎo)線之間的作用力是相互作用力,總是等大反向,即F1=F2,選項A、B錯誤;依據(jù)右手螺旋定則知兩電流在a、b兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向相反,由于I1>I2,故Ba>Bb,選項C錯誤,D正確。答案D5.(2024上海高二期末)如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N的閉合線圈abcd水平放置,與勻強磁場B夾角θ=45°。現(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時針轉(zhuǎn)動90°,則線圈在初、末位置磁通量的變更量的確定值為()A.0 B.2BSC.2NBS D.22解析兩次狀況下磁感線穿過線圈的面不同,設(shè)初位置時穿過線圈的磁通量為正,則初位置時Φ1=(Bsinθ)S=22BS,末位置時Φ2=(-Bcosθ)S=-22BS,則初、末位置磁通量的變更量的確定值為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2答案B6.如圖所示,矩形閉合線圈abcd豎直放置,OO'是它的對稱軸,通電直導(dǎo)線AB與OO'平行,且AB、OO'所在平面與線圈平面垂直,如要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,可行的做法是()A.AB中電流I漸漸增大B.AB中電流I先增大后減小C.AB正對OO',漸漸靠近線圈D.線圈繞OO'軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視)解析由于通電直導(dǎo)線AB與OO'平行,且AB、OO'所在平面與線圈平面垂直。AB中無論電流如何變更,或AB正對OO'靠近線圈或遠(yuǎn)離線圈,線圈中磁通量均為零,不能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項A、B、C錯;線圈繞OO'軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視),穿過閉合線圈的磁通量變更,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項D正確。答案D7.在法拉第時代,下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的試驗中,能視察到電流表的變更的是()A.將線圈與電流表組成一閉合回路,讓磁鐵穿過線圈視察電流表的變更B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后視察電流表的變更C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去視察電流表的變更D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,待電路穩(wěn)定后,視察電流表的變更解析產(chǎn)生感應(yīng)電流必需滿意的條件:①電路閉合;②穿過閉合電路的磁通量要發(fā)生變更。選項B電路閉合,但磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項B不能視察到電流表的變更,A能視察到電流表的變更;選項C滿意產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,也能產(chǎn)生感應(yīng)電流,但是等我們從一個房間到另一個房間后,電流表中已沒有電流,故選項C也不能視察到電流表的變更;選項D電路穩(wěn)定后不滿意產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,不行以視察到電流表的變更,所以選A。答案A8.在勻強磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動的導(dǎo)體棒ab、cd,導(dǎo)體棒ab、cd的運動速度分別為v1、v2,如圖所示,ab棒上有電流通過,則不行能有()A.v1>v2 B.v1<v2C.v2=2v1 D.v1=v2解析對于勻強磁場來說,磁通量Φ=BS,依據(jù)題中條件,當(dāng)穿過閉合電路中磁場的有效面積S發(fā)生變更時才有Φ的變更,因此應(yīng)有v1≠v2,所以A、B、C都有可能,D不行能。答案D9.下列說法正確的是()A.磁場中某點的磁感應(yīng)強度可以這樣測定:把一小段通電導(dǎo)線放在該點時,受到的磁場力F與該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I的乘積的比值B=FILB.通電導(dǎo)線在某點不受磁場力的作用,則該點的磁感應(yīng)強度確定為零C.磁感應(yīng)強度B=FIL只是定義式,它的大小取決于場源及磁場中的位置,與F、I、LD.磁場是客觀存在的物質(zhì)解析A選項考查的是磁感應(yīng)強度的定義,只有當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時才有B=FIL,A錯誤;B選項中,當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場平行時,不受磁場力,此時,磁感應(yīng)強度不確定為零,B錯誤;C選項中,B=F答案CD10.(多選)如圖所示,直導(dǎo)線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn),其磁場互不影響,當(dāng)開關(guān)S閉合后,小磁針北極N(黑色一端)指示的磁場方向正確的是(小磁針a平放在與AB垂直的平面上)()A.a B.b C.c D.d解析為了便于推斷小磁針N極的指向是否正確,可先依據(jù)安培定則畫出有關(guān)磁場中經(jīng)過小磁針的磁感線及其方向,如圖所示。依據(jù)安培定則,對于通電直導(dǎo)線AB,磁感線是以導(dǎo)線AB上各點為圓心的同心圓,且都在跟導(dǎo)線垂直的平面上,其方向是逆時針方向,明顯小磁針a標(biāo)示錯誤。通電螺線管C內(nèi)部的磁感線是由左向右,外部的磁感線是由右向左,故b標(biāo)示正確,c標(biāo)示錯誤。對電磁鐵D(與蹄形磁鐵相像),由安培定則可知,電磁鐵的左端為N極,右端為S極,可見小磁針d標(biāo)示正確。因此正確選項為B、D。答案BD11.(2024·全國卷Ⅱ)如圖,紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a、b兩點,它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中,外磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0,方向垂直于紙面對外。已知a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小分別為13B0和12B0,方向也垂直于紙面對外。則(A.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為712BB.流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為112BC.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為112BD.流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為712B解析設(shè)L1在a、b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度分別為B1a、B1b,L2在a、b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度分別為B2a、B2b,依據(jù)安培定則可知,B1a=B1b,方向均垂直紙面對里;B2a=B2b,B2a方向垂直紙面對里,B2b方向垂直紙面對外;依據(jù)題意,對a點有,B1a+B2a-B0=-B03。對b點有,B1b-B2b-B0=-B02,聯(lián)立以上方程解得B1a=B1b=7B012,B2答案AC12.(2024·全國卷Ⅰ)如圖,三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距,均通有電流I,L1中電流方向與L2中的相同,與L3中的相反,下列說法正確的是()A.L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶3D.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為3∶3解析利用同向電流相互吸引,異向電流相互排斥,受力分析如下設(shè)隨意兩導(dǎo)線間作用力大小為F,則L1受合力F1=2Fcos60°=F,方向與L2、L3所在平面平行;L2受合力F2=2Fcos60°=F,方向與L1、L3所在平面平行;L3所受合力F3=2Fcos30°=3F,方向與L1、L2所在平面垂直;故選B、C。答案BC二、試驗題(本題共2個小題,每題6分,共12分)13.(2024北京順義高二期中)繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按如圖所示方法連接,推斷在以下各狀況中,線圈Ⅱ中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生。①閉合開關(guān)S的瞬間。

②保持開關(guān)S閉合時。

③斷開開關(guān)S的瞬間。

④開關(guān)S閉合且將滑動變阻器R0的滑動端向左滑動時。(以上各空均填“有”或“無”)

解析①閉合開關(guān)S的瞬時,穿過線圈Ⅱ的磁通量變更,有感應(yīng)電流產(chǎn)生;②保持開關(guān)S閉合時,穿過線圈Ⅱ的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生;③斷開開關(guān)S的瞬時,穿過線圈Ⅱ的磁通量發(fā)生變更,有感應(yīng)電流產(chǎn)生;④開關(guān)S閉合且將滑動變阻器R0的滑動端向左滑動時,穿過線圈Ⅱ的磁通量發(fā)生變更,有感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案①有②無③有④有14.(2024北京門頭溝一模)某同學(xué)用如圖所示的試驗器材來探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。(1)圖中已經(jīng)用導(dǎo)線將部分器材連接,請補充完成圖中實物間的連線。(2)若連接好試驗電路并檢查無誤后,閉合開關(guān)的瞬間,視察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線圈(填“A”或“B”)中有了感應(yīng)電流。開關(guān)閉合后,他還進行了其他兩項操作,發(fā)覺也產(chǎn)生了感應(yīng)電流,請寫出兩項可能的操作:

①;

②。

解析(1)本試驗中線圈A與電源相連,通過調(diào)整滑動變阻器使線圈A中的磁通量發(fā)生變更,從而使線圈B產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故線圈B應(yīng)與檢流計相連,如圖所示:(2)閉合開關(guān)的瞬間,視察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線圈B中有了感應(yīng)電流;線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流的緣由是其磁通量發(fā)生變更,則可能的操作:①將滑動變阻器的滑片快速滑動;②將線圈A(或鐵芯)快速抽出。答案(1)見解析(2)B見解析三、計算題(本題共4個小題,每題10分,共40分)15.一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向水平向右,一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置,平面abcd與豎直方向成θ角,將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角,則穿過線圈平面的磁通量的變更量是多少?解析起先時穿過線圈平面的磁通量為Φ1=BScosθ。后來穿過線圈平面的磁通量為Φ2=-BScosθ則磁通量的變更量為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScosθ。答案2BScosθ16.磁場中放一與磁場方向垂直的電流元,通入的電流是2.5A,導(dǎo)線長10cm,它受到的磁場力為5×10-2N。問:(1)這個位置的磁感應(yīng)強度是多大?(2)假如把通電導(dǎo)線中的電流增大到5A時,這一點的磁感應(yīng)強度是多大?(3)假如通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力,是否可以確定這里沒有磁場。解析(1)由磁感應(yīng)強度的定義式得B=FIL=5×10(2)磁感應(yīng)強度B是由磁場和空間位置(點)確定的,和導(dǎo)線的長度L、電流I的大小無關(guān),所以該點的磁感應(yīng)強度還是0.2T。(3)不行以。假如通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力,則有兩種可能:①該處沒有磁場;②該處有磁場,但通電導(dǎo)線與磁場方向平行。答案(1)0.2T(2)0.2T(3)不行以17.如圖所示,固定于水平面上的金屬框架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t=0時,磁感應(yīng)強度為B0,此時MN所在的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從t=0起先,磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變更?請推導(dǎo)出這種狀況下B與t的關(guān)系式。解析要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變更,在t=0時刻,穿過線圈平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2設(shè)t時刻的磁感應(yīng)強度為B,此時磁通量為Φ2=Bl(l+vt)由Φ1=Φ2,得B=B0答案B=B18.如圖所示,ab、cd為兩根相距2m的平行金屬導(dǎo)軌,水平放置在豎直向下的勻強磁場中,通以5A的電流時,質(zhì)量為0.3