高中人教版 (2019)第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试同步练习题

章末质量评估(五)

(时间:90分钟　满分:100分)

一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)

1.关于磁场、磁感线和电场线,下列说法正确的是 (　　)

A.磁感线是闭合曲线,而电场线不是闭合曲线

B.磁感线和电场线都是相互平行的

C.地磁场的磁感线起于地理北极附近,终止于地理南极附近

D.磁感线和电场线都是真实存在的

答案:A

2.下列波中不属于电磁波的是 (　　)

A.消毒用的紫外线

B.透视用的X射线

C.教室里的读书声

D.遥控器发出的红外线

答案:C

3.如图所示的磁体的N、S两极间的磁场分布足够广且可视为匀强磁场,将一矩形闭合金属线框垂直于磁场方向(竖直向下)放在该磁场中.下列情况中,线框中能产生感应电流的是              (　　)

A.线框绕图中竖直轴aa'旋转

B.线框绕图中水平轴bb'旋转

C.线框竖直向上平移

D. 线框竖直向下平移

答案:B

4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与水平方向的夹角为30°,图中实线位置有一面积为S的矩形线圈,并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置(图中虚线位置),则在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量的大小为

　 (　　)

A.BS B.BS      C.BS D.2BS

答案:C

5.如图所示,两个同样的导线环同轴平行悬挂,相隔一小段距离.当同时给两个导线环通同方向的电流时,两导线环将　              (　　)

A.相互吸引     B.相互排斥      C.保持静止   D.边吸引边转动

答案:A

6.关于电磁波与声波的比较,下列说法错误的是 (　　)

A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质

B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大

C.由空气进入水中时,电磁波波长变短,声波波长变长

D.电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的,与其他因素无关

答案:D

7.硅光电池利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.h为普朗克常量,c为真空中的光速,若有N个波长为λ0的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为              (　　)

A.h     B.Nh      C.Nhλ0     D.2Nhλ0

答案:B

8.电磁场理论的两大支柱是 (　　)

A.变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场

B.变化的磁场产生变化的电场;变化的电场产生变化的磁场

C.变化的磁场产生磁场;变化的电场产生电场

D.变化的磁场产生变化的磁场;变化的电场产生变化的电场

解析:根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,选项A正确,选项C错误.根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场产生恒定电场,均匀变化的电场产生恒定磁场,选项B、D错误.

答案:A

二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

9.如图所示,两根平行长直导线Ⅰ、Ⅱ相距2l,导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流,A、B、C是导线所在平面内的三点,导线Ⅰ与它们的距离分别为 、l和3l.关于这三点的磁感应强度,下列判断正确的是              (　　)

A.A点的磁感应强度大小比C点的大

B.B、C两点的磁感应强度大小相等

C.A、C两点的磁感应强度方向相同

D.B点的磁感应强度为0

答案:AD

10.如图所示,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线甲、乙,导线甲中的电流方向向左,导线乙中的电流方向向上;导线甲的正上方有A、B两点,它们关于导线乙对称.整个系统处于匀强磁场(图中未画出)中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外.已知A、B两点的磁感应强度大小分别为 B0和 B0,方向也垂直于纸面向外.则              (　　)

A.导线甲中的电流在B点产生的磁感应强度大小为 B0

B.导线甲中的电流在A点产生的磁感应强度大小为 B0

C.导线乙中的电流在B点产生的磁感应强度大小为 B0

D.导线乙中的电流在A点产生的磁感应强度大小为 B0

答案:AC

11.类比磁通量的概念,在静电场中同样可以定义电通量的概念.若电场中有一个面积为S的区域,各处的电场强度大小均为E,且与该区域垂直,则穿过这个面积的电通量Φ=ES.空间中现有一个电荷量为Q的固定点电荷,以该点电荷所在位置为球心作两个半径不同的球面S1和S2,如图所示.下列说法错误的是              (　　)

A.通过S1和S2的电通量与它们距球心的距离成正比

B.通过S1和S2的电通量与它们距球心距离的二次方成正比

C.通过S1和S2的电通量与它们距球心的距离成反比

D.通过S1和S2的电通量是一个恒量,与它们距球心的距离无关

解析:根据点电荷的电场强度公式,求得球面上各处的电场强度大小为E= ,由于球面上各处电场强度方向都与球面垂直,故通过球面的电通量为Φ=ES=·4πr2=4πkQ.通过S1和S2的电通量与它们距球心的距离无关.故选项A、B、C说法错误.

答案:ABC

12.如图所示,线框abcd从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法正确的是

 (　　)

A.进入匀强磁场区域的过程中,abcd中有感应电流

B.在匀强磁场中加速运动时,abcd中有感应电流

C.在匀强磁场中匀速运动时,abcd中没有感应电流

D.离开匀强磁场区域的过程中,abcd中没有感应电流

解析:在有界的匀强磁场中,常常需要考虑线框进场、出场和在场中运动的情况.线框在匀强磁场中无论匀速还是加速运动,穿过线框的磁通量都没有发生变化,所以不会产生感应电流;线框进入或离开磁场的过程中,穿过线框的磁通量发生变化,线框中产生感应电流.选项A、C正确.

答案:AC

三、非选择题(本题共6小题,共60分)

13.(8分)如图所示,金属滑竿ab连着一弹簧,滑竿水平放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上,cd与ef之间有匀强磁场,磁场方向如图所示.闭合开关S,滑竿稳定后,弹簧伸长2 cm,测得电路中电流为5 A,已知弹簧的劲度系数为20 N/m,ab的长l=0.1 m.求匀强磁场的磁感应强度的大小.

答案:0.8T

14.(8分)在磁场中某一点放入一通电直导线,导线与磁场方向垂直,导线长

1 cm,电流为5 A,通电导线所受磁场力大小为5×10-2 N.

(1)这点的磁感应强度大小是多少?若电流增大为 10 A,通电导线所受磁场力大小为多少?

(2)若让导线与磁场平行,这点的磁感应强度大小为多少?通电导线受到的磁场力大小为多少?

答案:(1)1 T　0.1 N　(2)1 T　0

15.(10分)已知某地区地磁场在水平方向的磁感应强度约为3×10-5 T,该地区某物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验.他们将一根小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上,如图所示.小磁针静止时N极指向y轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角,斜向右上.请在图上标明螺线管导线的绕向,并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小.(结果保留一位有效数字)

答案:如图所示.　5×10-5 T

16.(10分)三根平行长直导线分别垂直通过一等腰直角三角形ACD的三个顶点,如图所示.现在使每条通电导线所产生的磁场在斜边中点O的磁感应强度大小均为B,则该处实际磁感应强度的大小如何?方向如何?

答案:B　与斜边AD所成夹角的正切值为2,指向右下方.

17.(12分)小灯泡的功率P=1 W,其发出的光向四周均匀辐射,平均波长λ=

10-6 cm,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,真空中的光速c=3×108 m/s.在距离d=1.0×104 m处,每秒落在垂直于光线方向上面积S=1 cm2上的光子数是多少?

解析:每秒内小灯泡发出的能量为E=Pt=1 J,

每个光子的能量

ε=hν==1.989×10-17 J,

小灯泡每秒辐射的光子数

N0==5.03×1016,

以小灯泡为球心,以1.0×104 m为半径的球面面积为

Sd=4πd2=1.256×1013 cm2,

所以射到1 cm2的面积上的光子数为

N=·N0=4.004×103.

答案:4.004×103

18.(12分)如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10 cm.在纸面内先后放上A、B两个圆形单匝线圈,圆心均在O处,A线圈半径为10 cm,B线圈半径为15 cm.

(1)在磁感应强度减为0.4 T的过程中,穿过A和B的磁通量分别改变多少?

(2)磁感应强度大小不变,方向绕某条直径转过60°的过程中,穿过A线圈的磁通量改变多少?

(3)磁感应强度大小、方向均不变,线圈A绕某条直径转过180°的过程中,穿过A线圈的磁通量改变了多少?

答案:(1)4π×10-3 Wb　4π×10-3 Wb

(2)4(2-)π×10-3 Wb

(3)1.6π×10-2 Wb