2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册 第六章 电磁现象与电磁波 单元检测卷4（含解析）

2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册

第六章 电磁现象与电磁波 单元检测卷4（含解析）

一、单选题（共28分）

1．如图所示，两个环形导线内通有大小恒定的电流、，方向如图所示。两环形导线的圆心分别为、，在两圆心连线上有三点，。已知b点的磁感应强度为0，则下列判断正确的是（　　）

A．和方向相同 B．

C．c点的磁感应强度方向一定向右 D．a点的磁感应强度方向一定向右

2．如图所示，同一竖直平面内有O、E、F、A四点，其中E、O、F三点等高，E、F、A三点到O点距离相等，（未知），当E、F两点放置两根通有电流大小相等、方向相反且垂直于竖直平面的长直导线时，O点处磁感应强度的大小为，若将E点处导线移到A点（其他条件不变），O点处磁感应强度的大小变为，已知，则（　　）

A． B．

C． D．

3．如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计缓慢向上移动时，弹簧测力计的示数（　　）

A．不变 B．先减小再增大

C．逐渐减小 D．先增大再减小

4．下列关于磁场的说法，正确的是（　　）

A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质

B．磁体与磁体之间是直接发生作用的

C．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的

D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场

5．下列说法中正确的是（　　）

A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值，即B＝

B．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关

C．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零

D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向

6．如图，在磁感应强度为的匀强磁场中，两长直导线、垂直于纸面固定在直角三角形的顶点、处，是的中点。当两导线中均通有方向垂直纸面向外的电流时，点的磁感应强度为零。已知通电长直导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到直导线的距离成反比。若将导线中的电流方向改为垂直纸面向里，则点的磁感应强度（　　）

A．方向垂直向上，大小为 B．方向垂直向上，大小为

C．方向垂直向下，大小为 D．方向垂直向下，大小为

7．如选项图所示，中线圈有一小缺口，中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方，C、中匀强磁场区域足够大，其中能产生感应电流的是（   ）

A． B．

C． D．

二、多选题（共12分）

8．如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（　　）

A．图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极

B．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极

C．图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极

D．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极

9．以下关于波的认识，哪些是正确的（　　）

A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的折射原理

B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的

C．雷达的工作原理是利用波的折射

D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象

10．以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（        ）

A．物体的带电荷量 B．物体的质量

C．物体的动量 D．学生的个数

三、实验题（共15分）

11．某科学探究小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。

（1）首先按图甲所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图乙所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是_______。

A．检查干电池是否为新电池

B．检查电流计测量电路的电流是否准确

C．研究滑动变阻器在电路中的控制作用

D．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系

（2）接下来，用图丙所示的装置做实验。图丙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向左偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿_______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向。

（3）下表是该小组利用图丙装置探究楞次定律而设计的记录表格的一部分，表中记录了实验现象，有一项实验结果需要你推理完成，请把你的推理结果，填入表中的横线上（选填“竖直向上”或“竖直向下”）。

12．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。

（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：（选填“向左偏”“向右偏”）

①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；

②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________；

（2）在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将__________。

A．因电路不闭合，无电磁感应现象

B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势

C．不能用楞次定律判断感应电动势方向

D．可以用楞次定律判断感应电动势方向

（3）根据实验探究，可以总结出感应电流产生的条件为____________。

四、解答题（共45分）

13．查阅资料，简述软磁性材料和硬磁性材料的特点。

14．某同学用图示装置估测磁体附近的磁感应强度。他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图甲所示。小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的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37°角的方向，其俯视图如图乙所示。已知该实验所在地面处地磁场的磁感应强度的水平分量为。

（1）请在图上标明螺线管导线的绕向；

（2）求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小（画出必要的矢量示意图）。

15．场是看不见、摸不着的，但我们却可以根据它表现出来的性质去认识它、研究它；我们也常采用类比的方法去研究和认识不同的场。

（1）真空中静止的点电荷，电荷量为Q，在与其相距为的位置产生的场强为E，请用电场强度的定义和库仑定律推导；

（2）1821年，安培分子电流假说开启了近代磁学，认为磁性源于运动的电荷，科学的发展证实了电流元在空间可以形成磁场。根据电流元周围存在磁场，小鑫同学大胆猜想：两电流元之间存在相互作用的磁场力F，可能与两点电荷间的静电力类似。如图甲所示，通有电流I1、I2的两根导线平行放置且电流均向上，设和分别表示导线上A、B两点处的电流元，A、B两点相距为r。（说明：若需常量可用Km表示）

a．请你根据小鑫同学的猜想，写出两电流元间相互作用的磁场力大小F；

b．请类比电场强度的定义方法写出在距电流元为r处B点的磁感应强度的大小，并由安培定则判断B点磁感应强度的方向；

C．如图乙所示，环形电流可以视为是由许多段的电流元组成，假设半径为r的圆环形导线通有电流为I，试求在圆心O处产生的磁感应强度B。

16．如图所示为我国首颗量子通信卫星“墨子号”。“墨子号”的成功发射使我国在量子通信技术领域走在了世界前列。那么，量子通信的理论基础是什么？该理论的提出背景又是什么？

参考答案

1．D

【解析】

【详解】

AB．由题意，根据安培定则以及对称性可知I1和I2大小相同、方向相反，故AB错误；

CD．根据对称性可知，电流I1在a、b两点产生的磁感应强度大小相等，均设为B1，且方向均向右，在c点产生的磁感应强度大小设为B1′，方向向右；电流I2在b、c两点产生的磁感应强度大小相等，均设为B2，且方向均向左，在a点产生的磁感应强度大小设为B2′，方向向左，如图所示

由于b点磁感应强度为零，所以

比较各点到相应导线的距离可知

若取向右为正方向，则

所以c点的的磁感应强度方向一定向左，a点的磁感应强度方向一定向右，故C错误，D正确。

故选D。

2．B

【解析】

【详解】

设单根通电直导线在O点处产生的磁感应强度的大小为B，E点处导线未移动时，O点处合磁感应强度为

E点处导线移动之后，两通电导线在O点处产生的磁场如图所示

根据正交分解

，

O点处合磁感应强度将变为

结合已知条件

可得

解得

故选B。

3．C

【解析】

【详解】

磁体上磁性强弱并不一样，实验证明，磁体两端（磁极）处的磁性最强，因而铁球在条形磁铁的N极附近缓慢向上移动时，磁场越来越弱，磁体对小球作用力越来越小，故弹簧测力计示数越来越小。

故选C。

4．A

【解析】

【详解】

A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质，选项A正确；

B．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的，选项B错误；

C．磁场是客观存在的物质，不是为了解释磁极间相互作用而人为规定的，选项C错误；

D．磁体和电流都能产生磁场，选项D错误。

故选A。

5．B

【解析】

【详解】

A．通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，要注意该定义式的条件。故A错误；

B．某处磁感应强度的大小和方向只与场强本身有关，跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关，故B正确；

C．通电导线在某点不受磁场力的作用，可能是导线的方向与磁场的方向平行，该点的磁感应强度不一定为零。故C错误；

D．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。故D错误。

故选B。

6．B

【解析】

【详解】

设导线中的电流在点处产生的磁场的磁感应强度为，则导线中的电流在点处产生的磁场的磁感应强度为，根据安培定则导线和导线中在点的磁感应强度的分别水平向右和竖直向下，则由点的磁感应强度为零，可知

得到

由几何关系可知，匀强磁场的方向沿由指向A，当将导线中的电流方向反向后，根据安培定则导线和导线中在点的磁感应强度的都垂直于AD斜向上，、中电流在点的磁感应强度方向相同均垂直向上，所以点的磁感应强度为

解得

由几何关系可知，合磁场方向竖直向上，选项B正确。故选B．

7．C

【解析】

【详解】

A．由于圆环不闭合，即使磁通量增加，也不产生感应电流，A错误；

B．根据安培定则可知，穿过圆环的磁通量完全抵消，磁通量为零，保持不变，所以不产生感应电流，B错误；

C．，由图可知，闭合回路的面积变化，磁通量变化，将产生感应电流，C正确；

D．线框垂直于磁感线运动，穿过线框的磁通量没有变化，因此不会产生感应电流，D错误；

故选C。

8．AD

【解析】

【详解】

AC．根据图甲中磁感线分布可知，a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极，选项A正确，C错误；

BD．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极，选项B错误，D正确；

故选AD。

9．BD

【解析】

【详解】

A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理，选项A错误；

B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的，选项B正确；

C．雷达的工作原理是利用波的反射，选项C错误；

D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，选项D正确。

故选BD。

10．AD

【解析】

【详解】

A．物体的带电荷量只能是元电荷的整数倍，所以物体的带电荷量是量子化的，A正确；

B．物体的质量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，B错误；

C．物体的动量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，C错误；

D．学生的人数的数值和微观粒子的数量只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的，D正确。

故选AD。

11．     D     逆时针     竖直向下

【解析】

【详解】

(1)[1] 按图甲所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图乙所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。实验说明电流从哪个接线柱流入向哪个方向偏转，实验目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。故选D。

(2)[2]电流计指针向左偏转，说明感应电流从负接线柱流入电表，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿逆时针方向。

(3)[3] 因为感应电流的方向沿顺时针方向，根据右手螺旋定则，感应电流的磁场B′的方向竖直向下。

12．     向右偏     向左偏     BD##DB     闭合回路的磁通量发生改变

【解析】

【详解】

（1）[1]闭合电键磁通量增加，指针向右偏转。将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将右偏转一下。

[2]原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下。

（2）[3]如果副线圈B两端不接任何元件，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，没有感应电流存在。但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向，从而可以判断出感应电动势的方向。

故选BD。

（3）[4]根据实验探究，可以总结出感应电流产生的条件为闭合回路的磁通量发生改变。

13．见解析

【解析】

【详解】

硬磁性材料（永磁体）指磁化后能长久保持磁性的材料。常见的有高碳钢，铝镍钴合金、钛钴合金、钡铁氧体等。还应用于磁记录，如录音磁带、录象磁带、电脑磁盘粉等；软磁性材料指磁化后，不能保持原有的磁性。如软铁、硅钢、铁镍合金等。用来制造变压器、电磁铁等。

14．（1）；（2）

【解析】

【详解】

（1）由题意可知螺线管右端为N极，根据安培定则以及电源正负极位置作出螺线管导线的绕向如图所示。

（2）设该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度为Bx，由题意知地磁场在小磁针处产生的磁感应强度在y方向的分量为，小磁针处合磁感应强度B与y轴正方向成37°角，如图所示，根据磁感应强度的叠加法则可得

解得

15．（1）见解析；（2）a. ；b. ，垂直纸面向里；c.

【解析】

【详解】

（1）电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处放一试探电荷q,根据库仑定律，该试探电荷受到的电场力为

由电场强度

得电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处电场强度为

（2）a. 通过类比可以猜想两电流元间相互作用的磁场力大小F可以写为

                  ①

b. 通过类比电场强度的定义可写出在距电流元I1l1为r处的磁感应强度B的表达式为：

                           ②

将磁场力F表达式代入②式子得

                         ③

由安培定则判断B的方向：垂直纸面向里。

c. 环形电流是由许多段的电流元组成，设任意一段电流元为，则在距其r处产生的磁感应强度由③可知

                      ④

则环形电流在圆心O处产生的磁感应强度的大小B可表示为:

得到

16．量子通信的理论基础来源于德国物理学家的能量量子化假设。该假设提出的背景是经典电磁理论解释不了黑体辐射实验的实验规律。

【解析】

【分析】

【详解】

根据物理学史可知，量子通信的理论基础来源于德国物理学家的能量量子化假设；该假设提出的背景是经典电磁理论解释不了黑体辐射实验的实验规律。