高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试单元测试练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步综合与测试单元测试练习题，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
第十三章  电磁感应与电磁波 单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共32分)1、(4分)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为(   )
 A.库仑 B.霍尔 C.洛伦兹 D.法拉第2、(4分)如图所示，圆形线框半径为R、共n匝，虚线是过圆心的竖直线，正方形虚线范围内有匀强磁场，磁感应强度为B，正方形边长为a。下列说法正确的是(   )
 A.图示位置时，穿过线框的磁通量为B.图示位置时，穿过线框的磁通量为C.从图示位置绕转过180°的过程中，磁通量变化量为0D.从图示位置绕转过90°的过程中，穿过线框的磁通量减少3、(4分)在磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里，如图所示，是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中(   )
 A.两点的磁感应强度大小相等 B.两点的磁感应强度大小相等C.c点的磁感应强度最小 D.b点的磁感应强度最大4、(4分)如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度为，无限长直导线垂直于磁场方向处在该磁场中。两点位于纸面内且连线与直导线垂直，b点到直导线距离是a点到直导线距离的2倍。已知无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小与电流大小成正比，与到直导线的距离成反比。当直导线中通有方向的电流I时，a点磁感应强度大小是，则此时b点的磁感应强度大小是(   )
 A. B. C. D.5、(4分)如图所示，线框的左侧放置一通有恒定电流的长直导线，线框从位置Ⅰ按照以下四种方式运动，磁通量变化的绝对值最大的是(   )
 A.平移到位置Ⅱ  B.以为转轴转到位置ⅡC.以为转轴转到位置Ⅲ D.平移到以为对称轴的位置Ⅲ6、(4分)随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波(   )A.光子能量更大 B.辐射更大 C.传播速度更大 D.波长更长7、(4分)1831年8月29日，法拉第经历近十年的研究终于在一次实验中发现了电磁感应现象，把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中也出现了电流。之后他设计出几十个关于“电磁感应”现象的实验，并把它们总结成五类情况。请结合你学习的电磁感应知识判断以下哪个选项不属于这五类情况(   )
 A.恒定的电流 B.变化的磁场 C.运动的磁铁 D.在磁场中运动的导体8、(4分)如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，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。在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。如果让P中的电流反向，其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(   )
 A.0 B. C. D.二、多选题(共16分)9、(4分)如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C与D分别与转动轴和铜盘的边缘接触．若铜盘半径为L，垂直于铜盘下半部分的匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动．则(   )A.由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B.回路中感应电流大小不变，为C.回路中有周期性变化的感应电流
D.回路中感应电流方向不变，为10、(4分)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图所示.线圈上端与电源负极相连,闭合开关的瞬间,铝环向上跳起.若保持开关闭合,则(   )A.铝环跳起到某一高度后将回落 B.铝环停留在某一高度C.铝环不断升高  D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变11、(4分)第26届国际计量大会于2018年11月通过决议，正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个基本单位的定义，国际测量界的百年夙愿终于实现——国际测量体系将全部建立在基本物理常数上，大大提高了计量的稳定性和精确性。比如，最受关注的“千克”，不再以具体实物的质量来定义，而以量子力学中的普朗克常量h为基准，经过一系列物理换算，算出质量。已知普朗克常量与频率的乘积可以表示能量，下列表示普朗克常量h单位正确的是(   )A. B. C. D.12、(4分)如图所示，导线和互相平行，则下列四种情况中，导线中有电流产生的是(   )A.开关S闭合或断开的瞬间 B.开关S是闭合的，但滑动触头向左滑   C.开关S是闭合的，但滑动触头向右滑 D.开关S始终闭合，滑动触头不动三、填空题(共16分)13、(4分)如图所示为“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计G、开关S、导线组成闭合电路。当导体棒静止不动时，灵敏电流计指针_______（填“会”或“不会”）偏转；棒向右运动时，灵敏电流计指针_______（填“会”或“不会”）偏转；棒竖直向上运动时，灵敏电流计指针_______（填“会”或“不会”）偏转。14、(4分)第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量h定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的数值为，根据能量子定义，h的单位是________，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为__________。15、(4分)匀强磁场中有一段长为的直导线，它与磁场方向垂直，当通过的电流时，受到的磁场力，则磁场的磁感应强度是__________T；当通入的电流加倍时，磁场的磁感应强度是__________T。16、(4分)人们知道鸽子有很强的返巢能力，有人猜想鸽子体内可能有________，通过地磁场对它的作用来辨认方向。为了证实这个假设，在鸽子翅膀下系上一小块________，以扰乱鸽子对地磁场的“感觉”，结果鸽子不能飞回家了。由此，猜想得到了证实。    四、计算题(共24分)17、(12分)如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm。现于纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm，1匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝。求：
 （1）在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量各改变多少？（2）在磁场方向转过30°角的过程中，C中的磁通量改变多少？18、(12分)在振荡电路中，线圈的自感系数，电容。（1）该回路的周期是多大？（π取3.14）（2）设时，电容器上电压最大，在时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器是处在什么过程？五、实验题(共12分)19、(12分)为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接．当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏．由此可知：
 (1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”、 “不动”、“右偏”)；(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”、“不动”、“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．
参考答案1、答案：D解析：线圈中接高频交流电源，交变电流产生的交变磁场通过圆管，在圆管中产生交变电流，这是电磁感应现象，是法拉第发现的，D正确。2、答案：A解析：磁通量与匝数无关，磁场与线框平面垂直，穿过线框的磁通量，故A正确，B错误；磁通量是标量，但有正负之分，从图示位置绕转过180°的过程中，初状态磁通量，末状态磁通量，全过程磁通量变化量为，故C错误；从图示位置绕转过90°的过程中，初状态磁通量，末状态磁通量为0，故磁通量减少了，故D错误。3、答案：C解析：通电直导线在c点的磁感应强度方向与的方向相反，在两点的磁感应强度方向与垂直，在a点的磁感应强度方向与同向，由磁场的叠加知c点的磁感应强度最小，a点的磁感应强度最大，C项正确。4、答案：A解析：用右手螺旋定则判断通电直导线在a点产生的磁场的方向垂直纸面向里，在b点产生的磁场方向垂直纸面向外；a点有垂直纸面向外的匀强磁场，还有电流产生的垂直纸面向里的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加后大小为，大于垂直纸面向外的磁场的磁感应强度，可知电流在a点产生的磁感应强度的大小为。由题意可知，在b点电流产生的垂直纸面向外的磁感应强度的大小为，磁感应强度叠加变大，大小为，故选A。5、答案：D解析：由图可知，电流的方向向上，根据安培定则可知，电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，左侧磁场的方向垂直纸面向外；通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越稀疏。
A.设线框的横截面积为S，位置Ⅰ处平均磁感应强度大小为，位置Ⅱ处平均磁感应强度大小为，将线框从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，磁通量的变化量大小；B.将线框从位置I以为转轴转到位置Ⅱ，磁通量的变化量大小；C.以为转轴转到位置Ⅲ时，线框和磁场均反向，磁通量的变化量为零；D.平移到以为对称轴的位置Ⅲ时，磁场方向反向，线框没有变化，故磁通量变化量大小为。由以上分析可知，磁通量变化的绝对值最大的是D，故选D。6、答案：A解析：因为5G使用的电磁波频率比4G的高，根据可知，5G使用的电磁波的光子能量比4G的大，故A正确；5G比4G传播信息速度更快，不是靠增强通信基站的信号发射功率，而是靠扩容传输带宽，5G基站半径相较4G更小，功率更低，辐射也更小，故B错误；光在真空中的传播速度都是相同的，光在介质中的传播速度为，5G的频率比4G的高，而频率越大折射率越大，光在介质中的传播速度越小，故C错误；因5G使用的电磁波频率更高，根据可知，波长更短，故D错误。故选A。7、答案：A解析：1831年法拉第总结出以下五种情况都可以产生感应电流：变化的电流、运动的恒定电流、在磁场中运动的导体、变化的磁场、运动的磁铁，通过对照可知选A。8、答案：C解析：两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，在a点处产生的磁场如图甲所示，由此可知，外加的磁场方向与平行，且由Q指向P，即；依据几何关系有，解得通电导线在a点处产生的场强大小为；当P中的电流反向，其他条件不变时，两导线在a点处产生的磁场如图乙所示，再依据几何关系有；因外加的磁场方向与平行，且由Q指向P，磁感应强度大小为，则由矢量的合成法则得，a点处磁感应强度的大小为，故C正确。
 9、答案：BD解析：A.将圆盘看成由无数条辐向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；BC.根据法拉第电磁感应定律，则有，所以产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变，感应电流大小为，故B正确，C错；D.根据右手定则可知，电流从D点流出，向C点因此电流方向为从D向R再到C，即为，故D正确。故选BD。10、答案：AD解析：闭合开关的瞬间,线圈突然产生磁场,通过铝环的磁通量突然增加,那么铝环中的感应电流就产生与原磁场方向相反的磁场;因为原磁场与感应电流的磁场方向相反,相互排斥,所以铝环受到向上的斥力,向上跳起;若保持开关闭合,流过线圈的电流稳定,磁场不再发生变化,铝环中没有感应电流,也没有相互作用,铝环仅受重力作用,最后回落,故A正确,B、C错误.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变,故D正确.11、答案：BD解析：根据公式，因能量E的单位为J，频率ν的单位为，则有，故选B、D。12、答案：ABC解析：开关S闭合和断开的瞬间，中电流发生变化，穿过上面回路的磁通量发生变化，导线中有感应电流产生，A正确；开关S闭合后，滑动触头向左滑，电路中的总电阻增大，导线中电流减小，则穿过上面回路的磁通量也减小，导线中有感应电流产生，B正确；同理，滑动触头向右滑，电路中的总电阻减小，导线中电流增大，则穿过上面回路的磁通量增大，导线中也有感应电流产生，C正确；开关S是闭合的，滑动触头不动，电路中电流不变，产生的磁场不变化，穿过上面回路的磁通量也不变，导线中无感应电流产生，D错误。13、答案：不会；会；不会解析：闭合开关后,导体棒、灵敏电流计G、开关S、导线组成闭合电路.当导体棒静止不动时,穿过闭合回路的磁通量不变化,电路中没有感应电流,所以灵敏电流计指针不会偏转;
棒向右运动时导体棒做切割磁感线运动,闭合回路的磁通量发生变化,有感应电流,所以灵敏电流计会发生偏转;
棒向上运动时导体棒运动的方向与磁场的方向平行,回路的磁通量不变,所以没有感应电流产生,灵敏电流计不会偏转.14、答案：解析：能量子，则，故h的单位为J·s。由可知，，故。15、答案：0.1；0.1解析：16、答案：生物磁体；磁石解析：17、答案：（1）（2）解析：（1）设圆形磁场区域的半径为R
对线圈A：

对线圈B：
（2）对线圈C，设其半径为r，则

磁通量的改变量18、答案：（1）（2）减小;反向充电解析：（1）由电磁振荡的周期公式可得（2）因为相当于14.33个周期，而，由电磁振荡的周期性可知，当时，回路中的电磁振荡正在第二个的变化过程中时，电容器上电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，则回路中电流随时间的变化规律如图所示
 第一个内，电容器放电，电流由零增至最大；第二个内，电容器被反向充电，电流由最大减小到零。显然，在时，线圈中的电流在减小，电容器正处在反向充电过程中。19、答案：（1）右偏（2）左偏；相同解析：（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，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，捋滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，接入电路的电阻变小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏；
（2）将线圈A拔出时，穿过的磁通量减小，电流表指针向左偏；根据楞次定理的“增反减同”可知此时两线图中的电流流向相同。