（人教版）高二物理上学期期末复习训练专题05 磁场、电磁感应和电磁波（知识梳理+专题过关）（2份，原卷版+解析版）

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【专题过关】
安培定则
1．物理老师用图示装置演示奥斯特实验，水平直导线不通电时，导线下方的磁针恰好与导线平行。当直导线通一恒定直流电时，小磁针的N极指向西北方向，则通电直导线中的电流方向由（ ）
A．北→南B．南→北C．东→西D．西→东
【答案】B
【详解】地磁场的方向是从磁场北极到磁场南极，地磁南北极与地理南北极刚好相反，故在地磁场的影响下，小磁针的N极指向北方，通恒定电流后，小磁针的N极指向西北方向，则恒定电流产生的磁场方向偏向西方，根据右手螺旋定则知所通的电流自南向北，故B正确，ACD错误。故选B。
2．一个可以自由运动的线圈和一个固定的线圈互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通过如图所示的电流时，从左向右看，则线圈将（ ）。
A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动
【答案】B
【详解】根据安培定则可以判断出线圈L2在L1所在平面上产生的磁场方向竖直向上，根据左手定则可以分析出L1最上方所受安培力垂直纸面向外，最下方所受安培力垂直纸面向内，则从左向右看，线圈L1将顺时针转动。故选B。
3．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环以轴心沿如图方向顺时针转动时，则a、b、c、d四个小磁针的运动情况是（ ）
A．a、b、d不动，c的N极朝纸外
B．a、b、d的N极朝纸内，c的N极朝纸外
C．d不动，c的N极朝纸外，a、b的N极朝纸内
D．a、b、d的N极朝纸外，c的N极朝纸内
【答案】B
【详解】圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向，由安培定则可知，a、b、d所在处磁场垂直于纸面向里，c处磁场垂直于纸面向外，故a、b、d处的小磁针的N极朝纸内转动，c处小磁针的N极朝纸外转动，故B正确，ACD错误。故选B。
4．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排 水和脱水工序是，控制铁芯 1 的线圈通电，使铁芯 2 动作，从而牵引 排水阀的阀门，排出污水（如图所示）．以下说法正确的是
A．若 a、b 处输入交变电流，铁芯 2 不能被吸入线圈中
B．若 a、b 处输入交变电流，铁芯 2 仍能被吸入线圈中
C．若输入的控制电流由 a 流入，由 b 流出，则铁芯 2 中 A 端为 N 极，B 端为 S 极
D．若输入的控制电流由 a 流入，由 b 流出，则铁芯 2 中 A 端为 S极，B 端为 N 极
【答案】BD
【详解】AB．若a、b处输入的是交变电流，则铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈要发生相吸的作用，则铁芯2仍能被吸入线圈，故A错误，B正确。
CD．若输入的控制电流由a 流入，由b流出，则根据右手螺旋定则可知，铁芯1下端是S极，上端是N极。那么铁芯2中A端为S极，B端为N极，故C错误，D正确；故选BD。
磁感应强度
5．关于磁感应强度的定义式，下列说法正确的是（ ）
A．在的地方，一定等于零
B．磁感应强度的大小与成反比，与成正比
C．磁感应强度就是电流元所受的磁场力与的比值
D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关
【答案】D
【详解】A．若电流元平行放置在磁场中时所受的磁场力为0，但磁感应强度B却不等于0，故A错误；
BCD．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与电流元受到的力的大小无关，与检验电流元也无关；故BC错误，D正确。故选D。
6．如图，在直角三角形ACD区域的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，∠A=，∠C=，E是CD边的中点，此时E点的磁感应强度大小为B，若仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度（ ）
A．大小仍为B,方向垂直于AC向上
B．大小为B，方向垂直于AC向下
C．大小为B，方向垂直于AC向上
D．大小为B，方向垂直于AC向下
【答案】B
【详解】根据对称性C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E点产生的磁感应强度
由几何关系可知AE=CE=DE所以若仅将D处的导线平移至A处在E处产生的磁感应强度仍为B0，如图所示
仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度为方向垂直于AC向下。
A．大小仍为B,方向垂直于AC向上 与上述结论不相符，故A错误；
B．大小为B，方向垂直于AC向下 与上述结论相符，故B正确；
C．大小为B，方向垂直于AC向上 与上述结论不相符，故C错误；
D．大小为B，方向垂直于AC向下 与上述结论不相符，故D错误；故选B。
7．如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、，围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示，为等边三角形的中心，、分别为关于导线、的对称点．已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】设每根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为，ef、cd中的电流在M点产生的磁感应强度大小都为，则在O点有，在M点有，撤去导线ef后，在N点有、联立式各式可得．
A. 与计算结果不相符，故A不符合题意；
B. 与计算结果不相符，故B不符合题意
C. 与计算结果相符，故C符合题意；
D. 与计算结果不相符，故D不符合题意．
8．如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，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．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
【答案】AC
【详解】外磁场、电流的磁场方向如图所示
在b点B0＝B0－B1＋B2在a点B0＝B0－B1－B2由上述两式解得B1＝B0，B2＝B0。故AC正确，BD错误。故选AC。
磁通量
9．如图所示，通电直导线中电流恒定不变，右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面。若将线框向右缓慢平移，已知通电直导线在其周围产生的磁场随距离增大而减弱，则穿过线框的磁通量将（ ）
A．逐渐增大B．逐渐减小C．保持不变D．不能确定
【答案】B
【详解】通电直导线产生稳定的磁场，离通电直导线越远磁场越弱，磁感线越疏，则当线框远离通电直导线时，穿过线框的磁感线的条数越来越少，磁通量将逐渐减小。故选B。
10．如图所示，四个面积不同的圆形线圈，套在一条形磁铁上，其中磁通量最大的是（ ）
A．线圈ⅠB．线圈ⅡC．线圈ⅢD．线圈Ⅳ
【答案】D
【详解】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过线圈的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过线圈的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，线圈Ⅳ的面积最小，抵消最少，则磁通量最大。故选D。
11．如图所示，矩形线框放置在水平面内，磁场方向与水平方向成角，已知，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】磁场方向与水平矩形线框平面成角，则磁感应强度在竖直方向的分量是经线框的磁通量是故选B。
12．如图所示，一矩形线圈abcd有一半处在磁感应强度垂直平面向里的匀强磁场中，虚线MN为磁场边界且与cd边平行，穿过线圈的磁通量为。当线圈以cd为轴从图中位置转过45°的瞬间，穿过线圈的磁通量为，则（ ）
A．∶=∶1
B．∶=1∶
C．∶=∶1
D．∶=∶1
【答案】C
【详解】设ab=l1，bd=2l2，则；所以∶=∶1故选C。
电磁感应现象
13．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路。在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（ ）
A．线圈不动，磁铁插入线圈时B．线圈不动，磁铁拔出线圈时
C．磁铁和线圈相对静止时D．磁铁和线圈相对移动时
【答案】C
【详解】A．线圈不动，磁铁插入线圈时，穿过线圈的磁通量发生变化，则会产生感应电流，电流表指针发生偏转，选项A不符合题意；
B．线圈不动，磁铁拔出线圈时，穿过线圈的磁通量发生变化，则会产生感应电流，电流表指针发生偏转，选项B不符合题意；
C．磁铁和线圈相对静止时，穿过线圈的磁通量不发生变化，则不会产生感应电流，电流表指针不发生偏转，选项C符合题意；
D．磁铁和线圈相对移动时，穿过线圈的磁通量发生变化，则会产生感应电流，电流表指针发生偏转，选项D不符合题意；故选C。
14．下列情况中，线圈都以角速度绕图中的转轴匀速转动，不能产生交变电流的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】A．线圈转动时，线圈的磁通量一直为零，即磁通量保持不变，故线圈不产生感应电流，选项A满足题意要求；
BCD．选项BCD中的线圈都是在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中都会产生正弦式交变电流，选项BCD不满足题意要求；故选A。
15．在如图所示的坐标系第一象限内存在垂直纸面向外的磁场，磁场沿y轴方向均匀分布、沿x轴正方向逐渐稀疏。在第一象限内有一个平行于平面的矩形导线框，已知穿过线框的磁通量为，则以下判断正确的是（ ）
A．此时线框内有感应电流产生
B．若线框沿y轴正方向平移，则框内有感应电流产生
C．若线框沿x轴负方向平移，则框内有感应电流产生
D．以为轴翻转，则这一过程中框内磁通量变化量为
【答案】C
【详解】A．由于线框内的磁通量没有发生变化，所以没有感应电流。故A错误；
B．若线框沿y轴正方向平移，由于磁场沿y轴方向均匀分布，则线框内的磁通量没有发生变化，因此框内没有感应电流产生。故B错误；
C．若线框沿x轴负方向平移，由于磁场沿x轴正方向逐渐稀疏，磁通量发生变化，则框内有感应电流产生。故C正确；
D．由于磁场沿x轴正方向逐渐稀疏，以为轴翻转后，磁通量不为，则这一过程中框内磁通量变化量不为。故D错误。故选C。
16．如图所示，用导线做成圆形线圈与一通电直导线构成几种位置组合，A项中直导线在圆形线圈水平直径正上方且与直径平行，B、C项中直导线与圆形线圈平面垂直，D项中直导线与圆形线圈在同一平面内，当电流减小时，圆形线圈中有感应电流的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】ABC．由通电直导线周围的磁场特点可知，A、B、C选项图中线圈回路磁通量均为零，故电流减小时都没有感应电流，ABC错误；
D．D选项图中直导线位于线圈正上方，穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向里，当电流减小时，圆形线圈中磁通量减小，会有感应电流产生，D正确。故选D。
电磁波
17．关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦用实验验证了“变化的电场产生磁场”，并证实了电磁波的存在
B．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关
D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
【答案】C
【详解】A．麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验验证了电磁波的存在，故A错误；
B．医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒，故B错误；
C．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空也能传播，其在介质中的传播速度小于光速，故D错误；
故选C。
18．下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在
B．电磁波在真空和介质中的传播速度相同
C．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失
D．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
【答案】A
【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项A正确；
B．电磁波在真空传播速度比介质中的速度大，选项B错误；
C．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波不会消失，选项C错误；
D．常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，选项D错误。故选A。
19．关于电磁波谱及对一些应用的解释，下列说法中不正确的是（ ）
A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B．紫外验钞机是利用紫外线的化学作用
C．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
D．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
【答案】B
【详解】A．X射线具有较强的穿透能力，对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，选项A正确；
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应，故B错误；
C．红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线的现象，从而通过接收到的红外线来感知物体，故C正确。
D．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项D正确。此题选择不正确的选项，故选B。
20．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是（ ）
A．甲图能产生电场，不能产生电磁波
B．乙图能产生电场，不能产生电磁波
C．丙图能产生电场，不能产生电磁波
D．丁图能产生电场，也能产生电磁波
【答案】BD
【详解】根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故乙、丙、丁都可以产生电场；均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而产生电磁波，故丙、丁可以产生电磁波。故选BD。