教科版高中物理必修第三册第三章电磁场与电磁波初步测试(A)含答案

这是一份教科版高中物理必修第三册第三章电磁场与电磁波初步测试(A)含答案，共8页。
第三章测评(A)(时间:60分钟　满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于磁场的说法,正确的是(　　)A.在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极,指北的磁极叫南极B.磁铁与磁铁之间的相互作用是通过磁场发生的,通电导体与通电导体之间的相互作用是通过电场发生的C.磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质D.磁铁周围只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才有磁场答案:C解析:小磁针放在该处静止时北极所指的方向为北极,即指北的磁极叫北极,指南的磁极叫南极,故A错误;磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的,故B错误;磁场和电场一样,也是一种客观存在的特殊物质,故C正确;磁铁的周围存在磁场,在没有磁极与磁极,磁极和电流发生作用时也有磁场,故D错误。2.关于磁场、磁感应强度和磁感线,下列说法正确的是 (　　)A.磁场中的磁感线有的不能相交,有的能相交B.磁感应强度是只有大小、没有方向的标量C.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D.匀强磁场中沿磁感线方向,磁感应强度越来越小答案:C解析:磁场中的磁感线是闭合曲线,不能相交,如果相交,则在交点处存在两个切线方向,存在两个磁场方向,故A错误。磁感应强度是矢量,有大小和方向,故B错误。磁感线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向一致,也就是磁感应强度的方向,故C正确。磁感线的疏密程度表示磁感应强度的强弱,匀强磁场中各处的磁感应强度的强弱相同,故D错误。3.关于电场线和磁感线,下列说法正确的是(　　)A.在静电场中,电场线可能相交B.磁感线是虚拟的,电场线是客观存在的C.在用磁感线描绘磁场时,磁感线的疏密表示磁感应强度的大小D.在用电场线描绘电场时,没有电场线的地方电场强度为零答案:C解析:电场线的切线方向即电场强度的方向,电场线不能相交,若相交则会出现两个方向,故A错误。电场线和磁感线都是人们为了形象地描述电场和磁场而引入的线,不是客观存在的,故B错误。磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述,磁场越强,磁感线越密集,故C正确。电场线的疏密代表电场的强弱,故电场线越密的地方场强越强,但没有电场线的地方,电场强度不一定为零,因为不可能把电场线全部画出,故D错误。4.如图所示,N、S两极间的磁场可视为匀强磁场,将一矩形闭合金属线框垂直于磁场方向放置在该磁场中。下列情况线框中能出现感应电流的是(　　)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.线框沿竖直方向向上平移D.线框沿竖直方向向下平移答案:B解析:由于线框平面开始垂直于磁场方向,磁通量最大,线框绕图中竖直轴aa'旋转时,线框平面始终垂直于磁场方向,磁通量不变,故不会出现感应电流,A错误;线框绕图中水平轴bb'旋转,线框平面与磁场方向的夹角发生改变,所以通过线框平面的磁通量发生改变,故会出现感应电流,B正确;将线框沿竖直方向向上平移或线框沿竖直方向向下平移,线框平面始终垂直于磁场方向,磁通量不变,故不会出现感应电流,C、D错误。5.关于电磁波,下列说法正确的是(　　)A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,法拉第最先用实验证实了电磁波的存在C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播D.各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同答案:D解析:根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,周期性变化的电场周围产生同频率周期性变化的磁场,故A错误。麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在,故B错误。电磁波的传播不需要介质,机械波传播需要介质,故C错误。各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同,均为光速,故D正确。6.如图所示各图中,实线表示磁场的磁感线,依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的图是 (　　)答案:AC解析:A中,a点的磁感线比b点的密,故a点的磁感应强度比b点磁感应强度大,故A正确;B中,a点的磁感线比b点的疏,故a点的磁感应强度比b点磁感应强度小,故B错误;C中,a点的磁感线比b点的密,故a点的磁感应强度比b点磁感应强度大,故C正确;D中,所示磁场为匀强磁场,故两点的磁感应强度相等,故D错误。7.彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,如图,穿过线圈的磁通量不可能为零的是(　　)答案:CD解析:根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,所以磁通量可能为零,故A不符合题意;根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,所以磁通量可能为零,故B不符合题意;根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,所以磁通量不可能为零,故C符合题意;根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,所以磁通量不可能为零,故D符合题意。8.在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20 cm,通电电流I=1 A的直导线,测得它受到的安培力F=1.0 N,则P处磁感应强度可能为(　　)A.7 T B.0.2 TC.0.05 T D.5 T答案:AD解析:当通电导线垂直放入磁场中时,由安培力的公式F=BIL得B=FIL=1.01×0.20 T=5 T若电流的方向与磁场的方向不垂直,则F=BILsinθ可知此时磁感应强度一定大于5 T。故A、D正确,B、C错误。二、实验题(本题共2小题,共18分)9.(8分)电磁感应现象是英国物理学家　　　　　　首先发现的。探究这个现象应选用如图中　　　[选填“(a)”或“(b)”]所示的装置进行实验。 (a)(b)答案:法拉第　(a)解析:在题图(a)中,因动而生电,故是电磁感应现象,利用该现象可制成发电机。在题图(b)中,因通电而运动,是通电导线受到力的作用,是电动机的制作原理。10.(10分)某同学利用图示装置研究电磁感应现象中感应电流的方向。试回答下列问题:(1)将图中所缺的导线补接完整。(2)根据图示装置,请说出能产生感应电流的几种做法(至少两种)。① 　 ; ② 　 。 答案:(1)如图所示(2)①开关闭合情况下,线圈A插入线圈B、线圈A从线圈B中拔出　②开关闭合情况下,变阻器滑片快速移动或插入铁芯、拔出铁芯解析:(1)用实线代替导线将图中所缺的导线补接完整,如图所示。(2)在实验中分别研究开关断开、闭合,线圈A插入线圈B、线圈A从线圈B中拔出,变阻器滑片快速移动,插入铁芯、拔出铁芯等情况下达到穿过闭合回路磁通量发生变化的目的,从而产生感应电流。三、计算题(本题共3小题,共42分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(12分)电视机的遥控器发出频率为2.5×1013 Hz的红外线,传到3 m远的电视遥控接收装置,需要多长时间?在这个距离中有多少个波长?(已知红外线在空气中的速度为3×10 8 m/s)答案:1×10-8 s　2.5×105解析:(1)红外线在空气中传播可认为匀速传播,所以有s=vt故红外线传到3 m远的电视遥控接收装置,需要时间t=sv=33×108 s=1×10-8 s。(2)根据c=λf,红外线的波长λ=cf=3×1082.5×1013 m=1.2×10-5 m。设在这个距离中有n个波长,故n=sλ=31.2×10-5=2.5×105。12.(14分)如图所示,一长为L的导线围成正方形闭合线圈,放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向的夹角为θ。(1)求穿过该线圈的磁通量Φ。(2)不改变磁场的磁感应强度大小,只改变磁场的磁感应强度方向以及线圈的形状,求穿过线圈磁通量的最大值Φm。答案:(1)BL2sinθ16　(2)BL24π解析:(1)此时穿过线圈平面的磁通量为Φ=BL42sinθ=BL2sinθ16。(2)在不改变磁场的磁感应强度大小的情况下,当线圈为圆形,线圈平面和磁场垂直时,磁通量最大,此时最大面积为S'=πL2π2则最大值Φm=BS'=BL24π。13.(16分)如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10 cm,现于纸面内先后放上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。问:(1)在B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B大小不变,方向绕直径转过60°过程中,a线圈中磁通量改变多少?(3)磁感应强度B大小、方向均不变,线圈a绕直径转过180°过程中,a线圈中磁通量改变了多少?答案:(1)均改变4π×10-3 Wb　(2)4π×10-3 Wb(3)1.6π×10-2 Wb解析:(1)磁场的面积为S=πr2=0.01π,故A和B线圈的有效面积均为0.01π。在磁感应强度B减少为0.4 T的过程中,A和B线圈的磁通量改变量均为ΔΦ=ΔBS=(0.8-0.4)×π×0.01=4π×10-3 Wb。(2)磁感应强度B大小不变,方向绕直径转过60°过程中,a线圈中磁通量改变ΔΦ1=BS(1-cos60°)=4π×10-3 Wb。(3)磁感应强度B大小、方向均不变,线圈a绕直径转过180°过程中,a线圈中磁通量改变了ΔΦ2=2BS=1.6π×10-2 Wb。