2025届高考物理一轮复习专题训练 初识电磁场与电磁波

这是一份2025届高考物理一轮复习专题训练 初识电磁场与电磁波，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，直角三角形MPQ的，直角边、。在M点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向里。在Q点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向外。两导线中的电流大小均为I，已知无限长的通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数、I是导线中的电流强度、r是该点到直导线的垂直距离）表示，则P点磁感应强度的大小为( )
A.B.C.D.
2．如图所示，两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的( )
A.区域ⅠB.区域ⅡC.区域ⅢD.区域Ⅳ
3．如图所示，我国的球面射电望远镜（FAST）是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”，并通过随地球自转指向太空不同方向.“天眼眼眶”的直径为D，其边缘圆周处于同一水平面内，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量大小分别为、，则( )
A.穿过“眼眶”的磁通量大小为
B.B、、三者大小关系满足
C.在地球自转的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
D.在地球自转的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为
4．如图所示，为一等边三角形，两根通过电流相等的长直导线分别垂直纸面置于A、D两个顶点，A处导线中的电流方向垂直纸面向里，D处导线中的电流方向垂直纸面向外。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为，k为常量，为该点到通电直导线的距离。已知C处磁感应强度大小为，则边中点E的磁感应强度大小为( )
A.B.C.D.
5．电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是( )
A.只有高温物体才辐射红外线
B.紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康
C.无线电波的频率比γ射线的频率大
D.红光光子的能量比X射线大
6．5G网络使用的无线电波通信频率是以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，如图所示5G网络的传输速率是4G网络的50~100倍。与4G网络相比( )
A.5G信号的频率更小
B.5G信号的传播速度超过光速
C.5G信号相同时间内能传递更大的信息量
D.5G信号不属于无线电波，它的波长小于可见光
7．奥斯特通过实验证实了通电直导线周围存在磁场，通电直导线在某点产生的磁感应强度大小满足，I为直导线中电流的大小，r为该点到直导线的距离.如图所示为三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都为I，方向垂直纸面向里，，B导线在A点产生的磁感应强度为，则A点的磁感应强度的大小为( )
A.B.C.D.
8．如图所示，三根平行直导线的截面图刚好为等边三角形，电流B和D方向垂直纸面向里，电流C方向垂直纸面向外，它们的电流大小都相同，，每根导线在A点产生的磁场的磁感应强度大小均为，则A点的合磁感应强度为( )
A.B.C.D.
9．面积为S的矩形线圈放置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，磁感线与线圈平面的夹角为θ，下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量为
B.穿过线圈的磁通量为
C.穿过线圈的磁通量为
D.增加线圈的匝数，穿过线圈的磁通量变大
10．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，则下列说法中正确的是( )
A.地理南、北极与地磁场的南、北极重合
B.地磁场的南极在地理北极
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的
11．下列关于磁感应强度的说法中正确的是( )
A.通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大
B.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向
C.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和方向无关
D.磁感应强度是矢量，方向与放在该点的小磁针N极指向垂直
12．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是( )
A.B.C.D.
二、多选题
13．已知无限长通电直导线在其周围空间产生的磁场磁感应强度大小的表达式是，其中k为一个常数，I表示导线中的电流大小，r表示与导线的距离。如图所示，为两条平行的无限长通电直导线，导线中电流大小为，方向由A流向点与导线的距离分别为，其磁感应强度为零。下列解题思路正确的是( )
A.导线中的电流方向由D流向C
B.导线中的电流大小是
C.右侧的磁场方向是垂直于纸面向外
D.左侧空间磁感应强度大小可能为0
14．如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是( )
A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动（小于90°）
C.以ad边为轴转动（小于60°）D.以bc边为轴转动（小于60°）
15．如图所示，金属圆环水平放置，圆心正上方有一个竖直的条形磁铁，下列哪种做法可以使金属圆环中产生感应电流( )
A.金属环和磁铁同时向下做自由落体运动，且金属圆环不翻转
B.金属环和磁铁同时以相同速度水平向右匀速运动
C.磁铁不动，金属圆环向下运动
D.金属圆环不动，磁铁水平向右运动
三、填空题
16．如图所示，边长为的单匝正方形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度大小为，此时穿过线框的磁通量为______；现让线框绕边转过，此过程磁通量的变化量大小为______。
17．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，将条形磁铁相对螺线管保持静止时，电流表指针___________（选填“会”或“不会”）偏转。
四、计算题
18．某校物理兴趣小组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30°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；计算结果保留三位有效数字）。
参考答案
1．答案：D
解析：根据安培定则可知，固定在M点和Q点的通电直导线在P点的磁场如图所示，两通电直导线在P点的磁感应强度大小、 ，则P点的磁感应强度大小，故选D。
2．答案：A
解析：由安培定则可知，电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，电流在其右方产生的磁场方向垂直纸面向里，故只有在区域Ⅰ，两个电流产生的磁场才都向里。故选A。
3．答案：C
解析：A.地磁场的磁感应强度大小为B，与眼眶平面垂直的分量大小为，穿过眼眶的磁通量大小为，故A错误；B.三者大小关系满足故B错误；CD.在地球自转90°、180的过程中，“眼眶”相对地磁场静止，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0，故C正确，D错误。故选C。
4．答案：C
解析：
5．答案：B
解析：所有的物体都辐射红外线，选项A错误；紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康，选项B正确；无线电波的频率比γ射线的频率小，选项C错误；光子的能量与其频率成正比，则红光光子的能量比X射线小，选项D错误。
6．答案：C
解析：AC.5G信号的频率更大，可知5G信号的光子能量更大，故5G信号相同时间内能传递更大的信息量，故A错误，C正确；
B.任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，所以5G信号的传播速度等于光速，故B错误；
D.5G信号属于无线电波，它的波长大于可见光，故D错误。
故选C。
7．答案：A
解析：由于三条导线到A点距离相等，且导线中的电流相同，所以三条导线在A处的磁感应强度均为，根据右手螺旋定则可知，B导线在A处的磁感应强度方向沿AC向下，C导线在A处的磁感应强度方向沿AD向右，D导线在A处的磁感应强度方向沿CA向上，所以A点的磁感应强度的大小为，方向沿AD向右。故选A。
8．答案：C
解析：由安培定则判断可知三根通电直导线在A点上所产生的磁场方向，如图所示：
电流B与电流D在A点产生的磁感应强度大小相等，夹角为120°，合磁感应强度大小为1T，方向水平向左；
电流C在A点产生的磁感应强度大小为1T，方向水平向左。
所以A点的磁感应强度大小为2T，方向水平向左。
故选C。
9．答案：C
解析：ABC.穿过线圈的磁通量为线圈在垂直于磁感应强度方向的投影面积与磁感应强度的乘积，故穿过线圈的磁通量为，故AB错误；C正确；D.穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关。故D错误。故选C。
10．答案：D
解析：A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A错误；B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B错误；C.磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；D.地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是可能带负电的，故D正确。故选D。
11．答案：C
解析：A.由知，只有当通电导线垂直放入磁场中时，受磁场力大的地方，磁感应强度才一定大，故A错误；B.磁感线稀疏的地方磁感应强度小，磁感应强度的大小与磁感线的指向无关，故B错误；C.磁感应强度的大小和方向由磁场本身的性质决定，跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关，故C正确；D.磁感应强度是矢量，方向与放在该点的小磁针N极指向相同，故D错误。故选C。
12．答案：C
解析：A.根据安培定则可知，该图中的磁场方向应该是逆时针方向，选项A错误；B.根据安培定则可知，该图中的磁场方向是导线的右侧向里，左侧向外，选项B错误；C.根据安培定则可知，该图中的磁场方向正确，选项C正确；D.根据安培定则可知，该图中的磁场方向应该是向右，选项D错误；故选C。
13．答案：BC
AB.OAB.处的磁感应强度，说明中的电流在O处产生的磁场方向相反、大小相等，根据安培定则和题中提供的磁感应强度大小计算式，CD中的电流方向是由C流向D，电流大小是，故A错误；B正确；CD.根据安培定则，中的电流在导线AB右侧空间产生的磁场方向都是垂直纸面向外，在导线CD左侧空间产生的磁场方向都是垂直纸面向里，所以左侧空间磁感应强度大小不可能为0，故C正确；D错误。故选BC。
14．答案：ABC
解析：产生该应电流的条件：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路产生感应电流。A.将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc边做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中产生感应电流，A正确；B.当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边右半段在做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，B正确；C.当线框以ab边为轴转动（小于60°），穿过线框的磁通量减少，所以在转动过程中产生感应电流，C正确；D.当线框以bc边为轴转动时，如果转动角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变（其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积），D错误。故选ABC。
15．答案：CD
解析：A.金属环和磁铁同时向下做自由落体运动，且金属圆环不翻转，穿过金属圆环的磁通量不发生变化，所以不会产生感应电流，故A错误；B.金属环和磁铁同时以相同速度水平向右匀速运动，穿过金属圆环的磁通量不发生变化，所以不会产生感应电流，故B错误；C.磁铁不动，金属圆环向下运动，穿过金属圆环的磁通量变化，会产生感应电流，故C正确；D.金属圆环不动，磁铁水平向右运动，穿过金属圆环的磁通量变化，会产生感应电流，故D正确。故选CD。
16．答案：0.002；0.002
解析：开始时，线框平面与磁场方向垂直，则穿过线框的磁通量为；线框绕ab边转过90°后，线框平面与磁场方向平行，穿过线框的磁通量；则此过程磁通量的变化量为，可知磁通量的变化量大小为0.002Wb。
17．答案：不会
解析：将条形磁铁相对螺线管保持静止时，穿过螺线管的磁通量不变，闭合电路不会产生感应电流，电流表指针不会偏转。
18．答案：（1）；（2）
解析：（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，由题意知地磁场的磁感应强度的水平分量为，小磁针处合磁感应强度B与y轴正方向成30°角，如图所示
根据磁感应强度的叠加法则可得
解得