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章末检测试卷(第六章)
(满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)
1．下列说法不符合物理学史的是(　　)
A．法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“电场”“磁场”的概念
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证明了麦克斯韦的预言
C．通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，爱因斯坦受此启发，提出了分子电流假说
D．奥斯特发现了电流的磁效应，普朗克提出了能量子的概念
2.某磁场的磁感线分布如图所示，则a、b两点磁感应强度B的大小关系是(　　)
A．a点磁感应强度大于b点
B．b点磁感应强度大于a点
C．a、b两点磁感应强度一样大
D．无法确定
3．(2023·清远市高二学业考试)下列说法中不正确的是(　　)
A．通过某面的磁感线条数为零，但此面处磁感应强度不一定为零
B．空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
C．平行放置的两条形磁铁间异名磁极间的磁场为匀强磁场
D．某处磁感应强度为零，则通过该处的某面的磁感线条数一定为零
4.如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法正确的是(　　)
A．Φa<Φb<Φc B．Φa>Φb>Φc
C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb
5.如图所示，一矩形线圈abdc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Φ1。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Φ2，则(　　)
A．Φ1∶Φ2＝∶1
B．Φ1∶Φ2＝1∶
C．Φ1∶Φ2＝∶1
D．Φ1∶Φ2＝∶1
6．(2024·清远市高二期中)下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是(　　)
7.如图所示，在矩形导线框abcd的对称轴OO′的左侧存在一垂直纸面向外的匀强磁场，线框以ad边为轴，从图示位置以顺时针(由a向d看)开始转动，转动周期为T，关于线框在前内产生感应电流的情况，以下说法正确的是(　　)
A．0～内始终有感应电流
B．0～内始终没有感应电流
C．0～内没有感应电流，～内有感应电流
D．0～内有感应电流，～内没有感应电流
二、多项选项题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
8．5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比于4G信号，下列判断正确的是(　　)
A．5G信号的光子能量更大
B．5G信号的能量更小
C．5G信号的传播速度更大
D．5G信号的波长更短
9．关于光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)
A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波
C．当光和物质相互作用时表现出粒子性
D．光在传播过程中表现出波动性
10.如图所示，两根相互绝缘的长直导线分别沿x轴和y轴放置，当x轴上的导线中通以沿x轴正方向的电流I0时，其在A(a，b)点产生的磁感应强度的大小为B0。当y轴上的导线也通电流后，A(a，b)点的磁感应强度的大小变为2B0。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度大小为B＝k，其中k为常量，I为导线中电流的大小，r为场中某点到导线的垂直距离，则沿y轴放置的导线中所通电流的大小可能是(　　)
A.I0 B.I0
C.I0 D.I0
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
(2024·上海市浦东区高二期末)地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义，如利用它为航海、行军导航，利用地磁场的分布特征寻找矿藏等。
11．(6分)地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，下列相关解释正确的是__________。
A．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方
B．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方
C．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方
D．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方
12．(9分)某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了“探究通电长直导线周围磁场”的兴趣。探究过程如下：
(1)(6分)如图甲所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向______(选填“相同”或“相反”)。改变电流大小，小磁针指向将______(选填“变化”或“不变”)；
(2)(3分)请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图。(要求：画出三条磁感线)
13．(10分)据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为3.0×10－5 T。
(1)(2分)1 T＝1__________(用国际单位制基本单位表示)；
(2)(4分)若该处有半径为10 cm并绕制了100匝的闭合线圈竖直放置，如图甲，则穿过该线圈平面的磁通量为________ Wb(保留2位有效数字)，当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内________感应电流(选填“有”或“无”)；
(3)(4分)某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图乙所示，开关断开，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。闭合开关后，发现小磁针N极的指向与y轴正方向的夹角为45°。
①请在图上标明螺线管上导线的绕向；
②该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为__________。
14.(14分)如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。当t＝0时，磁感应强度大小为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，则：
(1)(6分)磁感应强度B应随时间t增大还是减小？
(2)(8分)从t＝0开始，磁感应强度B与t应满足的关系式。
15．(15分)如图所示，金属框架MON(∠MON＝45°)与导体棒DE构成回路，处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中且与磁场垂直。
(1)(7分)若B＝0.1 T，DE从O点出发，向右以1 m/s的速度匀速运动4 s，回路中的磁通量的变化量是多少？
(2)(8分)若回路面积从S0＝8 m2变到St＝18 m2，磁感应强度从B0＝0.1 T变到Bt＝0.8 T，则回路中的磁通量的变化量是多少？
章末检测试卷(第六章)
1．C　2.A　3.C　4.B
5．C　[设ab＝l1，bd＝2l2，则Φ1＝Bl1l2，Φ2＝B(2l1cos 45°－l1)l2，所以Φ1∶Φ2＝∶1，故选C。]
6．B　[线圈没有闭合不能产生电流，故A错误；磁感应强度不变，回路中的面积增大，引起磁通量增大，可以产生感应电流，故B正确；穿过线圈的磁通量相互抵消，磁通量为零，不能产生感应电流，故C错误；穿过线圈的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故D错误。]
7．C　[线框以ad边为轴，从图示位置按顺时针开始转动，0～内线框垂直磁场方向的有效面积不变，磁通量不变，没有感应电流，～内线框垂直磁场方向的有效面积发生变化，磁通量变化，有感应电流产生，故C正确，A、B、D错误。]
8．AD　[因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据公式ε＝hν可知，5G信号的光子能量比4G光子能量更大，故B错误，A正确；因5G使用的电磁波频率更高，由ν＝知，波长更短，故D正确；任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是相同的，故C错误。]
9．CD　[光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，A错误；当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性，光的干涉、衍射又说明光是一种波，则光在传播过程中表现出波动性，光既不同于宏观的粒子，也不同于宏观的波，B错误，C、D正确。]
10．AD　[x轴上的导线中的电流在A点产生的磁感应强度的大小为B0＝k，若两导线在A点产生的磁场方向相同，则有By1＝2B0－B0＝k，联立解得Iy1＝I0，若两导线在A点产生的磁场方向相反，则有By2＝2B0＋B0＝k，联立解得Iy2＝I0，故A、D正确，B、C错误。]
11．A
解析　地磁场北极在地理南极附近，地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方，S极指向南方。故选A。
12．(1)相反　不变　(2)见解析图
解析　(1)通电直导线周围磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆位于与导线垂直的平面上，且距导线越近，磁场越强，当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向相反；改变电流大小，磁场方向不变，小磁针指向将不变。
(2)如图。
13．(1)kg/(A·s2)　(2)9.4×10－7　有
(3)①见解析图　②3.0×10－5 T
解析　(1)根据B＝＝
则用国际单位制基本单位表示1 T＝1 kg/(A·s2)
(2)穿过该线圈平面的磁通量为
Φ＝B·πr2＝3.0×10－5×3.14×0.12 Wb≈9.4×10－7 Wb
当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内磁通量发生变化，有感应电流。
(3)①根据小磁针N极的指向，可知螺线管右端为N极，螺线管上导线的绕向如图(a)
　
②由矢量图(b)
可得tan 45°＝
因此B电＝3.0×10－5 T。
14．(1)减小　(2)B＝
解析　(1)由感应电流产生的条件可知，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动时，为使MN棒中不产生感应电流，则穿过MDEN回路的磁通量保持不变，由Φ＝BS，则磁感应强度B应随时间t减小。
(2)穿过回路的磁通量保持不变，由Φ＝B·S有B0L2＝BL(L＋vt)
解得B＝。
15．(1)0.8 Wb　(2)13.6 Wb
解析　(1)导体棒DE向右以1 m/s的速度匀速运动4 s，位移为s＝vt＝1×4 m＝4 m
由于∠MON＝45°，此时回路的面积为S＝s2＝8 m2
此时回路中的磁通量
Φ＝BS＝0.1×8 Wb＝0.8 Wb
回路中磁通量的变化量为ΔΦ1＝Φ－0＝0.8 Wb
(2)回路面积从S0＝8 m2变到St＝18 m2，
磁感应强度从B0＝0.1 T变到Bt＝0.8 T时的磁通量为Φt＝BtSt＝0.8×18 Wb＝14.4 Wb
又Φ0＝B0S0＝0.1×8 Wb＝0.8 Wb
故回路中的磁通量的变化量为
ΔΦ2＝Φt－Φ0＝14.4 Wb－0.8 Wb＝13.6 Wb。(共37张PPT)
章末检测试卷(第六章)
一、单项选择题
1.下列说法不符合物理学史的是
A.法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“电场”“磁场”的概念
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证明了麦克斯韦的预言
C.通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，爱因斯坦受此启发，提出
了分子电流假说
D.奥斯特发现了电流的磁效应，普朗克提出了能量子的概念
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法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“电场”“磁场”的概念，故A正确；
麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证明了电磁波的存在，故B正确；
通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，安培受此启发，提出了分子电流假说，故C错误；
奥斯特发现了电流的磁效应，普朗克基于黑体辐射实验提出了能量子的概念，故D正确。
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2.某磁场的磁感线分布如图所示，则a、b两点磁感应强度B的大小关系是
A.a点磁感应强度大于b点
B.b点磁感应强度大于a点
C.a、b两点磁感应强度一样大
D.无法确定
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根据磁感线的疏密程度可知a点磁感应强度大于b点，故A正确，B、C、D错误。
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3.(2023·清远市高二学业考试)下列说法中不正确的是
A.通过某面的磁感线条数为零，但此面处磁感应强度不一定为零
B.空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
C.平行放置的两条形磁铁间异名磁极间的磁场为匀强磁场
D.某处磁感应强度为零，则通过该处的某面的磁感线条数一定为零
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通过某面的磁感线条数为零，可能磁场方向与该面平行，则此面处磁感应强度不一定为零，故A正确，不符合题意；
磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是该处磁场的方向，故B正确，不符合题意；
两平行放置异名磁极间的磁场不是匀强磁场，近距离两异名磁极间的磁场可看成是匀强磁场，故C错误，符合题意；
磁感应强度为零，放在该处的某面就无磁感线穿过，故D正确，不符合题意。
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4.如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法正确的是
A.Φa<Φb<Φc
B.Φa>Φb>Φc
C.Φa<Φc<Φb
D.Φa>Φc>Φb
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当a中有电流通过时，根据安培定则可知穿过a、b、c三个闭合线圈垂直纸面向里的磁感线条数一样多，垂直纸面向外的磁感线条数c最多，其次是b，a中无垂直纸面向外的磁感线。因此合磁通量应该满足Φa>Φb>Φc，故B正确。
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5.如图所示，一矩形线圈abdc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Φ1。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Φ2，则
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6.(2024·清远市高二期中)下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是
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线圈没有闭合不能产生电流，故A错误；
磁感应强度不变，回路中的面积增大，引起磁通量增大，可以产生感应电流，故B正确；
穿过线圈的磁通量相互抵消，磁通量为零，不能产生感应电流，故C错误；
穿过线圈的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故D错误。
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二、多项选项题
8.5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比于4G信号，下列判断正确的是
A.5G信号的光子能量更大
B.5G信号的能量更小
C.5G信号的传播速度更大
D.5G信号的波长更短
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因为5G使用的电磁波频率比4G
高，根据公式ε＝hν可知，5G信
号的光子能量比4G光子能量更
大，故B错误，A正确；
因5G使用的电磁波频率更高，由ν＝ 知，波长更短，故D正确；
任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是相同的，故C错误。
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9.关于光的波粒二象性的说法中，正确的是
A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
B.光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波
C.当光和物质相互作用时表现出粒子性
D.光在传播过程中表现出波动性
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光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，A错误；
当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性，光的干涉、衍射又说明光是一种波，则光在传播过程中表现出波动性，光既不同于宏观的粒子，也不同于宏观的波，B错误，C、D正确。
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10.如图所示，两根相互绝缘的长直导线分别沿x轴和y轴放置，当x轴上的导线中通以沿x轴正方向的电流I0时，其在A(a，b)点产生的磁感应强度的大小为B0。当y轴上的导线也通电流后，A(a，b)点的磁感应强度的大小变为2B0。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度大小为B＝
，其中k为常量，I为导线中电流的大小，r为场中某点到导线的垂直距离，则沿y轴放置的导线中所通电流的大小可能是
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三、非选择题
(2024·上海市浦东区高二期末)地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义，如利用它为航海、行军导航，利用地磁场的分布特征寻找矿藏等。
11.地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，
下列相关解释正确的是_____。
A.地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方
B.地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方
C.地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方
D.地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方
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地磁场北极在地理南极附近，地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方，S极指向南方。故选A。
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12.某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了“探究通电长直导线周围磁场”的兴趣。探究过程如下：
(1)如图甲所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上
关于导线对称的两处小磁针N极指向_____
(选填“相同”或“相反”)。改变电流大
小，小磁针指向将_____(选填“变化”或
“不变”)；
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相反
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通电直导线周围磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆位于与导线垂直的平面上，且距导线越近，磁场越强，当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向相反；改变电流大小，磁场方向不变，小磁针指向将不变。
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(2)请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图。(要求：画出三条磁感线)
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答案　见解析图
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如图。
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13.据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为3.0×10－5 T。
(1)1 T＝1__________(用国际单位制基本单位表示)；
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则用国际单位制基本单位表示1 T＝1 kg/(A·s2)
(2)若该处有半径为10 cm并绕制了100匝的闭合线圈竖直放置，如图甲，则穿过该线圈平面的磁通量为__________ Wb(保留2位有效数字)，当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内______感应电流(选填“有”或“无”)；
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穿过该线圈平面的磁通量为Φ＝B·πr2＝3.0×10－5×3.14×0.12 Wb≈ 9.4×10－7 Wb
当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内磁通量发生变化，有感应电流。
(3)某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图乙所示，开关断开，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。闭合开关后，发现小磁针N极的指向与y轴正方向的夹角为45°。
①请在图上标明螺线管上导线的绕向；
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根据小磁针N极的指向，可知螺线管右端为N极，螺线管上导线的绕向如图(a)
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②该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为____________。
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由矢量图(b)
因此B电＝3.0×10－5 T。
14.如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。当t＝0时，磁感应强度大小为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，则：
(1)磁感应强度B应随时间t增大还是减小？
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答案　减小　
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由感应电流产生的条件可知，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动时，为使MN棒中不产生感应电流，则穿过MDEN回路的磁通量保持不变，由Φ＝BS，则磁感应强度B应随时间t减小。
(2)从t＝0开始，磁感应强度B与t应满足的关系式。
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穿过回路的磁通量保持不变，由Φ＝B·S有
B0L2＝BL(L＋vt)
15.如图所示，金属框架MON(∠MON＝45°)与导体棒DE构成回路，处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中且与磁场垂直。
(1)若B＝0.1 T，DE从O点出发，向右以1 m/s的速度匀速运动4 s，回路中的磁通量的变化量是多少？
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答案　0.8 Wb　
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导体棒DE向右以1 m/s的速度匀速运动4 s，位移为s＝vt＝1×4 m＝4 m
由于∠MON＝45°，此时回路的面积为
此时回路中的磁通量
Φ＝BS＝0.1×8 Wb＝0.8 Wb
回路中磁通量的变化量为ΔΦ1＝Φ－0＝0.8 Wb
(2)若回路面积从S0＝8 m2变到St＝18 m2，磁感应强度从B0＝0.1 T变到Bt＝0.8 T，则回路中的磁通量的变化量是多少？
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答案　13.6 Wb
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回路面积从S0＝8 m2变到St＝18 m2，
磁感应强度从B0＝0.1 T变到Bt＝0.8 T时的磁通量
为Φt＝BtSt＝0.8×18 Wb＝14.4 Wb
又Φ0＝B0S0＝0.1×8 Wb＝0.8 Wb
故回路中的磁通量的变化量为
ΔΦ2＝Φt－Φ0＝14.4 Wb－0.8 Wb＝13.6 Wb。

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