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第三章 电磁场与电磁波初步 单元测试-2024-2025学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．三个相同的矩形线圈置于水平向右的匀强磁场中，线圈Ⅰ平面与磁场方向垂直，线圈Ⅱ、Ⅲ平面与线圈Ⅰ平面的夹角分别为30°和45°，如图所示．穿过线圈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的磁通量分别为ΦⅠ、ΦⅡ、ΦⅢ.下列判断正确的是( 　　)
A．ΦⅠ＝ΦⅡ B．ΦⅡ＝ΦⅢ
C．ΦⅠ＞ΦⅡ D．ΦⅢ＞ΦⅡ
2．下列关于光和辐射的说法正确的是（　　）
A．黑板吸收可见光，故为黑色，它是一种黑体
B．部分物质有放射性，可使人致癌，因此，放射性射线只会对人有害
C．放射性物质可使人致癌，因此，我们应当远离放射性物质，类似的，我们也应当远离有辐射的物质
D．光子频率越高，能量越大，光强却可以很小
3．把长度L、电流I都相同的一小段通电导线垂直磁场方向放入某磁场中的A、B两点，电流元在A点受到的磁场力较大，则（　　）
A．A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度
B．A点的磁感应强度一定小于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度一定等于B点的磁感应强度
D．不能判断A、B两点之间的磁感应强度大小关系
4．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图所示两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流，规定磁场方向垂直纸面向里为正，则在区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是（ ）
A． B．
C． D．
5．跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动跳绳时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则（　　）
A．向任意方向摇绳一定都能产生电流
B．只能在赤道平面上产生电流
C．跳绳发电属于电磁感应
D．跳绳发电属于电流的磁效应
6．如图所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成角，磁感应强度B，用下述哪个方法可使线圈的磁通量增加一倍 ( )
A．把线圈匝数增加一倍
B．把线圈面积增加一倍
C．把线圈的半径增加一倍
D．转动线圈使得轴线与磁场方向平行
7．某兴趣小组为探究测定电流产生磁场的磁感应强度的方法，在实验精度要求不高的情况下，设计了如下实验：在一根南北方向放置的直导线的正下方A处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已知此地的地磁场水平分量B地=5.0×10－5T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示．由此得出该通电直导线在A处产生磁场的磁感应强度大小为（　　）
A．5.0×10-5T B．l.0×10-4T C．8.66×10-5T D．7.07×10-5T
二、多选题
8．下列情形中金属框或线圈中能产生感应电流的是（　　）
A． B． C． D．
9．下列关于电磁场理论的说法，正确的有（　　）
A．电场会产生磁场
B．磁场会产生电场
C．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场
D．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
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，地球周围地磁场分布示意图如图，结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下
三、实验题
11．为了探究电磁感应现象的产生条件，图中给出了必备的实验仪器．
（1）请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整 ．
（2）正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转．开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针 偏转（选填“发生”或“不发生”）．断开开关时灵敏电流计的指针 偏转（选填“发生”或“不发生”）．
12．一、实验原理
1.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。
2.通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。
二、实验器材
条形磁体，螺线管， ，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒。
三、进行实验
1.探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。实验电路如图1甲、乙所示：
结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏。（指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的）
2.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
（1）按图2连接电路，明确螺线管的绕线方向。
（2）按照控制变量的方法分别进行N极（S极）向下插入线圈和N极（S极）向下时抽出线圈的实验。
（3）观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格。
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动的情况 N极向下插入线圈 S极向下插入线圈 N极朝下时拔出线圈 S极朝下时拔出线圈
原磁场方向（“向上”或“向下”）
穿过线圈的磁通量变化情况（“增加”或“减少”）
感应电流的方向（在螺线管上方俯视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针
感应电流的磁场方向（“向上”或“向下”）
原磁场与感应电流磁场方向的关系
（4）整理器材。
四、实验结果分析
根据上表记录，得到下述结果：
甲、乙两种情况下，磁通量都 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ，阻碍磁通量的减少。
实验结论：感应电流具有这样的方向，即 总要 引起感应电流的 。
五、注意事项
1.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。
2.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
3.实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。
4.按照控制变量的思想进行实验。
5.进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。
13．寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器、热敏电阻（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝和等组成。调好阻值，闭合开关、，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。
（1）通电线圈温度升高时，电磁铁磁性 ；
（2）阻值 （选填“大于”或“小于”）阻值；
（3）将的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将 。
14．法拉第发现电磁感应现象的实验装置如图所示，线圈A、B分别绕在同一铁环上，线圈A接电源，线圈B接灵敏电流表G，开关S闭合瞬间，灵敏电流表指针 （填“会”或“不会”）偏转；开关S闭合一段时间后，灵敏电流表指针 （填“会”或“不会”）偏转；开关S断开瞬间，灵敏电流表指针 （填“会”或“不会”）偏转。
《第三章 电磁场与电磁波初步 单元测试-2024-2025学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D A B C B C BCD CD AD
1．C
【详解】线圈在I位置时，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大为：Φl=BS
线圈在Ⅱ、Ⅲ位置时，穿过线圈的磁通量分别为：ΦⅡ=BScos30°=BS，ΦⅢ=BScos45°=BS．则有：Φl＞ΦⅡ＞ΦⅢ，故选C．
点睛：理解磁通量的物理意义：穿过磁场中某一面积的磁感线的条数；对于匀强磁场，可以根据公式Φ=BScosθ判断磁通量如何变化．
2．D
【详解】A．黑体吸收电磁波而不发生反射，黑体自身向外辐射电磁波，不一定是黑色的，故A错误；
B．部分物质有放射性，可使人致癌，放射性射线对人和动物都有害，B错误；
C．放射性物质可使人致癌，因此，我们应当远离放射性物质，但在辐射安全值范围内，可以靠近有辐射的物质。
D．光子的能量，光子频率越高，能量越大，如果某种光子频率高，但单位时间从光源发出的光子数少，光强可以很小。D正确。
故选D。
3．A
【详解】把长度L、电流I都相同的一小段电流元垂直磁场方向放入某磁场中的A、B两点，根据
可知A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【详解】由通电长直导线周围某点的磁感应强度，可知离导线越远磁场越弱；根据安培定则可得，之间的磁场方向垂直纸面向外， 之间的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零。由于规定B的正方向即为垂直纸面向里，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．C
【详解】AB．地球是个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，所以磁感线大致沿南北方向，所以若两位同学站在东西方向，摇动铜线跳绳切割磁感线运动，有电流，若站在南北方向，则跳绳不切割磁感线，无电流，所以电流方向与绳子运动方向有关，故AB错误；
CD．跳绳发电属于电磁感应现象，故C正确，D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线的条数不变，磁通量不变，故A错误；
B．根据，把线圈面积增加一倍，线圈的磁通量增加一倍，故B正确；
C．线圈的半径增加一倍，线圈的面积变为原来的4倍，磁通量为原来的4倍，故C错误；
D．线圈的轴线与磁场方向成角时，磁通量为：，当轴线与磁场方向平行时，磁通量为，即，故选项D错误．
【点睛】本题关键要正确理解磁通量的概念，磁通量是标量，有正负，表达式为，为磁场方向与线圈平面的夹角．
7．C
【分析】本题考查了磁场的合成，小磁针后来的指向为合磁场方向，因此根据平行四边形定则，已知某个磁场大小和方向与合磁场方向，可以求出另一个磁场大小；
【详解】各个分磁场与合磁场关系如图所示：
地磁场水平分量，所以根据三角函数关系可得：
即有：，故ABD错误，C正确．
【点睛】物理中力、电场强度、磁场强度等均为矢量，在合成时遵循平行四边形定则，因此要熟练应用平行四边形定则进行矢量的合成．
8．BCD
【详解】产生感应电流的条件是，闭合回路中的磁通量有变化。故A错误；BCD正确。
故选BCD。
9．CD
【详解】电磁场理论的内容：变化的电场（磁场）产生磁场（电场），周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以只有CD选项正确。
故选CD。
10．AD
【详解】A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，故A正确；
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．只有赤道上空磁场的方向才与地面平行，故C错误；
D．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下，故D正确。
故选AD。
11．（1）见答图；（2）发生；发生．
【详解】(1)原图中已经连接了一部分电路，外面的螺线管已经与电流表相连，故电流表的另一接线柱一定与外面的螺线管的另一接线柱相接，内部的螺线管与滑动变阻器相接，如图所示：
（2）当滑片移动时，电路中的电流发生变化，故原磁场发生变化，所以会在线圈中感应出电流来，电流表指针发生偏转，当断开开关时，电路中的电流也发生改变，故电流表的指针也会发生偏转．
12． 灵敏电流计 增加 相反 减少 相同 感应电流的磁场 阻碍 磁通量的变化
【解析】略
13． 增强 小于 降低
【详解】（1）[1] 通电线圈温度升高时，热敏电阻R2减小，通过线圈上的电流变大，所以电磁铁的磁性增强。
（2）[2] 闭合开关S2，电阻R3与R4并联,恒温箱内的电路总电阻减小，电流变大，恒温箱内温度开始升高，随着温度升高，热敏电阻R2阻值减小，控制电路内电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁开关被吸下，此时恒温箱内电路总电阻会变得非常大，恒温箱内电路加热结束。若要实现恒温箱内温度小范围内波动，需要R3小于R4。
（3）[3] 若将的阻值稍微调小一些，则控制电路里面的电流会更大一点，电磁铁的磁性会变强，控制开关被吸合的时间延长，会使恒温箱内需要再次启动加热时间延长。这样需等到恒温箱的温度再下降的更低一些，才能使电磁铁释放控制开关使恒温箱内加热电路工作。
14． 会 不会 会
【详解】[1][2][3]将开关S接通的瞬间，磁场由无到有，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，灵敏电流计发生偏转；开关S闭合一段时间之后，磁场不变，通过线圈B的磁通量不发生变化，线圈B中不能产生感应电流，灵敏电流计不偏转；将开关S断开的瞬间，磁场由有到无，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，灵敏电流计发生偏转。

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