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第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元测试
一、单选题
1．如图所示是常见永磁体的磁场，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线总是从极到极，两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，磁感线有可能相交
C．磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质
D．磁感线是客观存在于磁极或电流周围的一种物质
2．下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线从N极出发指向S极
B．沿磁感线方向磁场逐渐减弱
C．磁感线是闭合曲线，但磁感线不相交
D．磁感线是实际存在的，可以用磁场中的铁屑演示出来
3．磁场的高斯定理指出通过磁场中任一闭合曲面的总磁通量恒等于零。如图所示为一金属球壳的俯视图，CD过球心O，AB不过球心，在球心O的右侧放置一小磁针，以磁感线穿入球壳的方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．C、D两点处的磁感应强度方向相反
B．若小磁针沿CD运动，球壳上有感应电流产生
C．球壳上单位面积的磁通量大小处处相等
D．AB左右两侧球壳上的磁通量大小相等
4．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3，垂直纸面置于正三角形三个顶点处，O为正三角形的中心，当三根导线通以沿图示方向且相同大小的电流时，中心O处的磁感应强度为B0.若把L3移走.则O处的磁场磁感应强度为（）
A． B． C． D．
5．家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，它主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、变压器、镇流系统、冷却系统、控制系统、外壳等组成；接通电路后，220V交流电经变压器变压，在次级产生3.4V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2000V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器（炉腔），被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，并能最大限度地保存食物中的维生素，关于上述微波炉，下列说法正确的是（ ）
A．微波是由于原子外层电子受激发而产生的
B．微波是由于原子内层电子受激发而产生的
C．微波炉变压器的降压匝数比为1100：17
D．微波炉变压器的升压匝数比为17：10000
6．关于磁感强度B，下列说法中正确的是
A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关
B．磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致
C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零
D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大
7．如图所示，两线圈绕在圆环铁芯上，左边连接电源，右边连接一小灯泡，老师用此装置做实验时，某同学发现，小灯泡会亮。当开关S处于不同状态时小灯泡会有的现象，下列说法正确的是（　　）
A．开关闭合后的瞬间，小灯泡会亮一下，电流方向向下
B．开关闭合并保持一段时间，在这段时间内，小灯泡一直会亮
C．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小灯泡会亮一下，电流方向向下
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小灯泡中不会有电流流过
二、多选题
8．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是（　　）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波只有横波
9．如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则(　　)
A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用
D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长
10．下列说法中正确的是（　　）
A．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
B．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究
E．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
三、实验题
11．如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路，并列举出在实验中通过改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方法：
(1) ；
(2) ；
(3) ．
12．某同学在“探究电磁感应产生条件”的实验中，设计了如图所示的装置．线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻、滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表完全相同，零刻度居中。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。
（1）当滑片P较快地向左滑动时，电流表甲的指针的偏转情况是 ，电流表乙的指针的偏转情况是 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）。
（2）断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，电流表乙的指针的偏转情况是 。（选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）
13．某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比，与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的 实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源、直流电流表（量程为0~3A）、滑动变 阻器、小磁针（置于刻有360°刻度的盘面上）、开关及导线若干：
实验步骤如下：
a.将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直 导线，如图甲所示；
b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离 r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转 角度θ；
c.根据测量结果进行分析，得出结论。 回答下列问题：
（1）某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为 A；
（2）在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°（如图丙所示），已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10－5T，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为 T（结果保留两位小数）；
（3）该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示，据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比，与离长直导线的距离r成反比的结论， 其依据是 ；
（4）通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为，其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果，可计算出= 。
14．（1）如图甲所示是探究“影响感应电流方向的因素”的实验装置。
①如果在闭合开关S时，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么闭合开关S后，将A线圈迅速插入B线圈中，灵敏电流计的指针将 （选填“向左”“向右”或“不”）偏转。
②按照图甲连接好电路，并将A线圈插入B线圈中后，要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 （填字母）。
A．插入铁芯 B．拔出A线圈
C．滑动变阻器的滑片向右滑动 D．断开开关S瞬间
（2）某同学在做实验时突发奇想，将开关S接在B线圈所在回路，如图乙所示，则在闭合和断开开关时， （选填“会”或“不会”）产生感应电流， （选填“能”或“不能”）观察到与图甲电路相同的现象。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D B C D C ABC BC ADE
1．C
【详解】A．磁感线是为了形象描述磁场而假想的有方向的曲线，在磁体外部磁感线从极到极，内部从极到极，故A错误；
B．磁感线上每一点的切线方向表示磁场的方向，磁感线不相交，故B错误；
C．磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，故C正确；
D．磁感线是人们为了方便描述磁场人为规定的，并不是客观真实存在的物质，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．磁感线从磁体外部是从N极指向S极，而内部是从S极指向N极，磁感线是闭合的曲线，A错误；
B．磁感线的密、疏表示磁场的强、弱，沿磁感线方向，磁场可能减弱，也可能增加，也可能不变，B错误；
C．磁感线是闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，在磁体内部由S极回到N极，在磁场中任一位置，磁感应强度的大小和方向都是唯一的，即在一个时刻，它的大小只有一个数值，方向只有一个方向。而磁感应强度的方向是沿着磁感线的切线方向，所以两条磁感线不能相交，C正确；
D．磁感线是实际不存在的，铁屑的排列形象地显示出磁场的分布情况，是因为铁屑受到磁场力的作用，并非铁屑即磁感线，D错误。
故选C。
3．D
【详解】A．由题图小磁针的左侧为N极，结合磁场方向的特点可知，C、D两点的磁感应强度方向都水平向左，故A错误；
B．小磁针沿CD运动，球壳上总的磁通量始终为0，无感应电流产生，故B错误；
C．由于球壳上的各点到小磁针的距离不都相同，球壳上单位面积的磁通量大小不是处处相等，故C错误；
D．根据题意可知，通过磁场中任一闭合曲面的总磁通量恒等于零，则AB左右两侧球壳上的磁通量大小相等，故D正确。
故选D。
4．B
【分析】考查磁场的叠加。
【详解】三根相互平行的固定长直导线电流大小相等，它们在中心O处产生的磁感应强度大小均相同，依题意可知 L1、L2在O处产生的合磁感应强度方向水平向右，与L3在 O处产生的磁感应强度相同，若把L3移走，中心O处的磁场磁感应强度为，ACD错误，B项正确。
故选B。
5．C
【详解】AB．微波产生的微观机理是无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动而产生的；故AB错误；
CD．接通电源后，220V的交流电经过变压器后，在次级产生2000V高压交流电，根据电压与匝数成正比得微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为11：100，若为3.4V电压，则变压器原副线圈的匝数之比为220：3.4=1100：17，故D错误，C正确；
故选C。
【点睛】此题考查了电磁波在实际生活上的应用，我们需要了解微波炉的工作原理，产生机理。
6．D
【详解】AB.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况及安培力大小无关，磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向垂直，不一致，故AB错误；
C.当通电导线与磁场平行放置时，没有安培力，但不能肯定此处没有磁感应强度，故C错误；
D.磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，故D正确；
故选：D；
7．C
【详解】A．开关闭合后的瞬间，左边线圈中的电流变大，左边线圈中产生的磁场方向向上，穿过右边线圈的磁通量变大，且磁场方向向下，由楞次定律可知，电流方向向上，故A错误；
B．开关闭合并保持一段时间，在这段时间内，左边线圈中的电流不变，产生的磁场不变，穿过右边线圈的磁通量不变，则无电流产生，小灯泡不会亮，故B错误；
CD．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，左边线圈中的电流变小，左边线圈中产生的磁场方向向上，穿过右边线圈的磁通量变小，且磁场方向向下，由楞次定律可知，电流方向向下，则小灯泡会亮一下，故C正确，D错误。
故C。
8．ABC
【详解】A．机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，但v＝λf都适用，A正确；
B．机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象，B正确；
C．机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C正确；
D．机械波有横波也有纵波，D错误。
故选ABC。
9．BC
【详解】AB.当S1断开时，A中电流消失，此时穿过A、B线圈的磁通量均减小，由于A线圈已经断开，不产生感应电流，对磁场强度的减弱没有抑制作用；而B线圈的开关S2是闭合的，内部产生感应电流，B线圈中有感应电流产生的磁场，这即是延迟效应产生的原因，A错误，B正确；
CD.如果S2断开，线圈B也不产生感生电流，将不会有延时的作用，C正确，D错误。
故选BC。
10．ADE
【详解】A．北斗导航系统是利用电磁波工作的，A正确；
B．食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，B错误；
C．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C错误；
D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，D正确；
E．遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，E正确。
故选ADE。
11． 合上(或断开)开关瞬间 电流稳定时将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出 将原线圈插入副线圈，待电流稳定时移动滑动变阻器的滑片
【详解】
[1][2][3]只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会有感应电流产生．所以合上(或断开)开关瞬间；电流稳定时将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出；将原线圈插入副线圈，待电流稳定时移动滑动变阻器的滑片，均会产生感应电流。
12． 向右偏 向右偏 向左偏
【详解】（1）[1][2]由图可知，电流从正极流入时指针向右偏．当滑片P较快地向右滑动时，电阻增大，电流减小，电流表甲的指针仍向右偏转；根据右手定则，穿过B线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律，B中产生的感应电流的方向是逆时针的，电流从乙电流表正极流入，指针向右偏；
（2）[3]断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，穿过B线圈的磁通量向下增大，根据楞次定律，B中产生的感应电流的方向是顺时针的，电流从乙电流表负极流入，指针向左偏。
13． 2.00 电流产生的磁感应强度，而偏角的正切值与成正比
【详解】（1）[1]电流表量程为3A，则最小分度为0.1A，由指针示数可知电流为2.00A；
（2）[2]电流产生向东的磁场，则指针指向地磁场分量和电流磁场的合磁场方向，如图所示
则有
解得
（3）[3]由图可知，偏角的正切值与成正比，而根据（2）中分析可知
则可知与成正比，故说明通电长直导线周围磁场的磁感应强度与通电电流成正比，与长导线的距离成反比；
（4）[4]由公式
可知，图象的斜率
解得
14． 向右 BCD 不会 不能
【详解】（1）[1]在闭合开关S时，B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么闭合开关S后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈的磁通量将增大，灵敏电流计的指针将向右偏转。
[2]A．插入铁芯，B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针将向右偏转，故A不符合题意；
B．拔出A线圈，B线圈的磁通量减小，灵敏电流计的指针将向左偏转，故B符合题意；
C．滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，A线圈中的电流减小，B线圈的磁通量减小，灵敏电流计的指针将向左偏转，故C符合题意；
D．断开开关S瞬间，B线圈的磁通量减小，灵敏电流计的指针将向左偏转，故D符合题意。
故选BCD。
（2）[3][4]将开关S接在B线圈所在回路，则在闭合和断开开关时，B线圈的磁通量不变，电路中不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不偏转，不能观察到与图甲电路相同的现象。

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