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专题07 电磁感应与电磁波初步
▉考点一 电和磁的联系
1磁现象基础
(1)磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
(2)磁体：具有磁性的物体叫磁体。磁体有天然磁体和人工磁体之分，还可以从形状、用途等不同方面分类。
(3)磁极：磁体上磁性最强的部分叫作磁极，磁极都在磁体的两端。
(4)磁极间的相互作用：同名磁极相斥，异名磁极相吸，如图13-1-1所示。
2电流的磁效应
(1)奥斯特实验：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转，如图13-1-2所示。
(2)实验结论：通电导体周围存在着与磁体周围一样的特殊物质。
(3)实验意义：首次发现了电流的磁效应，第一个揭示了电与磁之间是有联系的。
(4)电流的磁效应：通电导体周围有磁场，即电流的周围有磁场，电流的磁场能使放在导体周围的磁针发生偏转，且磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫作电流的磁效应。
例题：关于静电场和磁场，下列说法正确的是（　　）
A．静电场和磁场都是真实存在的物质，因此磁感线和电场线也是真实存在的
B．将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能增加
C．无论是正电荷还是负电荷，从电场中的某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大
D．磁感应强度是标量，只有大小，没有方向
解：A、电场线和磁感线都是人为假想的图线，实际中并不存在，故A错误；
B、根据Ep=qφ可知，将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能减小，故B错误；
C、根据电势能的定义可知，无论是正电荷还是负电荷，从电场中的某点移到无穷远处时，只要静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大，故C正确；
D、磁感应强度是矢量，有大小也有方向，故D错误。
故选：C。
▉考点二 磁场
1磁铁对通电导线的作用
如图13-1-3甲所示，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导线发生偏转。
2电流与电流间的相互作用
(1)如图13-1-3乙所示，当相互平行且距离较近的两条导线中分别通以方向相同或相反的电流时，可观察到通同向电流的两根导线会靠近，通反向电流的两根导线会远离。
3磁场
(1)定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，使磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间产生相互作用，这种特殊的物质叫磁场。
(2)磁场的来源
①永磁体周围存在磁场；②电流周围存在磁场——电流的磁效应；③运动的电荷周围存在磁场。
(3)性质
①基本性质：对放入其中的磁体、电流或运动电荷能产生力的作用。
②物质性：虽然磁场看不见摸不着，但磁场与电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式。
(4)方向：把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。
例题：关于地磁场，下列说法正确的是（　　）
A．地理南极与地磁场南极重合
B．地磁场的磁感线不是闭合的曲线
C．在赤道上小磁针的南极在静止时指向地理的南方
D．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
解：A、地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，两者并不完全重合。故A错误；
B、地磁场的磁感线也是闭合的曲线，故B错误；
C、因地磁场的N极在地理南极处，故在赤道上小磁针的南极在静止时指向地理的南方，故C正确；
D、地球表面任意位置的地磁场方向沿磁感线的切线方向，故各点的磁场方向并不是都与地面平行，故D错误。
故选：C。
▉考点三 磁感线
1定义
在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。如图13-1-5所示。
2特点
(1)磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，越疏的地方越弱。
(2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。
(3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体
外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。
(4)磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断。磁场中任一点的磁场方向都是确定的，即只有一个方向，若有两条磁感线相交，根据磁感线的定义知，在交点处小磁针就有两个指向，这与事实不符。
例题：关于磁感线与电场线的描述，正确的是（　　）
A．电场线一定是直线
B．磁感线一定是闭合的
C．磁感线是电荷的运动轨迹
D．电场线是实际上存在的
解：A、电场线可以是直线，电场线也可以是曲线，故A错误；
B、磁感线是闭合的曲线，故B正确；
C、磁感线是为了形象地描述磁场假想的曲线，不是运动轨迹，故C错误；
D、电场线是为了形象地描述电场而假想的线，实际不存在，故D错误。
故选：B。
▉考点四 安培定则
1安培定则
用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
2直线电流的磁场
磁感线分布：如图13-1-6所示。
3环形电流的磁场
(1)方向判断——安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。
(2)磁感线分布：如图13-1-7所示。
4通电螺线管的磁场
(1)方向判断——安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上磁场的方向。
(2)磁感线分布：如图13-1-8所示。
例题：在一条沿水平方向放置的导线下方，放一个可以自由转动的小磁针。实验中观察到，当导线中没有通电流时，小磁针的指向如图所示；当导线中通恒定电流时，小磁针N极向纸内转动，则（　　）
A．导线中的电流方向向右
B．导线中的电流方向向左
C．若将小磁针放置在导线的上方，小磁针肯定不发生转动
D．若将小磁针放置在导线的上方，也能观察到小磁针N极向纸内转动
解：AB、当导线中通恒定电流时，小磁针N极向纸内转动，根据右手螺旋定则可得导线中的电流方向向右，故A正确，B错误；
CD、根据右手螺旋定则可得导线通电后在导线上方的磁场方向为垂直纸面向外，小磁针N极会向纸外转动，故CD错误；
故选：A。
▉考点五 安培分子电流假说
1假说的内容
安培认为，在物质内部存在着一种环形电流子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极(如图13-1-11所示)。
2用假说解释磁现象
(1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性。当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，两端对外界显示出较强的磁性，形成磁极，软铁棒就被磁化了。
(2)磁体的消磁：磁体在高温或猛烈撞击下，即在激烈的热运动或机械运动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章，磁体磁性消失。
3假说的意义
安培分子电流假说揭示了磁场的起源，它使我们认识到：磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的定向运动产生的(磁现象的电本质)。
例题：如果地磁场是由地球内部的环形电流形成的，那么这一电流的方向是（　　）
A．由东向西 B．由西向东 C．由南向北 D．由北向南
解：地磁场的北极在地理的南极附近，地球绕地轴自西向东旋转，故地球内部所带电荷的运动形成了一个环形电流，根据安培定则可知，环形电流的方向应该由东向西，故A正确，BCD错误；
故选：A。
▉考点六 对磁场的进一步理解
1电场与磁场的类比
比较项目 电场 磁场
不同点 产生 电荷 磁体、电流、运动电荷.
基本性质 对放入其中的电荷有电场力的作用. 对放入其中的磁体、电流、运动电荷有磁场力的作用.
作用特点 对放入其中的磁体无力的作用. 对放入其中的静止电荷无力的作用.
相同点 磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量.
2电场线和磁感线的类比
电场线 磁感线
相似点 意义 为了形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线. 为了形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线.
方向 线上各点的切线方向即该点的电场方向，是正电荷受静电力的方向. 线上各点的切线方向即该点的磁场方向，是小磁针N极受力的方向.
疏密 表示电场强弱. 表示磁场强弱.
特点 除电荷处，在空间不相交、不中断. 在空间不相交、不中断.
不同点 是不闭合的曲线，始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处. ①是闭合曲线； ②磁体外部方向：N→S;磁体内部方向：S→N.
▉考点七 磁感应强度
1探究影响通电导线受力的因素
(1)实验方法：控制变量法。
(2)实验原理：如图13-2-1所示，三块相同的蹄形磁体并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导图13-2-1线水平悬挂在磁体的两极间，有电流通过时导线将摆动一定角度，通过这个角度我们可以比较导线受力的大小。分别接通“2、3”和“1、4”,可以改变导线通电部分的长度。电流大小由外部电路控制，用电流表测量。
(3)探究过程
①保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。可见当导线的方向与磁感应强度方向垂直时，增大电流I,导线摆动的角度增大，反之减小。
②保持电流不变，改变导线通电部分的长度。当增大在磁场中的导线长度l时，导线摆动的角度增大，反之减小。
(4)实验结论
大量的实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，通电导线在磁场中受到的磁场力的大小，既与导线的长度l成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和l的乘积Il成正比，用公式表示为F=ILB,式中B为表征磁场强弱的物理量。
2磁感应强度
(1)定义
磁场中垂直于磁场方向的通电直导线受到的作用力F跟电流I和导线长度l的乘积Ⅱ之比，叫作通电直导线所在处磁场的磁感应强度。
(2)定义式
B的单位是特斯拉，简称特(T),。
(3)理解
①磁感应强度B的大小由磁场本身特性决定，与F和IL无关。
②定义式中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。
③磁感应强度B是矢量，方向不与F方向相同，而与小磁针在该处N极受力的方向相同。
④磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称作“电流元”,相当于静电场中的“点电荷”。
例题：单位为Wb的物理量是（　　）
A．电场强度 B．磁感应强度 C．磁通量 D．电功率
▉考点八 匀强磁场与磁通量
1匀强磁场
(1)定义：强弱、方向处处相同的磁场叫作匀强磁场。
(2)磁感线的特点：匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。
(3)产生方法：距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场(如图13-2-2所示)、通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)可认为是匀强磁场。
2磁通量
(1)定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S(如图13=2-3所示),把B与S的乘积叫作穿过面积S的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示。
(2)公式：Φ=BS。Φ的单位为韦伯，简称韦，符号是Wb,1Wb=1T·m 。
(3)有效面积：如图13-2-4所示，公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积(又称为“有效面积”),此时Φ=BScosθ。图13-2-4(4)物理意义：可表示穿过某一面积的磁感线净条数(磁通量的代数和)。
(5)磁通密度
垂直于磁场方向单位面积内的磁通量叫作磁通密度。
由Φ=BS可得出,因此工程技术人员常把磁感应强度叫作磁通密度，并且用Wb/m 作单位。
(6)磁通量的变化量
△Φ=Φt-Φ0,其数值等于初、末态穿过某个平面的磁通量的代数差。
例题：下列各物理量数值中的负号表示大小的是（　　）
A．电势φ=-10V B．电荷量q=-10C
C．功W=-10J D．磁通量Φ=-10Wb
▉考点九 电场强度E与磁感应强度B的比较
电场强度E 磁感应强度B
定义的依据 ①电场对电荷q有作用力F; ②对电场中任一点，(由电场决定); ③对不同点，一般来说恒量的值不同； ④可表示电场的强弱。 ①磁场对电流I有作用力F; ②力F与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，(由磁場决定) ③对不同点，一般来说恒量的值不同； ④可表示磁场的强弱。
定义式
物理意义 描述电场的强弱和方向。 描述磁场的强弱和方向。
方向 该点的正电荷的受力方向。 该点的小磁针静止时N极的受力方向。
形象表示 可以用电场线形象地表示——切线方向表示E的方向，疏密表示E的大小。 可以用磁感线形象地表示——切线方向表示B的方向，疏密表示B的大小。
单位 1N/C=1V/m 1T=1N/(A·m)
共同点 都是矢量，都遵循矢量运算法则。
▉考点十 磁通量和磁通量变化量的理解
1对磁通量的两点说明
(1)磁通量是针对某个面来说的，与给定的线圈匝数多少无关，即在进行有关磁通量的计算时，不用考虑线圈的匝数n。
(2)磁感线是闭合曲线(不同于静电场的电场线),所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零，即Φ=0。例如，一个球面，磁感线只要穿入球面，就一定穿出球面，此时穿过球面的磁感线净条数为零，即磁通量为零。
2磁通量变化的四种情况
类型 磁通量的变化量 举例
φ变化的四种情况 B不变，S变。 △Φ=B·△S 例：闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时。
B变，S不变。 △Φ=△B·S 例：线圈与磁体之间发生相对运动时。
B和S都变。 △Φ=B S -B S ≠△B△S 注意此时应由△Φ=Φ -Φ 计算并判断磁通量是否变化。
B和S大小都不变，但两者之间的夹角θ变。 △Φ=BS(sinθ -sinθ ) 例：线圈在磁场中转动时。
例题：如图所示，线框面积为S，线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列有关穿过线框平面的磁通量的情况表述正确的是（　　）
A．磁通量有正负，所以是矢量
B．图示位置线框的磁通量为0
C．若线框从图示位置绕bc边转过60°，该过程磁通量不变
D．若线框从图示位置绕bc边转过90°，此时磁通量为0
▉考点十一 划时代的发现
1电磁感应的探索历程
开端 1820年奥斯特发现了“电生磁”,证实了电和磁之间存在着必然的联系，拉开了研究电与磁联系的序幕。
过程 “电生磁”激发了人们对“磁生电”的探索热情，很多物理学家先后设计实验探索“磁生电”,但都没有成功。
结果 英国物理学家法拉第经过不懈探索，在1831年第一次发现了“磁生电”现象，并从中领悟到“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
2电磁感应的定义
“磁生电”的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
3发现电磁感应的意义
(1)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的方法。
(2)电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
例题：下列四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（　　）
A．安培预言了电磁波的存在
B．法拉第发现了电流周围存在磁场
C．麦克斯韦提出电磁场理论
D．牛顿发现了电磁感应现象
解：A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，故A错误；
B.奥斯特发现了电流周围存在磁场，故B错误；
C.麦克斯韦提出电磁场理论，故C正确；
D.法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。
故选：C。
▉考点十二 探究产生感应电流的条件
1实验探究
探究①导体棒在磁场中运动是否产生电流，如图13-3-1所示。
(1)实验现象：导体棒静止或平行于磁感线运动时，无感应电流；导体棒切割磁感线运动时，有感应电流。
(2)分析：磁场的强弱不变，但部分导体做切割磁感线运动使闭合导体回路包围的磁场面积发生了变化，穿过回路的磁通量变化，有感应电流产生。
探究②条形磁铁在线圈中运动是否产生电流，如图13-3-2所示。
(1)实验现象：当磁铁与线圈相对静止时，线圈中无电流；当磁铁插入线圈或从线圈中抽出时，线圈中有电流。
(2)分析：将磁铁插入或抽出线圈的过程中，线圈中的磁场强弱发生了变化，从而改变了穿过回路的磁通量，线圈中有感应电流产生。
探究③如图13-3-3所示，改变线圈A中的电流，观察线圈B中是否产生电流。
(1)实验现象：开关闭合或断开时，测试电路中有电流；开关闭合以后，测试电路中无电流；开关闭合后，移动滑动变阻器滑片的过程中，测试电路中有电流。
(2)分析：将开关闭合或断开瞬间以及保持开关闭合并改变滑动变阻器的滑片位置时，电流表中有电流通过(当使线圈A中的电流变化时，线圈B中的磁场发生了变化，从而改变了穿过回路的磁通量)。
2归纳总结
探究1是通过导体相对磁场运动改变磁通量的；探究2是通过磁体运动即磁场运动改变磁通量的；探究3是通过改变电流(改变磁场强弱)改变磁通量的。综上可知，产生感应电流的条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流。
例题：在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如，1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法正确的是（　　）
A．该实验线圈中肯定没有电流产生
B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束
D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为该实验中的磁铁磁性太弱
解：B、通电导线周围产生磁场的现象叫电流的磁效应，故B错误；
ACD、将磁铁插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流；电流周围存在磁场，由于磁场间的相互作用，小磁针在磁场中受到磁场的作用，小磁针会发生转动。但当科拉顿跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束，此时穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，所以小磁针不偏转，故C正确，AD错误。
故选：C。
▉考点十三 电磁感应现象的应用
如图13-3-6所示为手机进行无线充电的场景。充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机内产生感应电流，从而实现无线充电。这种充电方式所利用的原理就是电磁感应。
▉考点十四 导体切割磁感线产生感应电流问题分析
1导体运动时需判断其是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”就不能说切割。如图13-3-7所示，甲、乙两图中，导体“切割”了磁感线，而丙图中导体没有切割磁感线，丁图中导体垂直纸面向外运动，也没有切割磁感线。
2如图13-3-8所示，甲图中线框的一部分导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，线框内没有感应电流产生；乙图中线框的一部分导体
“切割”了磁感线，穿过线框的磁通量发生了变化，线框中有感应电流产生；丙图中闭合线框在非匀强磁场中运动，“切割”了磁感线，穿过线框的磁通量发生了变化，线框中有感应电流产生。
因此，导体切割磁感线不是产生感应电流的充要条件，能否产生感应电流归根到底还是要看穿过闭合回路的磁通量是否发生变化。
▉考点十五 电磁感应现象中的能量转化
当闭合电路中产生感应电流时，根据能量守恒定律可知，其他形式的能量转化为了电能。
(1)导体做切割磁感线运动，在电路中产生感应电流，该导体的机械能转化为电能。
(2)如图13-3-10所示，线圈I中有变化的电流时，就在周围产生变化的磁场，这个变化的磁场通过线圈Ⅱ时，使线圈Ⅱ所在闭合回路中产生了感应电流；这个过程中，线圈I中的电能先转化成铁芯中的磁场能，然后铁芯中的磁场能又转化成了线圈Ⅱ中的电能。这个过程实现了电能的转移，磁场起到了传输的作用。
▉考点十六 电磁场
1麦克斯韦电磁场理论要点
(1)变化的磁场产生电场在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里会产生感应电流，其实质是变化的磁场在它周围产生了电场，电路中的自由电荷在电场力作用下做定向运动，形成了感应电流，即使在变化的磁场周围没有闭合电路同样也可以产生电场，如图13-4-1所示。
(2)变化的电场产生磁场
既然变化的磁场能够产生电场，麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美，大胆地假设：变化的电场会产生磁场。根据麦克斯韦电磁场理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场，如图13-4-2所示。
2电磁场
如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它的周围空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是，变化的电场和磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
例题：关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言并通过实验证明了电磁波的存在
B．变化的电场能够产生变化的磁场，变化的磁场能够产生变化的电场
C．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒
D．红外线、X射线是电磁波，γ射线是中子流
解：A、麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故A错误；
B、麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场能够产生的不一定是变化的电场，例如，均匀变化磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，故B错误；
C、紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故C正确；
D、红外线、X射线、γ射线都是电磁波，故D错误。
故选：C。
▉考点十七 电磁波
1电磁波的形成
电磁场由近及远地向周围传播，形成电磁波。如图13-4-4所示为电磁波的产生与传播示意图。在电磁波传播过程中，同频率的变化电场和变化磁场交替变化。可以说，电磁波是电磁场的一种运动形态。
2电磁波的特点
(1)在电磁波的传播方向上，任意一点的电场和磁场都随时间做正弦规律变化，电场与磁场彼此垂直，且与传播方向垂直。
(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中传播速度等于光速c(3×10 m/s)。
(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象。
3赫兹实验证实电磁波的存在
(1)赫兹捕捉到电磁波
赫兹实验装置如图13-4-5所示，赫兹观察到：当电极A、B上的两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。据此实验，赫兹在人类历史上首次捕捉到了电磁波。
(2)赫兹实验的意义
赫兹的实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，为无线电技术的发展开拓了道路。
例题：下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．电磁波按波长从长到短顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
C．X射线的穿透本领比γ射线更强
D．电磁波在真空中的传播速度等于光速
解：A、变化的电（磁）场可以产生磁（电）场；但如果是均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，故A错误；
B、依照波长从长到短顺序排列依次是：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线，故B错误；
C、γ射线的穿透本领比X射线更强，故C错误；
D、电磁波是一种物质，可在真空中传播，电磁波在真空中的传播速度总是3×108m/s,等于光速，故D正确。
故选：D。
▉考点十八 电磁波谱
1电磁波的波速与波长、频率间的关系
(1)波长、频率、波速的概念
①波长：在横波中，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷。邻近的两个波峰(或波谷)之间的距离叫波长，用λ表示，常见单位为m。
②频率：指1s内波峰(或波谷)通过的次数，用f表示，单位为Hz。
③波速：描述波传播快慢的物理量叫波速，用v表示，常见单位为m/s。
(2)电磁波的波速c与λf的关系式为c=λf,其中c为电磁波在真空中的速度。
2电磁波谱
(1)定义
按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。电磁波谱按波长由大到小(频率由小到大)的顺序，依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，如图13-4-6所示。
(2)波长不同的电磁波的特点及应用
种类 波长范围 特性 应用
无线电波 几毫米到几十千米 波动性 通信、广播、射电望远镜。
红外线 760nm~10 nm 热作用强 烘干、红外遥感、测温、夜视仪。
可见光 400nm~780nm 感光性强 照明、照相。
紫外线 10nm~400nm 化学作用、荧光效应 消毒、防伪、促进人体合成维生素D。
X射线 比紫外线短 较强的穿透能力 透视人体、检查金属部件的质量。
γ射线 小于10 nm 穿透能力最强 医学上的γ刀技术，探测金属内部的缺陷。
例题：在以下的电磁波中，波长由长到短排列正确的是（　　）
A．短波、X射线、紫外线、微波
B．微波、红外线、可见光、γ射线
C．γ射线、紫外线、红外线、微波
D．X射线、短波、紫外线、可见光
解：依照波长的由长到短，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线（伽马射线），微波和短波属于无线电波，短波波长大于微波，故B正确，ACD错误。
故选：B。
▉考点十九 电磁波的能量及通信
1电磁波的能量
从场的观点来看，电场具有电场能，磁场具有磁场能，电磁场具有电磁能，电磁波发射的过程就是辐射能量的过程，电磁波在空间传播，电磁能就随之一起传播。
2电磁波通信
电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。
(1)有线通信，即利用金属导线、光纤等有形媒介传送信息的方式。如台式电脑、电话等。
(2)无线通信，即仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式，如收音机、手机、北斗卫星导航系统、无线鼠标等。
3电磁波具有的能量跟频率有关
电磁波的能量与传播速度无关，其能量由电磁波的频率决定，频率越高，能量越高。
▉考点二十 热辐射
1热辐射
(1)定义：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。
(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
2黑体与黑体辐射
(1)黑体定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波，如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
(2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
3对黑体的理解
黑体是一种理想化模型，作为热辐射研究的标准物体，黑体虽然能使入射
的电磁波全部被吸收而不发生反射，但仍然要向外辐射电磁波。自然界不存在真正的黑体，但许多物体可以近似视为黑体。如图13-5-2所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出。这个带小孔的空腔就成了一个“绝对黑体”。
4经典电磁理论的困难
黑体辐射的实验规律无法用经典电磁理论解释。
例题：为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家定义了一种理想物体——黑体，以此作为热辐射研究的标准物体。关于黑体和黑体辐射理论，下列说法正确的是（　　）
A．爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论和光子说
B．黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的
C．一般物体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关
D．黑色的物体简称黑体，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
解：A、爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A错误；
B、黑体的热辐射实际上是电磁辐射，是以光子的形式辐射的，故B正确；
C、一般物体辐射电磁波的情况与物体的温度、物体的材料有关，而黑体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关，故C错误；
D、黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。
故选：B。
▉考点二十一 能量子
1能量子定义
普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
2能量子大小
ε=hv,其中v是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h=6.626×10 J·s。(一般取h=6.63×10- J·s)
3能量子假设
在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量不是连续的，只能取分立值，为能量子ε的整数倍。即E=ne(n叫作量子数)。
4能量子假设的实验证实
借助于能量子假设，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，将它与黑体辐射实验结果比较发现，它与实验结果“令人满意地相符”。能量子假设被验证是正确的。
5爱因斯坦的光子说
爱因斯坦认为电磁场本身就是不连续的。并于1905年提出了光子说：在空间传播的光是不连续的，光是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子叫作光子，光子的能量跟它的频率成正比，可表示为ε=hv。
6能量子假设的意义
普朗克的能量子假设使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响。普朗克常量h是自然界中最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征，架起了电磁波的波动性与粒子性的桥梁。
例题：为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水面下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（　　）
A．在水中传播速度a光比b光大
B．a光光子的能量小于b光光子的能量
C．水对a光的折射率小于对b光的折射率
D．若点光源S向下远离水面移动，则中间小圆面积变大
解：ABC、因为环状区域只有b光，中间小圆为复色光，说明a光在环状区域发生了全反射现象，说明a光的临界角小于b光的临界角，根据，可知a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，a光光子的能量大于b光光子的能量，在水中传播速度a光比b光小，故ABC错误；
D.若点光源S向下远离水面移动，临界角不变，则在水面右光射出区域半径变大，中间小圆面积变大，故D正确。
故选：D。
▉考点二十二 能级
1能级和能级状态
(1)能级：原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。
(2)基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时原子是最稳定的，这种能量状态叫基态。
(3)激发态：原子受到外界激发后，有可能跃迁到较高能级，这种较高的能量状态叫激发态。除基态以外的能量状态都叫激发态。
2能级跃迁
原子处于能量较低的状态时较稳定。如果原子受到外界激发(如受到高速运动的电子的撞击或吸收光子)吸收能量，就可能跃迁到较高的能量状态。处于高能量状态的原子是不稳定的，又会自发地向低能量状态跃迁，并放出光子。原子跃迁时，吸收(或放出)的光子的能量等于前后两个能级之差的绝对值。由于原子的能级是分立的，所以放出的光子能量也是分立的，因此原子的发射光谱是一些分立的亮线。
3量子力学的建立
随着物理学研究深入到微观世界，物理学家发现了电子、质子、中子等微观粒子，但它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代，量子力学建立，它能够很好地描述微观粒子的运动规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。
一．磁现象与磁场（共3小题）
1．关于磁场的说法正确的是（　　）
A．通电导线在磁场中受到安培力越大，该位置的磁感应强度越大
B．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向
D．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
（多选）2．下面所述的几种相互作用中，通过磁场而产生的有（　　）
A．两个静止电荷之间的相互作用
B．两根通电导线之间的相互作用
C．两个运动电荷之间的相互作用
D．磁体与运动电荷之间的相互作用
3．材料——静电场
我们经常听到电场、磁场等有关“场”的概念。但你有没有想过，“场”看不见摸不着，它到底是什么？它是一种物质吗？现代科学认为，场是比基本粒子更基本的物质存在状态，场可以分为基态和激发态，而粒子实际上就是场的激发态。通俗来讲，场就像一片平静的此时的大海就处于激发态，而水花就相当于基本粒子。
（1）关于“场”，下列说法不正确的是 　 　 ；
A.场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它
B.静止的电荷周围的电场称为静电场
C.麦克斯韦发表了电磁场理论，认为一切电场都能产生磁场
D.现代科学认为，基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子
（2）某带电粒子在电场中运动，涉及到的物理量静电力F，电场强度E，电势φ，电势能EP中，描述电场本身的物理量有 　 　 ，请用国际单位制基本单位表示电势φ的单位1V＝1 　 　 。
（3）图中用4V的电压为2μF的平行板电容器充电，开关S闭合后，由于两板间距远小于板的大小，两板之间的电场可以看成是 　 　 电场。放电后，换用一个3V的直流电源为该电容器充电，平行板上板带电量为 　 　 C；
（4）小明根据“磁体对周围小磁针有力的作用，且不需要接触，这说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在引力场。用假想的线描述引力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是 　 　 图。
二．磁感线的概念和性质（共3小题）
4．如图所示表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是（　　）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb
B．a、b两处的磁感应强度的方向相同
C．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极
D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零
5．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　）
A．“磁星”表面的磁感线可能相交
B．磁感线是真实存在的有方向的曲线
C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
D．“磁星”表面某点静止一小磁针，小磁针的N极指向为该点磁场方向
6．下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中客观存在的
B．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止
C．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的
D．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于
三．地磁场（共3小题）
7．中国作为文明古国，其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是（　　）
A．“司南之杓”可以用铜为材料制作
B．“柢”相当于磁体的S极
C．地球的磁场是人为想象出来的
D．“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力
8．地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是（　　）
A．地表电荷为正电荷
B．环形电流方向与地球自转方向相同
C．若地表电荷的电荷量增加，则地磁场强度增大
D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大
9．某同学利用手机软件测量当地地磁场的磁感应强度，如图甲所示，以手机显示屏所在平面为xOy平面，在手机上建立直角坐标系，该同学测量时z轴始终保持竖直向上，手机xOy平面绕z轴匀速转动，手机显示出各轴磁场的实时数据（如图乙所示）。当外界磁场分量与坐标轴正方向相同时则显示正值，相反则显示负值，根据图像可推知，下列说法错误的是（　　）
A．通过数据可知测量地在南半球
B．图中t1时刻x轴正方向指向地球北方
C．t1～t5时间内手机刚好绕z轴转动了一周
D．通过数据可以得出当地地磁场磁感应强度大小约为36μT
四．静电场和磁场的异同（共3小题）
10．关于电场和磁场，下列说法正确的是（　　）
A．电场和磁场是假想的，实际并不存在
B．描述电场的电场线和描述磁场的磁感线是假想的
C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互作用的序幕
D．由E可知，E与F成正比，与q成反比
11．英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（　　）
A．电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过电场发生的
B．电场线和电场线不可能相交，磁感线和磁感线可能相交
C．磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的
D．通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的
（多选）12．英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念，并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列说法正确的是（　　）
A．电场和磁场都是假想的
B．电场线和磁感线都是客观存在的
C．电场线和磁感线可以形象地描述场的强弱和方向
D．电荷和电荷、磁极和磁极、通电导体和磁极之间都是通过场发生相互作用的
五．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场分布（共3小题）
13．条形磁铁产生的磁场的磁感线如图所示，图中a、b、c、d四个位置中，磁感应强度最大的位置为（　　）
A．a B．b C．c D．d
14．关于电场与磁场，下列说法中正确的是（　　）
A．磁场对放入其中的电荷一定有力的作用
B．电场对放入其中的电荷一定有力的作用
C．场强的方向与放入其中的电荷所受电场力的方向相同
D．磁场的方向与在磁场中运动电荷所受洛伦兹力的方向相同
（多选）15．下列所示各图中，小磁针的指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
六．磁场中小磁针的偏转问题（共3小题）
16．研究电流的磁效应时，将一根长直导线南北放置在小磁针的正上方，现在直导线中通有方向从南向北的恒定电流I，小磁针转动后再次静止时N极将指向（　　）
A．正北方向 B．正西方向
C．北偏西方向 D．北偏东方向
17．对如图所示情况，以下说法正确的是（　　）
A．当开关S闭合后螺线管下端是N极
B．当开关S闭合时，小磁针将逆时针转动，静止后S极向上
C．当开关S闭合时，小磁针将顺时针转动，静止后N极向上
D．当开关S闭合后滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁磁性将减弱
18．如图所示为奥斯特在1820年做过的一个实验，他将一根直导线平行地放在小磁针的上方，当在导线中通以电流时，小磁针发生如图所示的偏转（N极向外），则导线中的电流方向为沿导线向 　 　 （填“左”“右”）．
七．电流磁效应的发现（共3小题）
19．奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了（　　）
A．任何导线周围均存在磁场
B．电流周围有磁场
C．地磁场的存在
D．地磁场的方向
20．我们的生活与电和磁紧密相关，下列关于磁场的说法正确的是（　　）
A．磁场是科学家假想出来的一种特殊物质
B．安培发现了电流的磁效应，并且总结得出了通电导线周围磁场的分布规律
C．通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场类似，奥斯特受到启发提出了分子电流假说
D．因受地磁场的影响，在做奥斯特实验时，通电导线南北方向放置时实验现象最明显
（多选）21．如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B．电磁铁用的铁芯应选用不易退磁的材料
C．工作时AB接线柱应接入稳恒电流
D．当电流从B接线柱流入时，电磁铁吸引小磁铁向下运动，则小磁铁的下端为S极
八．通电直导线周围的磁场（共3小题）
22．如图所示，在水平桌面上放置一条形磁铁，其左侧正上方有一通以恒定电流的长直导线，导线与磁铁互相垂直。现将长直导线自左向右平移经过条形磁铁的正上方，磁铁始终保持静止，此过程中磁铁对桌面的（　　）
A．压力始终大于磁铁重力
B．摩擦力的方向始终向右
C．摩擦力的大小始终不变
D．摩擦力的大小先减小后增大
23．如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　）
A．两通电直导线相互排斥
B．A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为
C．若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度大小变为2B
D．若将A处直导线移走，则O处的磁感应强度大小变为
24．如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，分别通有大小相等方向相反的电流，纸面内两导线连线的中点a处的磁感应强度恰好为零，下列说法正确的是（　　）
A．P中的电流在a点处产生的磁感应强度大小为B
B．Q中的电流在a点处产生的磁感应强度大小为2B
C．仅让Q中的电流反向，则a点处的磁感应强度大小为2B
D．仅让P中的电流反向，则a点处的磁感应强度大小仍为B
九．环形电流或通电螺线管周围的磁场（共3小题）
25．一质子在平行于纸面的平面内绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨迹如虚线所示，一正方形线框放置在如图所示的位置，则下列说法中正确的是（　　）
A．O点磁感应强度方向垂直于纸面向里
B．增加质子速度，通过线圈的磁通量不变化
C．增加线圈匝数，通过线圈的磁通量不变化
D．将正方形线框放置在虚线外，磁通量不变化
26．如图所示，重力为G的水平铜棒AC用绝缘丝线悬挂，静止在水平螺线管的正上方，铜棒中通入从A到C方向的恒定电流，螺线管与干电池、开关S串联成一个回路。当开关S闭合后一小段时间内，下列判断正确的（　　）
A．丝线的拉力大小为G
B．丝线的拉力小于G
C．从上向下看，铜棒沿逆时针方向转动
D．从上向下看，铜棒沿顺时针方向转动
（多选）27．如图所示的装置中，当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则（　　）
A．电源左侧为正极
B．小磁针B的N极向纸里转
C．小磁针B的N极向纸外转
D．小磁针B不转动
十．安培定则（右手螺旋定则）（共3小题）
28．如图所示，当闭合开关K后，螺线管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极所指的方向为（　　）
A．向左 B．向右
C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外
29．如图所示，ab、cd是两根在同一竖直平面内的长直导线，在两导线中央悬挂一个小磁针，小磁针与两根直导线静止在同一竖直平面内。当两导线中通以大小相等的电流时，小磁针N极垂直于纸面向外转动，则导线cd中电流方向为 　 　 ；若导线ab中电流方向是b→a，如何才能使小磁针N极仍然垂直于纸面向外转动？　 　 。
30．地球磁场是地球生命的保护罩。利用智能手机中的传感器可以测量磁感应强度B，如图手机显示屏所在平面为xOy面，保持z轴正向竖直向上，某同学在A地对地磁场进行测量，结果如表。利用如表数据，完成本情景中的题目。
Bx/μT By/μT Bz/μT
﹣21 0 ﹣21
（1）①A地位于地球的 　 　 （选填：“A.北半球”或“B.南半球”）；
②测量时x轴正方向 　 　 。
A.指向东
B.指向南
C.指向西
D.指向北
（2）为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 　 　 。
A.
B.
C.
D.
（3）在A地，如图，有一个竖直放置的圆形线圈，在其圆心O处放一个可在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致。调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内；给线圈通上电流后，小磁针偏转了45°，则电流在圆心O处产生的磁感应强度大小B0＝ 　 　 T；
（4）在A地，悬挂一个边长为0.2m的正方形单匝导体线框，如图所示，ad边固定在东西方向的转轴上，线框总电阻为2Ω。起始时刻线框平面处于水平面内的位置1，释放后线框沿顺时针方向转动t时刻到达竖直平面内的位置2。只考虑地磁场，从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值。（保留3位有效数字）
十一．安培分子电流假说（共3小题）
31．如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，认为地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的，下列说法正确的是（　　）
A．用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的正南北方向
B．地球磁体的N极位于地理的南极，地球磁体的S极与地理的北极重合
C．在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极
D．从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿逆时针方向
32．根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想对于地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷，那么关于地球应该带什么电的判断，以下说法正确的是（　　）
A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定
33．安培的分子电流假设揭示了磁现象的本质。磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由　 　 产生的，于是所有磁现象都归结为运动电荷之间通过　 　 发生相互作用。
十二．磁化和消磁（共3小题）
34．沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合材料，下列说法不正确的是（　　）
A．“磁石磨针锋”，指的是磁化现象
B．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
C．材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合
D．在做奥斯特实验时，通电导线南北放置比东西放置实验现象更为明显
35．一根软铁棒被磁化是因为（　　）
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
36．安培的分子环流假说，不能用来解释的是（　　）
A．磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性
B．永久磁铁产生磁场的原因
C．通电线圈产生磁场的原因
D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因
十三．磁感应强度的定义与物理意义（共3小题）
37．下列物理量是矢量且括号中对应单位正确的是（　　）
A．温度（K） B．电流（A）
C．磁感应强度（T） D．动量（kg m/s2）
38．下列说法中，正确的是（　　）
A．公式，其中电容器的电容C与电容器两极板间电势U无关
B．由可知、电场中某点的电场强度E与q成反比
C．由公式知，电场中某点的电势φ与q成反比
D．根据可知，电流元某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大
39．如图所示仪器，用传感器探究通电螺线管磁感应强度。某次操作传感器沿螺线管轴线匀速穿过，其磁感应强度（规定向左为正方向）随时间变化关系可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
十四．磁感应强度的方向（共3小题）
40．关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度是矢量，方向与小磁针在该点静止时N极指向相反
B．放在匀强磁场中不同位置的通电导线，受力方向一定相同
C．放在磁场中的通电导线，一定受磁场力的作用
D．某处的磁场方向就是该处磁感应强度的方向
（多选）41．图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F，方向沿x轴正方向。下列关于磁感应强度的方向和大小，说法正确的是（　　）
A．方向只能沿x轴正方向
B．大小可能为
C．大小可能为
D．大小可能为
（多选）42．关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度的方向就是磁场的方向
B．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向
C．磁感应强度的方向就是垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向
D．磁感应强度的方向就是小磁针的受力方向
十五．磁感应强度的矢量叠加（共3小题）
43．如图所示，在平面直角坐标系中，正三角形的三个顶点上放置着三根垂直于坐标平面的无限长直导线P、Q、R，导线中的电流大小相等，P和R中的电流方向垂直纸面向里，Q中的电流方向垂直纸面向外。已知无限长直导线在某点形成的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，P在O点产生的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是（　　）
A．P受到的安培力的方向沿y轴正方向
B．R受到的安培力的方向沿x轴正方向
C．O点磁感应强度大小为
D．P、R在Q点共同产生的磁感应强度大小为
44．两根通有相同电流的长直导线垂直于xOy平面固定在M（﹣a，0）、N（a，0）两点，电流方向垂直于xOy平面向里，此时P（0，a）点的磁感应强度为B。若将M点的电流方向变为垂直于xOy平面向外，P点的磁感应强度为B'，则（　　）
A．B'的大小是B的倍，方向相同
B．B'的大小是B的倍，方向垂直
C．B'与B大小相等，方向相同
D．B'与B大小相等，方向垂直
45．如图所示，两根长直导线A、D垂直纸面放置，导线中通有大小相等、方向未知的电流。O为AD连线的中点，C为A、D连线中垂线上的一点，且AC＝AD。已知C点处的磁场方向水平向右，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（　　）
A．A导线中电流方向垂直纸面向里，D导线中电流方向垂直纸面向外
B．O点处的磁感应强度大小为2B
C．若只将D中电流的方向反向，C点处的磁感应强度大小变为
D．若只将D中电流的方向反向，则O点处的磁感应强度为零
十六．磁感应强度的公式计算（共3小题）
46．在匀强磁场中某处P点放一根长度L＝1.0m，通电电流I＝0.5A的直导线，调整直导线放置的方向，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度大小为（　　）
A．零 B．0.1T C．2Wb D．2T
47．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝40cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N。现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度大小为（　　）
A．零 B．5T C．0.1T D．10T
48．一根长0.1m的直导线中通有1.5A的电流，在磁场中某点受到最大的安培力是3×10﹣2N，则此处的磁感应强度大小为 　 　 T；如果该导线的长度不变而通过的电流加倍，则此时该处的磁感应强度的大小是 　 　 T。
十七．匀强磁场的特点（共3小题）
49．关于磁场、磁感应强度和磁感线，下列说法中正确的是（　　）
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
（多选）50．在如图电场或磁场中，能使一个带负电的粒子仅在静电力或洛伦兹力作用下做圆周运动的是（　　）
A．图甲：匀强电场
B．图乙：匀强磁场
C．图丙：带正电的点电荷形成的电场
D．图丁：等量同种正点电荷形成的电场
（多选）51．关于磁感线和磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中客观存在的线
B．磁感线上某点的磁感应强度方向一定是该点的切线方向
C．匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行
D．磁感线和电场线一样都是闭合的曲线
十八．利用磁感线的疏密判断磁感应强度的大小（共3小题）
52．磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，其中c、d两点关于直线对称，下面说法正确的是（　　）
A．c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁感应强度方向相同
B．a点没有磁感线穿过，所以a点磁感应强度一定为零
C．这5个位置中，e点的磁感应强度最大
D．b、e两点的磁感应强度相等
53．磁贴纱窗的水平软磁条的外部正面磁感线如图所示，以下说法正确的是（　　）
A．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在
B．软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b
C．磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小
D．磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向相同
54．下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中假想引入的、不闭合的曲线
B．电流与电流之间的相互作用一定是通过电场发生的
C．电场线分布越密的地方，同一电荷所受的电场力越大
D．磁感线分布越密的地方，同一电流元所受的磁场力越大
十九．磁通量的概念和计算公式的定性分析（共3小题）
55．如图，在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，有一边长为L的正方形导线框，以OO′为轴从图示位置逆时针匀速转动，角速度为ω。OO′轴距AD为，距BC为，说法正确的是（　　）
A．感应电动势的最大值为BL2ω
B．感应电动势的最大值为
C．从图示位置开始转过60°的过程中，磁通量的变化量为
D．从图示位置开始转过120°的过程中，磁通量的变化量为
56．下列各物理量数值中的负号表示大小的是（　　）
A．电势φ＝﹣10V B．电荷量q＝﹣10C
C．功W＝﹣10J D．磁通量Φ＝﹣10Wb
57．下列说法中正确的是（　　）
A．电荷在电场中一定会受到电场力的作用
B．电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用
C．电场线是假想的，磁感线是真实存在的
D．穿过线圈的磁通量与线圈的匝数n成正比
二十．磁通量的计算（共3小题）
58．将面积为0.50cm2，匝数为100匝的线圈放在磁感应强度为2.0×102T的匀强磁场中，线圈与磁场垂直，下列说法正确的是（　　）
A．磁通量是矢量
B．穿过线圈的磁通量为0.01Wb
C．穿过线圈的磁通量为1Wb
D．穿过线圈的磁通量为100Wb
59．一边长为d的n匝正方形线框内部有直径为d的圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量为（　　）
A． B． C．Bd2 D．nBd2
60．如图所示，边长为l的n匝正方形线框内部有一直径为l的半圆形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量是（　　）
A．Bl2 B．nBl2 C．Bπ D．nBπ
二十一．判断磁通量的大小或变化（共3小题）
61．如图所示，线圈与通电导线在同一平面内，能使得线框中磁通量先增大后减小的是（　　）
A．向左平移线框
B．向右平移线框
C．绕导线顺时针转动线框
D．绕导线逆时针转动线框
62．下列说法正确的是（　　）
A．如图甲所示磁感线分布可知，直导线中的电流方向是向下的
B．如图乙所示，如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为
C．如图丙所示，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，由于在做切割磁感线运动，会在线圈中产生感应电流
D．如图丁所示，绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时，穿过此线圈平面的磁通量为0
63．如图所示，长直导线中通有向上的恒定电流，矩形线框与长直导线共面，线框在位置1和位置2时穿过线框的磁通量分别为Φ1、Φ2，位置1处磁场方向及Φ1、Φ2大小关系正确的是（　　）
A．垂直于线框平面向里，Φ1＞Φ2
B．垂直于线框平面向里，Φ1＜Φ2
C．垂直于线框平面向外，Φ1＞Φ2
D．垂直于线框平面向外，Φ1＜Φ2
二十二．利用磁通量计算磁感应强度或线圈面积等（共3小题）
64．面积为0.75m2的线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线垂直，已知穿过线圈平面的磁通量是1.50Wb，那么这个磁场的磁感应强度是（　　）
A．0.05T B．1.125T C．2.0T D．0.02T
65．如图所示，将一圆面放入匀强磁场中，且与磁感线夹角为30°。若已知圆面面积为3.0×10﹣4m2，穿过该圆面的磁通量为3.0×10﹣5Wb，则此匀强磁场的磁感应强度B等于（　　）
A．2.0T B．2.0×10﹣1T C．1.0×10﹣1T D．5.0×10﹣2T
66．面积是0.5m2的导线环，放在某一匀强磁场中，环面与磁场垂直，穿过导线环的磁通量是1.0×10﹣2Wb，则该磁场的磁感应强度B等于 　 　 T．
二十三．计算磁通量的变化量（共3小题）
67．如图1，竖直面内有一半径为r的细导体圆环，圆环所在区域内存在与其所在平面成60°斜向下的匀强磁场。现将圆环上半部分以水平直径为轴弯折90°，如图2。已知磁感应强度大小为B，则在此过程中，穿过导体环的磁通量的变化量大小为（　　）
A． B． C． D．
68．如图所示，线框面积为S，线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列有关穿过线框平面的磁通量的情况表述正确的是（　　）
A．磁通量有正负，所以是矢量
B．图示位置线框的磁通量为0
C．若线框从图示位置绕bc边转过60°，该过程磁通量不变
D．若线框从图示位置绕bc边转过90°，此时磁通量为0
69．如图所示，纸面内有一单匝圆环，半径为r。虚线正方形为圆的内接正方形，在正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。ab、cd为过圆心的转轴，ab与正方形上下边垂直，cd过正方形的对角线。则（　　）
A．图示位置穿过圆环的磁通量为πBr2
B．圆环绕ab轴转过90°时，穿过圆环的磁通量为2Br2
C．圆环绕ab轴转过90°的过程中，穿过圆环的磁通量减小了
D．圆环绕cd轴转过90°的过程中，穿过圆环的磁通量减小了2Br2
二十四．电磁感应现象的发现过程（共3小题）
70．如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（　　）
A． B．
C． D．
71．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是（　　）
A．如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
72．如图所示，闭合铜质圆形线圈与通电长直导线位于同一纸面内，下列操作能使线圈中产生感应电流的是（　　）
A．线圈平行直导线向上运动
B．线圈绕竖直直径转动
C．线圈绕水平直径转过90°后远离直导线的过程
D．线圈绕竖直直径转过90°后远离直导线的过程
二十五．感应电流的产生条件（共3小题）
73．空警2000是我国自主研制的大型、全天候、多传感器空中预警与指挥控制飞机，具有重要战略意义。空警2000预警机采用的是圆盘状三面固定式主动电子扫描相控阵列雷达，据相关资料称，其金属材质的雷达罩的直径D约为14m。假如该架空警2000正在我国南海上空沿水平方向飞行，该空域的地磁场的磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ，则（　　）
A．穿过雷达罩的磁通量大小为
B．空警2000突然由水平变成斜向上机动飞行，雷达罩上会产生感应电流
C．空警2000水平飞行时，右边机翼比左边机翼电势更高
D．空警2000水平调头飞行，此过程穿过雷达罩磁通量的变化量为
74．以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是（　　）
A．图甲中电流方向如图所示，则铁环中心O点的磁场垂直纸面向外
B．图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下
C．图丙中通过两金属圆环的磁通量Φ1＜Φ2
D．图丁中与通电导线（无限长）在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动，线框中会产生感应电流
75．各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是（　　）
A．开关S闭合的瞬间，线圈N中
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中
C．金属线圈从A位置向B位置运动，金属线圈中
D．金属框向右远离通电导线，金属框中
二十六．麦克斯韦电磁场理论（共3小题）
76．下列说法正确的（　　）
A．机械波和电磁波的传播都需要介质
B．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦证实了电磁波的存在
C．电磁波具有反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象
D．变化的电场周围一定可以产生变化的磁场
77．某商场为提升购物体验，引入了5G室内导航系统，通过发射特定频率的电磁波实现对顾客位置的精准定位。已知该系统使用的电磁波频率高于4G网络。关于这些电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．相比4G网络的电磁波，5G室内导航使用的电磁波更容易发生衍射现象
B．这些电磁波能在真空中传播，且传播速度随频率增大而增大
C．5G室内导航使用的电磁波可以发生偏振现象
D．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
78．关于下列图片中所涉及的物理知识，描述正确的是（　　）
A．图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场周围空间一定产生变化的电场
B．图乙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属
C．由图丙可知当驱动力的频率与物体的固有频率相差越大，受迫振动的振幅越大
D．图丁为电压互感器，此装置可以用来测导线L1L2间的高电压
二十七．电磁波的产生（共3小题）
79．在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，不能产生电场的是（　　）
A． B．
C． D．
80．在如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是（　　）
A． B．
C． D．
81．下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．电磁波按波长从长到短顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
C．X射线的穿透本领比γ射线更强
D．电磁波在真空中的传播速度等于光速
二十八．电磁波的发现（共3小题）
82．首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是（　　）
A．法拉第 B．赫兹 C．安培 D．奥斯特
83．下列说法正确的是（　　）
A．法拉第建立了经典电磁学理论
B．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了电磁场理论
C．为了得出与实验相符的黑体辐射公式，爱因斯坦提出了能量子的假说
D．奥斯特通过实验，发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应
（多选）84．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦通过实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉和衍射等现象
B．当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率小于波源振动的频率
C．用导体把灵敏电流表的两个接线柱连在一起可以减小运输时表针摆动的幅度
D．增大LC振荡电路中电容器的电容可以增大该电路的周期
二十九．电磁波的特点和性质（自身属性）（共3小题）
85．在春晚舞台上很多演员使用了动圈式无线麦克风设备。这种麦克风能够将声音信号转换为电信号，然后通过无线传输的方式发送到音响设备中。关于动圈式无线麦克风的工作原理，下列说法正确的是（　　）
A．动圈式麦克风是利用电磁感应原理将声音信号转换为电信号的
B．无线传输过程中，电信号是通过超声波进行传播的
C．音响设备将电信号转换为声音信号的过程中，利用了电流的热效应
D．无线麦克风的信号传输速度比光速快
86．有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．可见光不属于电磁波
B．电磁波只能传播能量，不能传播信息
C．电磁波在真空中的传播速度等于光速c
D．X射线的波长比红外线的波长更长
87．电磁波广泛应用于通信、导航、医疗等领域，关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波的传播需要介质
B．电磁波在真空中的速度等于光速
C．电磁波能传播信息，不能传播能量
D．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
三十．电磁波的波长、频率和波速的关系（共3小题）
88．5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在特高频段）拥有更大的带宽，如图所示。5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50～100倍。5G信号与4G信号相比（　　）
A．在真空中传播速度更慢
B．在真空中传播速度更快
C．波长更长
D．频率更高，传输速率更快
89．电磁波是个大家族，不同的电磁波产生的机理和产生方式不同。
（1）无线电通信中使用的无线电波，是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的。
①（多选）收音机正常工作时接收到的是 　 　 ，其扬声器发出的是 　 　 。
A.电磁波
B.机械波
C.横波
D.纵波
②某年听力考试通过收音机进行，通知量示“收听频率为FM（调频）89.9MHz，AM（中波）792kHz”，以下示意图中，可能是接收到的89.9MHz信号的是 　 　 。
③某收音机的接收电路原理简化结构如图所示。已知图示情况下电感L随线圈匝数增加而增大，若需要将收音机频率从FM89.9MHz调到AM792kHz，可以将开关S拨到 　 　 （选填“a”或“b”）；若需要将收音机频率从780千赫调整到792千赫，可以旋转旋钮，使电容器极板正对面积 　 　 （选填“增加”或“减小”）。
（2）光也是一种电磁波。
①下列现象中，能表明光具存横波性质的是 　 　 。
A.干涉
B.衍射
C.偏振
D.光在真空中传播
②光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片，如图所示，为提高光刻机投影精细图的能力，可以在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率。若浸没液体的折射率为1.65，空气的折射率近似为1，紫外线在空气中的传播速度接近为c，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后，紫外线进入液体后频率 　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”），波速变为 　 　 c，更 　 　 （选填“容易”或“不易”）发生明显衍射。
90．2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船搭载三名航天员，由长征二号F遥十九火箭从我国酒泉卫星发射中心发射升空，并于10分钟后飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。约6.5小时后对接于天和核心舱前端口。请完成下列问题：
（1）（多选）核心舱和地面间使用无线电波联系，核心舱内宇航员之间使用声波交流。无线电波和声波的特点 　 　 。
A．都不需要介质传播
B．都属于电磁波
C．都能传递能量和信息
D．都能发生干涉和衍射
（2）航天员乘组随火箭加速上升过程中，处于超重状态。
①他们受到地球的引力逐渐 　 　 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
②在进入核心舱后几乎处于完全失重状态，则他们 　 　 。
A．受地球引力，无加速度
B．受地球引力，有加速度
C．无地球引力，无加速度
D．无地球引力，有加速度
（3）以地面为参照系，宇航员在地面上的质量为m0，在核心舱内的质量为m，已知核心舱相对地面的飞行速度为v，如果只考虑狭义相对论效应，则m和m0的关系正确的是 　 　 。
A．m＝m0
B．m＝m0
C．m＝m0
D．m
（4）空间站窗外射进一束阳光，照射到一空心水晶球上。航天员发现水晶球特别明亮，这是光在水晶球内部空气表面发生了全反射现象，如图所示。如果水晶折射的临界角为C。
①则水晶的折射率n＝ 　 　 。
②图中发生全反射的入射光线与反射光线间夹角θ大小一定 　 　 。
A．等于C
B．等于2C
C．小于2C
D．大于等于2C
（5）计算：空间站的运动可以看作为围绕地球的匀速圆周运动。若地球表面重力加速度g＝9.8m/s2，地球半径R＝6400km，空间站轨道离地高度h＝400km。
①求空间站运动的速度v；（保留三位有效数字）
②简要说明：空间站的速度为什么小于第一宇宙速度？
三十一．电磁波谱（共3小题）
91．物理学是一门以实验为基础的学科，很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　）
A．图甲中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的
B．图乙中，人们常用电磁炉来吃火锅，是利用了电热丝加热的原理来给锅体供热的
C．法拉第利用图丙所示的实验装置发现了电流的磁效应
D．图丁中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，具有能量
92．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波能传输电视信号
B．电磁波由恒定的电场和磁场组成
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．可见光不属于电磁波
93．我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的电磁波频率为8GHz～12GHz，S波段的电磁波频率为2GHz～4GHz，下列说法正确的是（　　）
A．在空气中X波段的传播速度大于S波段的传播速度
B．X波段能量子的能量比S波段能量子的能量大
C．S波段和X波段的频率都比紫外线的大
D．在空气中S波段的波长比X波段的短
三十二．无线电波的特点和应用（共3小题）
94．中国神舟二十号载人飞船已于2025年4月24日17时17分在酒泉卫星发射中心成功发射。若航天员要与地面工作人员联系，则需通过（　　）
A．直接喊话 B．紫外线 C．红外线 D．无线电波
95．下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在
B．电磁波在真空和介质中的传播速度相同
C．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失
D．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
96．智能手机具有独立的操作系统，功能强大实用性高。
（1）目前智能手机普遍采用电容触摸屏。当手指接触到电容屏时，手指和手机屏幕中的某个夹层形成一个电容器，引起接触点所在传感线路的电流变化，下列说法正确的是 　 　 。
A.使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作
B.手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变大
C.手指与接触屏的接触面积变化时，电容不变
D.手指与屏的接触面积变大时，电容变小
（2）手机通过其内部的天线发射电磁波。理论上只要电路中有振荡电流，就能向外辐射电磁波，下面的三个LC电路中，最能有效地将电磁波发射出去的是 　 　 。
（3）（多选）智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则 　 　 。
A.降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
B.降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱
C.降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等
D.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
（4）（多选）手机屏幕由液晶制成。下列关于液晶的说法中，正确的有 　 　 。
A.像液体一样具有流动性和连续性
B.其分子保持着固态晶体特有的规则排列方式
C.加电压时，液晶是透明的，光线能通过
D.在光学上具有各向同性等晶体特有的物理性质
（5）（计算）某款智能手机内部线性振动马达的原理如图，手机在振动时，会给予两弹簧连接的质量块施加一个初速度，然后质量块压缩和拉伸轻质弹簧，使手机向某方向振动。手机中质量块的质量为0.02kg，除质量块外手机质量为0.18kg。若将手机放在水平光滑的桌面上，某次振动时，质量块获得向左5m/s的初速度。若开始时弹簧处于原长，质量块与手机间的摩擦力不计，g＝10m/s2，求：
①当弹性势能最大时，手机的速度及弹簧的弹性势能；
②手机能获得的最大速度；
③质量块开始向右运动瞬间，弹簧的弹性势能。
三十三．红外线的特点和应用（共3小题）
97．二氧化碳对波长较长的电磁辐射（如红外线）有较强的吸收作用，而对波长较短的电磁辐射（如可见光）的吸收作用较弱。阳光中多种波长的电磁辐射透过大气照到地球表面，使地面升温，而地面的热辐射是波长较长的电磁辐射，它不容易透过大气中的二氧化碳，于是大气温度上升。大气中二氧化碳的作用像暖房的玻璃一样：太阳的热辐射容易进来，地面的热辐射却不易出去。这种效应叫“温室效应”。二氧化碳是一种重要的“温室气体”。温室效应使得大气的温度不致太低，昼夜温差不致太大，各种生物能够繁衍生息。然而，近年来由于人类的活动，大气中的二氧化碳含量增加，温室效应加剧，这是全球变暖的重要原因。根据上述观点及你所掌握的其它信息，判断下列说法正确的是（　　）
A．红外线具有明显的热效应是因为其频率大于可见光的频率
B．温室效应是指二氧化碳对可见光吸收较弱，大量的可见光照射到地面，导致地球温度升高
C．在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，温室效应显著，当时地球的气温很高
D．由于现代工业大量燃烧煤炭、石油等燃料，燃烧过程放出大量热，导致地球温度升高，气候变暖。
98．如图所示是利用位移传感器测速度的装置，发射器A固定在被测的运动物体上，接收器B固定在桌面上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲。从B接收到红外线脉冲开始计时，到接收到超声波脉冲时停止计时，根据两者时间差确定A与B间距离。则下列说法正确的是（　　）
A．B接收的超声波与A发出的超声波频率相等
B．时间差不断增大时说明A一定在加速远离B
C．红外线与超声波均能在真空中传播
D．红外线能发生偏振现象，而超声波不能发生偏振现象
99．关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（　　）
A．雷达测距和测速利用的是无线电波衍射的原理
B．“中国天眼”（FAST）射电望远镜探测的是宇宙中的无线电波
C．晶体中原子间距与γ射线波长接近，通过γ射线衍射实验可以推测晶体结构
D．非接触式体温计通过探测人体辐射的紫外线来测量体温
三十四．可见光的特点和光谱（共3小题）
100．一束白光照射到半圆形玻璃砖上的光路图如图所示。假如b光为蓝光，则a光可能为（　　）
A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光
101．下列说法正确的是（　　）
A．可见光是一种频率低于X射线的电磁波
B．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带，这是光的全反射现象
C．用光导纤维传播信号，利用了光的衍射
D．紫外线用于医院和食品消毒，是因为它有显著的热效应
102．下列关于电磁波的说法中正确的是（　　）
A．电磁波是纵波
B．电磁波能产生干涉和衍射现象
C．可见光不是电磁波
D．电磁波传播需要介质
三十五．紫外线的特点和应用（共3小题）
103．关于下列教材中的四幅插图，说法正确的是（　　）
A．图甲，真空冶炼炉也可以接高电压的恒定电流
B．图乙，紫外线的波长比可见光的波长长，医学中常用于杀菌消毒
C．图丙，发波水槽中的一根细杆周期性地触动水面并水平移动形成的图样，说明细杆正在向图中右边移动
D．图丁，微安表在运输时把正、负接线柱用导线连在一起，对电表起到了保护作用，利用了电磁阻尼原理
104．电磁波是现代文明的重要基础。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦首次用实验证实了电磁波的存在
B．变化的电场或磁场周围一定会产生电磁波
C．电磁波不可以在真空中传播
D．紫外线的波长比可见光的波长更短，具有较高的能量，可用于灭菌消毒
105．验钞机是利用下列哪种光照射使纸币上的荧光物质发光来鉴别纸币真伪的（　　）
A．红光 B．白光 C．红外线 D．紫外线
三十六．X射线的特点和应用（共3小题）
106．关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．图甲所示的磁场能产生电磁波
B．医院里常用X射线对病房和手术进行消毒
C．麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在
D．图乙所示的电磁振荡电路，电容器刚要放电时，线圈中的电流最大
107．工业上利用X射线检查金属构件内部的缺陷，这是利用了X射线的（　　）
A．相干性 B．热效应 C．穿透能力 D．电离能力
（多选）108．在抗击新冠肺炎疫情的战役中，为了发现高危人群中的疑似病人，通常利用红外线测量人体的温度。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　）
A．红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最长
B．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线
C．X射线片可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变的细胞
D．物体做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率
三十七．γ射线的特点和应用（共3小题）
109．下列说法正确的是（　　）
A．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
C．只要有足够高的振荡频率，振荡电路就能有效地发射电磁波
D．波长最短的电磁辐射是γ射线，其穿透能力很强
110．电磁波在日常生活中有广泛的应用，极大地改变了人类的生活，下列说法正确的是（　　）
A．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦证实了电磁波的存在
B．与机械波不同，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播
C．不同频率的电磁波在真空中传播的速度不同
D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
111．关于电磁波下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦通过实验，证实了电磁波的存在
B．发射电磁波要经过调制、调谐、解调几个过程
C．雷达测定物体位置是利用微波遇到障碍物能发生反射的特点
D．γ射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官，帮助医生判断人体组织是否发生了病变
三十八．电磁波与信息化社会（共3小题）
112．微波炉利用的微波与家用光波炉利用的红外线相比，在真空中微波的（　　）
A．频率更大 B．波长更长
C．传播速度更大 D．光子能量更高
113．电磁波的发现和使用极大地改变了人类的生活。下列说法正确的是（　　）
A．与机械波相同，电磁波的传播也需要介质，不可以在真空中传播
B．无线电波广泛应用于通信、广播及其他信号传输
C．夜视仪是利用较热的物体发射紫外线的原理制成的
D．红外线具有高的能量，可以用来灭菌消毒
114．2025年4月24日，中国第二十艘神舟系列载人飞船成功发射，宇航员与地面的通话信息经处理后通过电磁波传输。下列电磁波中频率最大的是（　　）
A．微波 B．X射线 C．γ射线 D．红外线
三十九．热辐射、黑体和黑体辐射现象（共3小题）
115．下列说法不正确的是（　　）
A．只有温度高的物体才会有热辐射
B．黑体可以向外界辐射能量
C．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以有较强的辐射
D．普朗克引入能量子的概念得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元
116．为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家定义了一种理想物体——黑体，以此作为热辐射研究的标准物体。关于黑体和黑体辐射理论，下列说法正确的是（　　）
A．爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论和光子说
B．黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的
C．一般物体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关
D．黑色的物体简称黑体，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
117．下列说法正确的是（　　）
A．声波等机械波有多普勒效应，电磁波没有多普勒效应
B．当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，物体发生共振
C．爱因斯坦的能量子假说，很好的解释了黑体辐射的规律
D．能量守恒告诉我们，只要我们在使用能量时通过先进技术就能回收全部能量，无需节约能源
四十．能量子与量子化现象（共3小题）
118．把“能量子”概念引入物理学的物理学家是（　　）
A．普朗克 B．卢瑟福 C．爱因斯坦 D．康普顿
119．量纲分析是我们分析、估算物理问题的有力工具和重要思路。1950年，英国力学家泰勒通过原子弹爆炸后火球随时间扩散的照片，并结合量纲分析，估算出了美国第一颗原子弹爆炸释放的能量。假设原子弹爆炸时形成的冲击波是球面波，爆炸中心是该球面波的球心，爆炸火球半径R仅仅依赖于爆炸后的时间t，爆炸瞬间释放的能量E（单位为J）、空气密度ρ，以及无量纲常数C，因此可以写成R＝CtxEyρz。为了估算量级，C可以近似等于1，空气密度ρ＝1.2kg/m3。图中是原子弹爆炸25毫秒时刻的冲击波，横纵轴都是长度。请你利用所学知识，估算该次原子弹爆炸释放的能量量级最接近以下哪个选项（　　）
A．108J B．1014J C．1020J D．1025J
120．关于电磁波及能量量子化的有关认识，以下说法正确的是（　　）
A．只要有电场和磁场就能产生电磁波
B．爱因斯坦认为电磁场是不连续的
C．红外线具有较高的能量，常常利用其灭菌消毒
D．普朗克把能量子引入物理学，进一步完善了“能量连续变化”的传统观念专题07 电磁感应与电磁波初步
▉考点一 电和磁的联系
1磁现象基础
(1)磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
(2)磁体：具有磁性的物体叫磁体。磁体有天然磁体和人工磁体之分，还可以从形状、用途等不同方面分类。
(3)磁极：磁体上磁性最强的部分叫作磁极，磁极都在磁体的两端。
(4)磁极间的相互作用：同名磁极相斥，异名磁极相吸，如图13-1-1所示。
2电流的磁效应
(1)奥斯特实验：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转，如图13-1-2所示。
(2)实验结论：通电导体周围存在着与磁体周围一样的特殊物质。
(3)实验意义：首次发现了电流的磁效应，第一个揭示了电与磁之间是有联系的。
(4)电流的磁效应：通电导体周围有磁场，即电流的周围有磁场，电流的磁场能使放在导体周围的磁针发生偏转，且磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫作电流的磁效应。
例题：关于静电场和磁场，下列说法正确的是（　　）
A．静电场和磁场都是真实存在的物质，因此磁感线和电场线也是真实存在的
B．将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能增加
C．无论是正电荷还是负电荷，从电场中的某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大
D．磁感应强度是标量，只有大小，没有方向
解：A、电场线和磁感线都是人为假想的图线，实际中并不存在，故A错误；
B、根据Ep=qφ可知，将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能减小，故B错误；
C、根据电势能的定义可知，无论是正电荷还是负电荷，从电场中的某点移到无穷远处时，只要静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大，故C正确；
D、磁感应强度是矢量，有大小也有方向，故D错误。
故选：C。
▉考点二 磁场
1磁铁对通电导线的作用
如图13-1-3甲所示，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导线发生偏转。
2电流与电流间的相互作用
(1)如图13-1-3乙所示，当相互平行且距离较近的两条导线中分别通以方向相同或相反的电流时，可观察到通同向电流的两根导线会靠近，通反向电流的两根导线会远离。
3磁场
(1)定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，使磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间产生相互作用，这种特殊的物质叫磁场。
(2)磁场的来源
①永磁体周围存在磁场；②电流周围存在磁场——电流的磁效应；③运动的电荷周围存在磁场。
(3)性质
①基本性质：对放入其中的磁体、电流或运动电荷能产生力的作用。
②物质性：虽然磁场看不见摸不着，但磁场与电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式。
(4)方向：把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。
例题：关于地磁场，下列说法正确的是（　　）
A．地理南极与地磁场南极重合
B．地磁场的磁感线不是闭合的曲线
C．在赤道上小磁针的南极在静止时指向地理的南方
D．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
解：A、地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，两者并不完全重合。故A错误；
B、地磁场的磁感线也是闭合的曲线，故B错误；
C、因地磁场的N极在地理南极处，故在赤道上小磁针的南极在静止时指向地理的南方，故C正确；
D、地球表面任意位置的地磁场方向沿磁感线的切线方向，故各点的磁场方向并不是都与地面平行，故D错误。
故选：C。
▉考点三 磁感线
1定义
在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。如图13-1-5所示。
2特点
(1)磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，越疏的地方越弱。
(2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。
(3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体
外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。
(4)磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断。磁场中任一点的磁场方向都是确定的，即只有一个方向，若有两条磁感线相交，根据磁感线的定义知，在交点处小磁针就有两个指向，这与事实不符。
例题：关于磁感线与电场线的描述，正确的是（　　）
A．电场线一定是直线
B．磁感线一定是闭合的
C．磁感线是电荷的运动轨迹
D．电场线是实际上存在的
解：A、电场线可以是直线，电场线也可以是曲线，故A错误；
B、磁感线是闭合的曲线，故B正确；
C、磁感线是为了形象地描述磁场假想的曲线，不是运动轨迹，故C错误；
D、电场线是为了形象地描述电场而假想的线，实际不存在，故D错误。
故选：B。
▉考点四 安培定则
1安培定则
用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
2直线电流的磁场
磁感线分布：如图13-1-6所示。
3环形电流的磁场
(1)方向判断——安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。
(2)磁感线分布：如图13-1-7所示。
4通电螺线管的磁场
(1)方向判断——安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上磁场的方向。
(2)磁感线分布：如图13-1-8所示。
例题：在一条沿水平方向放置的导线下方，放一个可以自由转动的小磁针。实验中观察到，当导线中没有通电流时，小磁针的指向如图所示；当导线中通恒定电流时，小磁针N极向纸内转动，则（　　）
A．导线中的电流方向向右
B．导线中的电流方向向左
C．若将小磁针放置在导线的上方，小磁针肯定不发生转动
D．若将小磁针放置在导线的上方，也能观察到小磁针N极向纸内转动
解：AB、当导线中通恒定电流时，小磁针N极向纸内转动，根据右手螺旋定则可得导线中的电流方向向右，故A正确，B错误；
CD、根据右手螺旋定则可得导线通电后在导线上方的磁场方向为垂直纸面向外，小磁针N极会向纸外转动，故CD错误；
故选：A。
▉考点五 安培分子电流假说
1假说的内容
安培认为，在物质内部存在着一种环形电流子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极(如图13-1-11所示)。
2用假说解释磁现象
(1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性。当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，两端对外界显示出较强的磁性，形成磁极，软铁棒就被磁化了。
(2)磁体的消磁：磁体在高温或猛烈撞击下，即在激烈的热运动或机械运动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章，磁体磁性消失。
3假说的意义
安培分子电流假说揭示了磁场的起源，它使我们认识到：磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的定向运动产生的(磁现象的电本质)。
例题：如果地磁场是由地球内部的环形电流形成的，那么这一电流的方向是（　　）
A．由东向西 B．由西向东 C．由南向北 D．由北向南
解：地磁场的北极在地理的南极附近，地球绕地轴自西向东旋转，故地球内部所带电荷的运动形成了一个环形电流，根据安培定则可知，环形电流的方向应该由东向西，故A正确，BCD错误；
故选：A。
▉考点六 对磁场的进一步理解
1电场与磁场的类比
比较项目 电场 磁场
不同点 产生 电荷 磁体、电流、运动电荷.
基本性质 对放入其中的电荷有电场力的作用. 对放入其中的磁体、电流、运动电荷有磁场力的作用.
作用特点 对放入其中的磁体无力的作用. 对放入其中的静止电荷无力的作用.
相同点 磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量.
2电场线和磁感线的类比
电场线 磁感线
相似点 意义 为了形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线. 为了形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线.
方向 线上各点的切线方向即该点的电场方向，是正电荷受静电力的方向. 线上各点的切线方向即该点的磁场方向，是小磁针N极受力的方向.
疏密 表示电场强弱. 表示磁场强弱.
特点 除电荷处，在空间不相交、不中断. 在空间不相交、不中断.
不同点 是不闭合的曲线，始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处. ①是闭合曲线； ②磁体外部方向：N→S;磁体内部方向：S→N.
▉考点七 磁感应强度
1探究影响通电导线受力的因素
(1)实验方法：控制变量法。
(2)实验原理：如图13-2-1所示，三块相同的蹄形磁体并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导图13-2-1线水平悬挂在磁体的两极间，有电流通过时导线将摆动一定角度，通过这个角度我们可以比较导线受力的大小。分别接通“2、3”和“1、4”,可以改变导线通电部分的长度。电流大小由外部电路控制，用电流表测量。
(3)探究过程
①保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。可见当导线的方向与磁感应强度方向垂直时，增大电流I,导线摆动的角度增大，反之减小。
②保持电流不变，改变导线通电部分的长度。当增大在磁场中的导线长度l时，导线摆动的角度增大，反之减小。
(4)实验结论
大量的实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，通电导线在磁场中受到的磁场力的大小，既与导线的长度l成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和l的乘积Il成正比，用公式表示为F=ILB,式中B为表征磁场强弱的物理量。
2磁感应强度
(1)定义
磁场中垂直于磁场方向的通电直导线受到的作用力F跟电流I和导线长度l的乘积Ⅱ之比，叫作通电直导线所在处磁场的磁感应强度。
(2)定义式
B的单位是特斯拉，简称特(T),。
(3)理解
①磁感应强度B的大小由磁场本身特性决定，与F和IL无关。
②定义式中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。
③磁感应强度B是矢量，方向不与F方向相同，而与小磁针在该处N极受力的方向相同。
④磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称作“电流元”,相当于静电场中的“点电荷”。
例题：单位为Wb的物理量是（　　）
A．电场强度 B．磁感应强度 C．磁通量 D．电功率
▉考点八 匀强磁场与磁通量
1匀强磁场
(1)定义：强弱、方向处处相同的磁场叫作匀强磁场。
(2)磁感线的特点：匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。
(3)产生方法：距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场(如图13-2-2所示)、通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)可认为是匀强磁场。
2磁通量
(1)定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S(如图13=2-3所示),把B与S的乘积叫作穿过面积S的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示。
(2)公式：Φ=BS。Φ的单位为韦伯，简称韦，符号是Wb,1Wb=1T·m 。
(3)有效面积：如图13-2-4所示，公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积(又称为“有效面积”),此时Φ=BScosθ。图13-2-4(4)物理意义：可表示穿过某一面积的磁感线净条数(磁通量的代数和)。
(5)磁通密度
垂直于磁场方向单位面积内的磁通量叫作磁通密度。
由Φ=BS可得出,因此工程技术人员常把磁感应强度叫作磁通密度，并且用Wb/m 作单位。
(6)磁通量的变化量
△Φ=Φt-Φ0,其数值等于初、末态穿过某个平面的磁通量的代数差。
例题：下列各物理量数值中的负号表示大小的是（　　）
A．电势φ=-10V B．电荷量q=-10C
C．功W=-10J D．磁通量Φ=-10Wb
▉考点九 电场强度E与磁感应强度B的比较
电场强度E 磁感应强度B
定义的依据 ①电场对电荷q有作用力F; ②对电场中任一点，(由电场决定); ③对不同点，一般来说恒量的值不同； ④可表示电场的强弱。 ①磁场对电流I有作用力F; ②力F与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，(由磁場决定) ③对不同点，一般来说恒量的值不同； ④可表示磁场的强弱。
定义式
物理意义 描述电场的强弱和方向。 描述磁场的强弱和方向。
方向 该点的正电荷的受力方向。 该点的小磁针静止时N极的受力方向。
形象表示 可以用电场线形象地表示——切线方向表示E的方向，疏密表示E的大小。 可以用磁感线形象地表示——切线方向表示B的方向，疏密表示B的大小。
单位 1N/C=1V/m 1T=1N/(A·m)
共同点 都是矢量，都遵循矢量运算法则。
▉考点十 磁通量和磁通量变化量的理解
1对磁通量的两点说明
(1)磁通量是针对某个面来说的，与给定的线圈匝数多少无关，即在进行有关磁通量的计算时，不用考虑线圈的匝数n。
(2)磁感线是闭合曲线(不同于静电场的电场线),所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零，即Φ=0。例如，一个球面，磁感线只要穿入球面，就一定穿出球面，此时穿过球面的磁感线净条数为零，即磁通量为零。
2磁通量变化的四种情况
类型 磁通量的变化量 举例
φ变化的四种情况 B不变，S变。 △Φ=B·△S 例：闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时。
B变，S不变。 △Φ=△B·S 例：线圈与磁体之间发生相对运动时。
B和S都变。 △Φ=B S -B S ≠△B△S 注意此时应由△Φ=Φ -Φ 计算并判断磁通量是否变化。
B和S大小都不变，但两者之间的夹角θ变。 △Φ=BS(sinθ -sinθ ) 例：线圈在磁场中转动时。
例题：如图所示，线框面积为S，线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列有关穿过线框平面的磁通量的情况表述正确的是（　　）
A．磁通量有正负，所以是矢量
B．图示位置线框的磁通量为0
C．若线框从图示位置绕bc边转过60°，该过程磁通量不变
D．若线框从图示位置绕bc边转过90°，此时磁通量为0
▉考点十一 划时代的发现
1电磁感应的探索历程
开端 1820年奥斯特发现了“电生磁”,证实了电和磁之间存在着必然的联系，拉开了研究电与磁联系的序幕。
过程 “电生磁”激发了人们对“磁生电”的探索热情，很多物理学家先后设计实验探索“磁生电”,但都没有成功。
结果 英国物理学家法拉第经过不懈探索，在1831年第一次发现了“磁生电”现象，并从中领悟到“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
2电磁感应的定义
“磁生电”的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
3发现电磁感应的意义
(1)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的方法。
(2)电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
例题：下列四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（　　）
A．安培预言了电磁波的存在
B．法拉第发现了电流周围存在磁场
C．麦克斯韦提出电磁场理论
D．牛顿发现了电磁感应现象
解：A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，故A错误；
B.奥斯特发现了电流周围存在磁场，故B错误；
C.麦克斯韦提出电磁场理论，故C正确；
D.法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。
故选：C。
▉考点十二 探究产生感应电流的条件
1实验探究
探究①导体棒在磁场中运动是否产生电流，如图13-3-1所示。
(1)实验现象：导体棒静止或平行于磁感线运动时，无感应电流；导体棒切割磁感线运动时，有感应电流。
(2)分析：磁场的强弱不变，但部分导体做切割磁感线运动使闭合导体回路包围的磁场面积发生了变化，穿过回路的磁通量变化，有感应电流产生。
探究②条形磁铁在线圈中运动是否产生电流，如图13-3-2所示。
(1)实验现象：当磁铁与线圈相对静止时，线圈中无电流；当磁铁插入线圈或从线圈中抽出时，线圈中有电流。
(2)分析：将磁铁插入或抽出线圈的过程中，线圈中的磁场强弱发生了变化，从而改变了穿过回路的磁通量，线圈中有感应电流产生。
探究③如图13-3-3所示，改变线圈A中的电流，观察线圈B中是否产生电流。
(1)实验现象：开关闭合或断开时，测试电路中有电流；开关闭合以后，测试电路中无电流；开关闭合后，移动滑动变阻器滑片的过程中，测试电路中有电流。
(2)分析：将开关闭合或断开瞬间以及保持开关闭合并改变滑动变阻器的滑片位置时，电流表中有电流通过(当使线圈A中的电流变化时，线圈B中的磁场发生了变化，从而改变了穿过回路的磁通量)。
2归纳总结
探究1是通过导体相对磁场运动改变磁通量的；探究2是通过磁体运动即磁场运动改变磁通量的；探究3是通过改变电流(改变磁场强弱)改变磁通量的。综上可知，产生感应电流的条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流。
例题：在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如，1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法正确的是（　　）
A．该实验线圈中肯定没有电流产生
B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束
D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为该实验中的磁铁磁性太弱
解：B、通电导线周围产生磁场的现象叫电流的磁效应，故B错误；
ACD、将磁铁插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流；电流周围存在磁场，由于磁场间的相互作用，小磁针在磁场中受到磁场的作用，小磁针会发生转动。但当科拉顿跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束，此时穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，所以小磁针不偏转，故C正确，AD错误。
故选：C。
▉考点十三 电磁感应现象的应用
如图13-3-6所示为手机进行无线充电的场景。充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机内产生感应电流，从而实现无线充电。这种充电方式所利用的原理就是电磁感应。
▉考点十四 导体切割磁感线产生感应电流问题分析
1导体运动时需判断其是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”就不能说切割。如图13-3-7所示，甲、乙两图中，导体“切割”了磁感线，而丙图中导体没有切割磁感线，丁图中导体垂直纸面向外运动，也没有切割磁感线。
2如图13-3-8所示，甲图中线框的一部分导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，线框内没有感应电流产生；乙图中线框的一部分导体
“切割”了磁感线，穿过线框的磁通量发生了变化，线框中有感应电流产生；丙图中闭合线框在非匀强磁场中运动，“切割”了磁感线，穿过线框的磁通量发生了变化，线框中有感应电流产生。
因此，导体切割磁感线不是产生感应电流的充要条件，能否产生感应电流归根到底还是要看穿过闭合回路的磁通量是否发生变化。
▉考点十五 电磁感应现象中的能量转化
当闭合电路中产生感应电流时，根据能量守恒定律可知，其他形式的能量转化为了电能。
(1)导体做切割磁感线运动，在电路中产生感应电流，该导体的机械能转化为电能。
(2)如图13-3-10所示，线圈I中有变化的电流时，就在周围产生变化的磁场，这个变化的磁场通过线圈Ⅱ时，使线圈Ⅱ所在闭合回路中产生了感应电流；这个过程中，线圈I中的电能先转化成铁芯中的磁场能，然后铁芯中的磁场能又转化成了线圈Ⅱ中的电能。这个过程实现了电能的转移，磁场起到了传输的作用。
▉考点十六 电磁场
1麦克斯韦电磁场理论要点
(1)变化的磁场产生电场在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里会产生感应电流，其实质是变化的磁场在它周围产生了电场，电路中的自由电荷在电场力作用下做定向运动，形成了感应电流，即使在变化的磁场周围没有闭合电路同样也可以产生电场，如图13-4-1所示。
(2)变化的电场产生磁场
既然变化的磁场能够产生电场，麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美，大胆地假设：变化的电场会产生磁场。根据麦克斯韦电磁场理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场，如图13-4-2所示。
2电磁场
如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它的周围空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是，变化的电场和磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
例题：关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言并通过实验证明了电磁波的存在
B．变化的电场能够产生变化的磁场，变化的磁场能够产生变化的电场
C．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒
D．红外线、X射线是电磁波，γ射线是中子流
解：A、麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故A错误；
B、麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场能够产生的不一定是变化的电场，例如，均匀变化磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，故B错误；
C、紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故C正确；
D、红外线、X射线、γ射线都是电磁波，故D错误。
故选：C。
▉考点十七 电磁波
1电磁波的形成
电磁场由近及远地向周围传播，形成电磁波。如图13-4-4所示为电磁波的产生与传播示意图。在电磁波传播过程中，同频率的变化电场和变化磁场交替变化。可以说，电磁波是电磁场的一种运动形态。
2电磁波的特点
(1)在电磁波的传播方向上，任意一点的电场和磁场都随时间做正弦规律变化，电场与磁场彼此垂直，且与传播方向垂直。
(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中传播速度等于光速c(3×10 m/s)。
(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象。
3赫兹实验证实电磁波的存在
(1)赫兹捕捉到电磁波
赫兹实验装置如图13-4-5所示，赫兹观察到：当电极A、B上的两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。据此实验，赫兹在人类历史上首次捕捉到了电磁波。
(2)赫兹实验的意义
赫兹的实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，为无线电技术的发展开拓了道路。
例题：下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．电磁波按波长从长到短顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
C．X射线的穿透本领比γ射线更强
D．电磁波在真空中的传播速度等于光速
解：A、变化的电（磁）场可以产生磁（电）场；但如果是均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，故A错误；
B、依照波长从长到短顺序排列依次是：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线，故B错误；
C、γ射线的穿透本领比X射线更强，故C错误；
D、电磁波是一种物质，可在真空中传播，电磁波在真空中的传播速度总是3×108m/s,等于光速，故D正确。
故选：D。
▉考点十八 电磁波谱
1电磁波的波速与波长、频率间的关系
(1)波长、频率、波速的概念
①波长：在横波中，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷。邻近的两个波峰(或波谷)之间的距离叫波长，用λ表示，常见单位为m。
②频率：指1s内波峰(或波谷)通过的次数，用f表示，单位为Hz。
③波速：描述波传播快慢的物理量叫波速，用v表示，常见单位为m/s。
(2)电磁波的波速c与λf的关系式为c=λf,其中c为电磁波在真空中的速度。
2电磁波谱
(1)定义
按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。电磁波谱按波长由大到小(频率由小到大)的顺序，依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，如图13-4-6所示。
(2)波长不同的电磁波的特点及应用
种类 波长范围 特性 应用
无线电波 几毫米到几十千米 波动性 通信、广播、射电望远镜。
红外线 760nm~10 nm 热作用强 烘干、红外遥感、测温、夜视仪。
可见光 400nm~780nm 感光性强 照明、照相。
紫外线 10nm~400nm 化学作用、荧光效应 消毒、防伪、促进人体合成维生素D。
X射线 比紫外线短 较强的穿透能力 透视人体、检查金属部件的质量。
γ射线 小于10 nm 穿透能力最强 医学上的γ刀技术，探测金属内部的缺陷。
例题：在以下的电磁波中，波长由长到短排列正确的是（　　）
A．短波、X射线、紫外线、微波
B．微波、红外线、可见光、γ射线
C．γ射线、紫外线、红外线、微波
D．X射线、短波、紫外线、可见光
解：依照波长的由长到短，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线（伽马射线），微波和短波属于无线电波，短波波长大于微波，故B正确，ACD错误。
故选：B。
▉考点十九 电磁波的能量及通信
1电磁波的能量
从场的观点来看，电场具有电场能，磁场具有磁场能，电磁场具有电磁能，电磁波发射的过程就是辐射能量的过程，电磁波在空间传播，电磁能就随之一起传播。
2电磁波通信
电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。
(1)有线通信，即利用金属导线、光纤等有形媒介传送信息的方式。如台式电脑、电话等。
(2)无线通信，即仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式，如收音机、手机、北斗卫星导航系统、无线鼠标等。
3电磁波具有的能量跟频率有关
电磁波的能量与传播速度无关，其能量由电磁波的频率决定，频率越高，能量越高。
▉考点二十 热辐射
1热辐射
(1)定义：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。
(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
2黑体与黑体辐射
(1)黑体定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波，如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
(2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
3对黑体的理解
黑体是一种理想化模型，作为热辐射研究的标准物体，黑体虽然能使入射
的电磁波全部被吸收而不发生反射，但仍然要向外辐射电磁波。自然界不存在真正的黑体，但许多物体可以近似视为黑体。如图13-5-2所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出。这个带小孔的空腔就成了一个“绝对黑体”。
4经典电磁理论的困难
黑体辐射的实验规律无法用经典电磁理论解释。
例题：为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家定义了一种理想物体——黑体，以此作为热辐射研究的标准物体。关于黑体和黑体辐射理论，下列说法正确的是（　　）
A．爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论和光子说
B．黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的
C．一般物体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关
D．黑色的物体简称黑体，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
解：A、爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A错误；
B、黑体的热辐射实际上是电磁辐射，是以光子的形式辐射的，故B正确；
C、一般物体辐射电磁波的情况与物体的温度、物体的材料有关，而黑体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关，故C错误；
D、黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。
故选：B。
▉考点二十一 能量子
1能量子定义
普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
2能量子大小
ε=hv,其中v是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h=6.626×10 J·s。(一般取h=6.63×10- J·s)
3能量子假设
在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量不是连续的，只能取分立值，为能量子ε的整数倍。即E=ne(n叫作量子数)。
4能量子假设的实验证实
借助于能量子假设，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，将它与黑体辐射实验结果比较发现，它与实验结果“令人满意地相符”。能量子假设被验证是正确的。
5爱因斯坦的光子说
爱因斯坦认为电磁场本身就是不连续的。并于1905年提出了光子说：在空间传播的光是不连续的，光是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子叫作光子，光子的能量跟它的频率成正比，可表示为ε=hv。
6能量子假设的意义
普朗克的能量子假设使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响。普朗克常量h是自然界中最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征，架起了电磁波的波动性与粒子性的桥梁。
例题：为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水面下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（　　）
A．在水中传播速度a光比b光大
B．a光光子的能量小于b光光子的能量
C．水对a光的折射率小于对b光的折射率
D．若点光源S向下远离水面移动，则中间小圆面积变大
解：ABC、因为环状区域只有b光，中间小圆为复色光，说明a光在环状区域发生了全反射现象，说明a光的临界角小于b光的临界角，根据，可知a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，a光光子的能量大于b光光子的能量，在水中传播速度a光比b光小，故ABC错误；
D.若点光源S向下远离水面移动，临界角不变，则在水面右光射出区域半径变大，中间小圆面积变大，故D正确。
故选：D。
▉考点二十二 能级
1能级和能级状态
(1)能级：原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。
(2)基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时原子是最稳定的，这种能量状态叫基态。
(3)激发态：原子受到外界激发后，有可能跃迁到较高能级，这种较高的能量状态叫激发态。除基态以外的能量状态都叫激发态。
2能级跃迁
原子处于能量较低的状态时较稳定。如果原子受到外界激发(如受到高速运动的电子的撞击或吸收光子)吸收能量，就可能跃迁到较高的能量状态。处于高能量状态的原子是不稳定的，又会自发地向低能量状态跃迁，并放出光子。原子跃迁时，吸收(或放出)的光子的能量等于前后两个能级之差的绝对值。由于原子的能级是分立的，所以放出的光子能量也是分立的，因此原子的发射光谱是一些分立的亮线。
3量子力学的建立
随着物理学研究深入到微观世界，物理学家发现了电子、质子、中子等微观粒子，但它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代，量子力学建立，它能够很好地描述微观粒子的运动规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。
一．磁现象与磁场（共3小题）
1．关于磁场的说法正确的是（　　）
A．通电导线在磁场中受到安培力越大，该位置的磁感应强度越大
B．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向
D．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
【答案】B
【解答】解：A、若通电导线平行磁场放置，安培力为零，与磁感应强度大小无关，故A错误；
B、根据安培定则可知，通电导线周围的磁场方向与导线电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故B正确；
C、垂直磁场放置的通电导线受力的方向与磁感应强度方向相互垂直，故C错误；
D、磁感线是闭合的曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故D错误．
故选：B。
（多选）2．下面所述的几种相互作用中，通过磁场而产生的有（　　）
A．两个静止电荷之间的相互作用
B．两根通电导线之间的相互作用
C．两个运动电荷之间的相互作用
D．磁体与运动电荷之间的相互作用
【答案】BD
【解答】解：A、两个静止电荷之间的相互作用靠电场产生的。故A错误。
B、通过导线周围存在磁场，磁场对通电导线有力的作用，知两根通电导线之间的相互作用靠磁场作用的。故B正确。
C、运动电荷与运动电荷之间的相互作用靠变化的电磁场作用。故C错误。
D、磁体对运动电荷之间的相互作用靠磁场产生的。故D正确。
故选：BD。
3．材料——静电场
我们经常听到电场、磁场等有关“场”的概念。但你有没有想过，“场”看不见摸不着，它到底是什么？它是一种物质吗？现代科学认为，场是比基本粒子更基本的物质存在状态，场可以分为基态和激发态，而粒子实际上就是场的激发态。通俗来讲，场就像一片平静的此时的大海就处于激发态，而水花就相当于基本粒子。
（1）关于“场”，下列说法不正确的是 　C　 ；
A.场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它
B.静止的电荷周围的电场称为静电场
C.麦克斯韦发表了电磁场理论，认为一切电场都能产生磁场
D.现代科学认为，基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子
（2）某带电粒子在电场中运动，涉及到的物理量静电力F，电场强度E，电势φ，电势能EP中，描述电场本身的物理量有 　E和φ　 ，请用国际单位制基本单位表示电势φ的单位1V＝1 　　 。
（3）图中用4V的电压为2μF的平行板电容器充电，开关S闭合后，由于两板间距远小于板的大小，两板之间的电场可以看成是 　匀强　 电场。放电后，换用一个3V的直流电源为该电容器充电，平行板上板带电量为 　6×10﹣6 C；
（4）小明根据“磁体对周围小磁针有力的作用，且不需要接触，这说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在引力场。用假想的线描述引力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是 　甲　 图。
【答案】（1）C；
（2）E和φ；；
（3）匀强；6×10﹣6；
（4）甲。
【解答】解：（1）A.场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它，故A正确；
B.静止的电荷周围的电场称为静电场，故B正确；
C.麦克斯韦发表了电磁场理论，认为变化的电场能产生磁场，故C错误；
D.现代科学认为，基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子，故D正确。
本题选不正确的，故选：C。
（2）描述电场本身的物理量有电场强度E和电势φ。根据
代入各个量的国际单位解得
；
（3）平行金属板两端加上电压后中间可以近似看成匀强电场。平行板上板带电量为
Q＝CU＝3×2×10﹣6C＝6×10﹣6C；
（4）最合理的是甲图。万有引力的方向指向地心，则引力场的方向应该也沿地心的方向；若把一个质量为m的物体放置在质量为M的地球的引力场中，根据万有引力定律
引力场强度为
即越靠近地球越小，引力场强度越大，场线越密集，综上，选择甲。
故答案为：（1）C；
（2）E和φ；；
（3）匀强；6×10﹣6；
（4）甲。
二．磁感线的概念和性质（共3小题）
4．如图所示表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是（　　）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb
B．a、b两处的磁感应强度的方向相同
C．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极
D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零
【答案】A
【解答】解：A、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由图可知a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb，故A正确；
B、磁感线的切线方向表示该点的磁感应强度的方向，由图可知a、b两处的磁感应强度方向不同，故B错误；
C、磁感线是闭合的曲线，在磁体的外部磁感线从N极指向S极，在磁体的内部是从S极指向N极的，故C错误；
D、没有磁感线的位置不是不存在磁场，所以说a处没有磁感线，但并不是这里的磁感应强度为零，用磁感线的疏密程度表示磁感应强度大小的，故D错误。
故选：A。
5．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　）
A．“磁星”表面的磁感线可能相交
B．磁感线是真实存在的有方向的曲线
C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
D．“磁星”表面某点静止一小磁针，小磁针的N极指向为该点磁场方向
【答案】D
【解答】解：A、磁感线不能相交，因为磁场中某点不可能有两个磁场方向，故A错误；
B、磁感线是假想的有方向的闭合曲线，故B错误；
C、磁感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误；
D、磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，而小磁针N极所指的方向就是该点的磁感线切线方向，故D正确。
故选：D。
6．下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中客观存在的
B．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止
C．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的
D．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于
【答案】C
【解答】解：
A、磁感线不是磁场中客观存在的。故A错误。
B、在磁铁外部，磁感线是从磁体的N极出发，进入S极；在磁铁外部，磁感线是从磁体的S极出发指向S极。故B错误。
C、磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。故C正确。
D、电流元在某处所受磁场力为F，只有当电流元IL与磁场方向垂直时，该处的磁感应强度一定为B．故D错误。
故选：C。
三．地磁场（共3小题）
7．中国作为文明古国，其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是（　　）
A．“司南之杓”可以用铜为材料制作
B．“柢”相当于磁体的S极
C．地球的磁场是人为想象出来的
D．“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力
【答案】B
【解答】解：A．铜不能被磁化，“司南之杓”不可以用铜为材料制作，故A错误；
B．磁铁静止时S极指向地理南极，“柢”相当于磁体的S极，故B正确；
C．地球的磁场是真实存在的，故C错误；
D．“柢”能够指南是因为受到地磁场的作用力，故D错误。
故选：B。
8．地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是（　　）
A．地表电荷为正电荷
B．环形电流方向与地球自转方向相同
C．若地表电荷的电荷量增加，则地磁场强度增大
D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大
【答案】C
【解答】解：A、根据题意，地磁场来源于地表电荷随地球自转产生的环形电流，根据右手定则和地球自转方向为自西向东，地磁场内部磁感线方向由北到南，可以判断地表电荷为负电荷，故A错误；
B、根据电流方向的定义。正电荷定向移动的方向为电流方向，地表电荷为负电荷，所以环形电流反向与自转方向相反，故B错误；
C、电荷量增加，环形电流也会增加，所以产生的磁场强度增加，故C正确；
D、当自转角速度减小，则线速度减小，环形电流减小，所示磁场强度减小，故D错误。
故选：C。
9．某同学利用手机软件测量当地地磁场的磁感应强度，如图甲所示，以手机显示屏所在平面为xOy平面，在手机上建立直角坐标系，该同学测量时z轴始终保持竖直向上，手机xOy平面绕z轴匀速转动，手机显示出各轴磁场的实时数据（如图乙所示）。当外界磁场分量与坐标轴正方向相同时则显示正值，相反则显示负值，根据图像可推知，下列说法错误的是（　　）
A．通过数据可知测量地在南半球
B．图中t1时刻x轴正方向指向地球北方
C．t1～t5时间内手机刚好绕z轴转动了一周
D．通过数据可以得出当地地磁场磁感应强度大小约为36μT
【答案】A
【解答】解：A．从图中可以看出，手机竖直方向（z 轴方向）的磁场分量始终为负值，这说明当地磁场在竖直方向上是向下的，故测量地在北半球，故A错误；
B．根据北半球地磁场保持水平分量为向北，因此当手机绕z轴转动过程，地磁场水平分量在x轴和y轴的分量，将出现正弦或余弦式的变化，图中t1时刻x轴正方向磁场数值达到最大，说明此时刻x轴正方向指向地球北方，故B正确；
C．t1～t5时间内x轴方向磁场变化刚好一个周期，说明t1～t5时间内手机刚好绕z轴转动了一周，故C正确；
D．根据题中数据可知地磁场磁感应强度大小约为
故D正确。
本题选错误的，故选：A。
四．静电场和磁场的异同（共3小题）
10．关于电场和磁场，下列说法正确的是（　　）
A．电场和磁场是假想的，实际并不存在
B．描述电场的电场线和描述磁场的磁感线是假想的
C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互作用的序幕
D．由E可知，E与F成正比，与q成反比
【答案】B
【解答】解：AB.描述电场的电场线和描述磁场的磁感线是假想的，实际并不存在，但电场和磁场是真实存在的，它们是物理学中的基本场，故A错误，B正确；
C.奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互作用的序幕，故C错误；
D.公式E＝F/q是电场强度的定义式，其中E是电场强度，F是试探电荷在电场中受到的电场力。它不是决定式，不能说E与F成正比，与q成反比，故D错误。
故选：B。
11．英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（　　）
A．电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过电场发生的
B．电场线和电场线不可能相交，磁感线和磁感线可能相交
C．磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的
D．通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的
【答案】C
【解答】解：A、电荷和电荷之间的相互作用是通过电场发生的，通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的，故A错误；
B、电场线和磁感线都不能相交，否则在交点处的电场或磁场的方向有两个，故B错误；
C、磁场和磁极、磁极和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；
D、电场线和磁感线都是为了现象的描述场而引入的假象曲线，实际不存在，故D错误；
故选：C。
（多选）12．英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念，并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列说法正确的是（　　）
A．电场和磁场都是假想的
B．电场线和磁感线都是客观存在的
C．电场线和磁感线可以形象地描述场的强弱和方向
D．电荷和电荷、磁极和磁极、通电导体和磁极之间都是通过场发生相互作用的
【答案】CD
【解答】解：A、电场和磁场都是客观存在的物质，故A错误；
B、电场线和磁感线是为了形象地描述电场和磁场而人为引入，是理想化的物理模型，实际上不存在，故B错误；
C、电场线与磁感线的切线方向描述电场与磁场的方向，电场线与磁感线的疏密可以描述电场与磁场的强弱，故C正确；
D、电荷和电荷之间的相互作用是通过电场发生的，磁极和磁极、通电导体和磁极之间都是通过磁场发生相互作用的，故D正确。
故选：CD。
五．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场分布（共3小题）
13．条形磁铁产生的磁场的磁感线如图所示，图中a、b、c、d四个位置中，磁感应强度最大的位置为（　　）
A．a B．b C．c D．d
【答案】D
【解答】解：磁感线的疏密表示磁场强弱，由图可知，d处磁感线比abc处密，故d点的磁感应强度大于abc三点的磁感应强度，故ABC错误，D正确；
故选：D。
14．关于电场与磁场，下列说法中正确的是（　　）
A．磁场对放入其中的电荷一定有力的作用
B．电场对放入其中的电荷一定有力的作用
C．场强的方向与放入其中的电荷所受电场力的方向相同
D．磁场的方向与在磁场中运动电荷所受洛伦兹力的方向相同
【答案】B
【解答】解：A、磁场对放入其中不平行于磁场方向的运动电荷一定有力的作用，对静止的电荷没有力的作用，对平行于磁场方向运动的电荷也没有力的作用，故A错误。
B、电场的基本性质是对放入其中的电荷一定有力的作用，故B正确。
C、正电荷在电场中受到的电场力的方向与场强的方向相同，负电荷受到的电场力的方向与电场强度的方向相反，故C错误。
D、根据左手定则，磁感应强度的方向与运动电荷所受洛伦兹力的方向垂直，故D错误。
故选：B。
（多选）15．下列所示各图中，小磁针的指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】ABD
【解答】解：A、由安培定则可知，螺线管右侧为S极，左侧为N极，则处在螺线管内部小磁针的N极应向左，故A正确；
B、由地磁场从地球的南极指向北极，结合小磁针静止时N极指向为磁场的方向，因此赤道处小磁针N极指向地球的北极，故B正确；
C、根据安培定则判断直导线周围磁场，则小磁针处的磁场方向竖直向下，应该是N极向下，故C错误；
D、U形磁铁，小磁针处的磁场向N极指向S极，则小磁针N极向右，故D正确；
故选：ABD。
六．磁场中小磁针的偏转问题（共3小题）
16．研究电流的磁效应时，将一根长直导线南北放置在小磁针的正上方，现在直导线中通有方向从南向北的恒定电流I，小磁针转动后再次静止时N极将指向（　　）
A．正北方向 B．正西方向
C．北偏西方向 D．北偏东方向
【答案】C
【解答】解：地磁场方向由南向北，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北极；
当直导线中通以方向由南向北的电流时，由安培定则可知，在直导线下方会产生由东向西的磁场，
则小磁针所在位置通电直导线产生的磁场与地磁场的合磁场方向是北偏西，
小磁针再次静止时的N极将指向北偏西方向，故C正确，ABD错误。
故选：C。
17．对如图所示情况，以下说法正确的是（　　）
A．当开关S闭合后螺线管下端是N极
B．当开关S闭合时，小磁针将逆时针转动，静止后S极向上
C．当开关S闭合时，小磁针将顺时针转动，静止后N极向上
D．当开关S闭合后滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁磁性将减弱
【答案】C
【解答】解：A、开关闭合后，电流方向由下方流入，由安培定则可知上方为N极，故A错误。
B、C、由安培定则可知上方为N极，故小磁针S极会向下转动，N极向上转动，故小磁针顺时针转动，故B错误，C正确；
D、滑片向右滑动时，滑动变阻器接入部分电阻减小，故电路中电流变大，电磁铁的磁性增强。故D错误。
故选：C。
18．如图所示为奥斯特在1820年做过的一个实验，他将一根直导线平行地放在小磁针的上方，当在导线中通以电流时，小磁针发生如图所示的偏转（N极向外），则导线中的电流方向为沿导线向 　左　 （填“左”“右”）．
【答案】见试题解答内容
【解答】解：小磁针N极向外偏转，说明导线下方的磁场方向向外，上方向里，如图：
利用右手螺旋定则可判断出导线内电流的方向向左．
故填：左
七．电流磁效应的发现（共3小题）
19．奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了（　　）
A．任何导线周围均存在磁场
B．电流周围有磁场
C．地磁场的存在
D．地磁场的方向
【答案】B
【解答】解：奥斯特实验发现通电直导线下方的小磁针发生了偏转，直接证实了电流周围有磁场。故B正确，ACD错误；
故选：B。
20．我们的生活与电和磁紧密相关，下列关于磁场的说法正确的是（　　）
A．磁场是科学家假想出来的一种特殊物质
B．安培发现了电流的磁效应，并且总结得出了通电导线周围磁场的分布规律
C．通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场类似，奥斯特受到启发提出了分子电流假说
D．因受地磁场的影响，在做奥斯特实验时，通电导线南北方向放置时实验现象最明显
【答案】D
【解答】解：A.磁场是客观存在的，不是科学家假想出来的，故A错误；
B.丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，安培发现了通电导线周围磁场的分布规律，并总结出了右手螺旋定则，故B错误；
C.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场类似，安培受到启发提出了分子电流假说，故C错误；
D.地球表面磁场的方向从南向北，根据安培定则可知，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确。
故选：D。
（多选）21．如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B．电磁铁用的铁芯应选用不易退磁的材料
C．工作时AB接线柱应接入稳恒电流
D．当电流从B接线柱流入时，电磁铁吸引小磁铁向下运动，则小磁铁的下端为S极
【答案】AD
【解答】解：AB、根据题意可知，当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，故电磁铁的工作原理是电流的磁效应；根据电磁铁的工作要求，当没有电流时，要让铁芯失去磁性，当通电时，要有磁性，因此铁芯应选用易磁化和易退磁的软磁性材料，故A正确，B错误；
C、根据题意可知，当A、B间接入恒定电流时，电磁铁的磁场始终保持一个方向，小磁铁将只能被吸引或排斥；如果接入的是交流电，电磁铁的磁场方向在不断变化，从而可以使小磁铁不断地与电磁铁之间有吸引和排斥的作用，使得弹性金属片上下振动，故A、B间应接入交流电，不能接入恒定电流，故C错误；
D、根据题意可知，当电流从电磁铁的接线柱B流入时，根据右手螺旋定则可知，电磁铁的下端为S极，上端为N极；吸引小磁铁向下运动，根据磁铁同极相斥，异极相吸的特性可知，小磁铁的下端为S极，上端为N极，故D正确。
故选：AD。
八．通电直导线周围的磁场（共3小题）
22．如图所示，在水平桌面上放置一条形磁铁，其左侧正上方有一通以恒定电流的长直导线，导线与磁铁互相垂直。现将长直导线自左向右平移经过条形磁铁的正上方，磁铁始终保持静止，此过程中磁铁对桌面的（　　）
A．压力始终大于磁铁重力
B．摩擦力的方向始终向右
C．摩擦力的大小始终不变
D．摩擦力的大小先减小后增大
【答案】D
【解答】解：A、根据左手定则可知导线先受到右下方的安培力，直至到达磁体正上方时，安培力竖直向下，然后受到左下方的安培力；根据牛顿第三定律可知磁铁先受到左上方的磁场力，再受到右上方的磁场力。由于磁铁静止，则压力始终小于重力；故A错误；
BCD、摩擦力先向右再向左；导线在磁铁正上方时，摩擦力为0，所以磁铁受到的摩擦力的大小先减小后增大。故BC错误，D正确。
故选：D。
23．如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　）
A．两通电直导线相互排斥
B．A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为
C．若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度大小变为2B
D．若将A处直导线移走，则O处的磁感应强度大小变为
【答案】D
【解答】解：A、根据安培定则，伸开右手，大拇指与电流方向相同，四指弯曲方向为磁场的方向，知A导线中电流产生的磁场为顺时针方向，在B导线处，根据左手定则可知，B导线受到的安培力指向A导线，故通电直导线相互吸引，故A错误；
B、A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，则C处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，
根据矢量的叠加
解得，故B错误；
C、若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度大小为，故C错误；
D、若将A处直导线移走，则O处的磁感应强度大小为，故D正确。
故选：D。
24．如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，分别通有大小相等方向相反的电流，纸面内两导线连线的中点a处的磁感应强度恰好为零，下列说法正确的是（　　）
A．P中的电流在a点处产生的磁感应强度大小为B
B．Q中的电流在a点处产生的磁感应强度大小为2B
C．仅让Q中的电流反向，则a点处的磁感应强度大小为2B
D．仅让P中的电流反向，则a点处的磁感应强度大小仍为B
【答案】D
【解答】解：AB、P和Q的电流大小相等方向相反，根据安培定则，P和Q在中点a点产生的磁场大小相等方向都向下，设为B0，因为a处的磁感应强度恰好为零，所以匀强磁场B的方向向上，且B＝2B0，即B0B，故AB错误；
C、仅让Q中的电流反向，根据安培定则，P和Q在中点a点产生的磁场大小相等方向相反，所以a点处的磁感应强度大小为B，故C错误；
D、仅让P中的电流反向，根据安培定则，P和Q在中点a点产生的磁场大小相等方向相反，所以a点处的磁感应强度大小为B，故D错误。
故选：D。
九．环形电流或通电螺线管周围的磁场（共3小题）
25．一质子在平行于纸面的平面内绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨迹如虚线所示，一正方形线框放置在如图所示的位置，则下列说法中正确的是（　　）
A．O点磁感应强度方向垂直于纸面向里
B．增加质子速度，通过线圈的磁通量不变化
C．增加线圈匝数，通过线圈的磁通量不变化
D．将正方形线框放置在虚线外，磁通量不变化
【答案】C
【解答】解：A．根据右手螺旋定则，质子带正电，沿逆时针方向做匀速圆周运动，在O点产生的磁感应强度方向垂直于纸面向外，故A错误；
B．增加质子速度，定向移动所形成的环形电流会增大，通过线圈的磁通量将增大，故B错误；
C．磁通量与线圈匝数无关，故通过线圈的磁通量不变，故C正确；
D．磁感线为闭合曲线，将正方形线框放置在虚线外，此时穿过线框的磁感线条数将减少，磁通量发生了变化，故D错误。
故选：C。
26．如图所示，重力为G的水平铜棒AC用绝缘丝线悬挂，静止在水平螺线管的正上方，铜棒中通入从A到C方向的恒定电流，螺线管与干电池、开关S串联成一个回路。当开关S闭合后一小段时间内，下列判断正确的（　　）
A．丝线的拉力大小为G
B．丝线的拉力小于G
C．从上向下看，铜棒沿逆时针方向转动
D．从上向下看，铜棒沿顺时针方向转动
【答案】C
【解答】解：CD、开关S闭合后，螺线管产生磁场，由安培定则可知，螺线管的左端是N极，右端是S极；磁场如图所示；设通电铜棒两端点处的磁感应强度分布为B、B′，由左手定则可知，A端受到垂直纸面向外的安培力，C端受到垂直纸面向里的安培力，S闭合后的一段时间内，从上向下看，铜棒沿逆时针方向转动，C正确，D错误；
AB、开关S闭合，铜棒转动后，将受到竖直向下的安培力作用，丝线的拉力大于G，故AB错误。
故选：C。
（多选）27．如图所示的装置中，当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则（　　）
A．电源左侧为正极
B．小磁针B的N极向纸里转
C．小磁针B的N极向纸外转
D．小磁针B不转动
【答案】AC
【解答】解：A．根据小磁针A的指向可知通电螺线管的左边为S极，根据右手螺旋定则可知电路中有顺时针方向的电流，所以电源左侧为正极，故A正确；
BCD．根据电源的正负，可知小磁针B上方电流方向向左，根据右手螺旋定则可知小磁针B所处位置的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针B的N极向纸外转，故BD错误，C正确。
故选：AC。
十．安培定则（右手螺旋定则）（共3小题）
28．如图所示，当闭合开关K后，螺线管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极所指的方向为（　　）
A．向左 B．向右
C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外
【答案】A
【解答】解：根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则用右手握住导线，让四指指向电流方向，则大拇指指向右端，即螺线管的左端为N极，右端为S极。根据磁极间的作用规律可得螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极所指的方向向左，故A正确，BCD错误。
故选：A。
29．如图所示，ab、cd是两根在同一竖直平面内的长直导线，在两导线中央悬挂一个小磁针，小磁针与两根直导线静止在同一竖直平面内。当两导线中通以大小相等的电流时，小磁针N极垂直于纸面向外转动，则导线cd中电流方向为 　d→c　 ；若导线ab中电流方向是b→a，如何才能使小磁针N极仍然垂直于纸面向外转动？　在导线中通以d→c，大小比ab中更大的电流　 。
【答案】d→c；在导线中通以d→c，大小比ab中更大的电流。
【解答】解：根据右手螺旋定则，cd中的电流方向为d→c；若导线ab中电流方向是b→a，为了使小磁针N极垂直纸面向外转动，根据磁感应强度的合成知识可知，可以在导线中通以d→c，大小比ab中更大的电流。
故答案为：d→c；在导线中通以d→c，大小比ab中更大的电流。
30．地球磁场是地球生命的保护罩。利用智能手机中的传感器可以测量磁感应强度B，如图手机显示屏所在平面为xOy面，保持z轴正向竖直向上，某同学在A地对地磁场进行测量，结果如表。利用如表数据，完成本情景中的题目。
Bx/μT By/μT Bz/μT
﹣21 0 ﹣21
（1）①A地位于地球的 　A　 （选填：“A.北半球”或“B.南半球”）；
②测量时x轴正方向 　B　 。
A.指向东
B.指向南
C.指向西
D.指向北
（2）为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 　D　 。
A.
B.
C.
D.
（3）在A地，如图，有一个竖直放置的圆形线圈，在其圆心O处放一个可在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致。调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内；给线圈通上电流后，小磁针偏转了45°，则电流在圆心O处产生的磁感应强度大小B0＝ 　2.1×10﹣5 T；
（4）在A地，悬挂一个边长为0.2m的正方形单匝导体线框，如图所示，ad边固定在东西方向的转轴上，线框总电阻为2Ω。起始时刻线框平面处于水平面内的位置1，释放后线框沿顺时针方向转动t时刻到达竖直平面内的位置2。只考虑地磁场，从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值。（保留3位有效数字）
【答案】 （1）A；B；（2）D；（3）2.1×10﹣5；（4）从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值为1.19×10﹣6Wb。
【解答】解：（1）根据表格中的数据可知，在z轴方向上，具有竖直向下的磁场分量，所以A地位于地球的北半球；
地磁场的方向在地面上，具有从南方指北方的磁场分量，表格中磁场的Bx分量是负的，所以x轴指向南。
（2）地球的磁场相当于条形磁铁的磁场，在地球内部磁感线由北向南，外部由南极指向北极，根据安培定则环形电流的方向由东向西。
故选D。
（3）根据表格信息，此地的地磁场水平分量大小为B＝21μT
给线圈通上电流后，线圈自身产生的磁场B0在中心处是垂直于线圈平面的，小磁针偏转了45°，说明
所以B0＝21μT＝2.1×10﹣5T
（4）此处的地磁场大小为
当线圈平面与地磁场垂直时磁通量最大，此时
故答案为： （1）A；B；（2）D；（3）2.1×10﹣5；（4）从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值为1.19×10﹣6Wb。
十一．安培分子电流假说（共3小题）
31．如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，认为地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的，下列说法正确的是（　　）
A．用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的正南北方向
B．地球磁体的N极位于地理的南极，地球磁体的S极与地理的北极重合
C．在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极
D．从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿逆时针方向
【答案】C
【解答】解：A．地磁场的南北极并不与地理的南北极重合，存在一定的偏角，所以用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的南北方向附近，不是正南北方向，故A错误；
B．地球磁体的N极位于地理的南极附近，地球磁体的S极在地理的北极附近，并不重合，故B错误；
C．在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极，故C正确；
D．根据安培定则可知，从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿顺时针方向，故D错误。
故选：C。
32．根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想对于地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷，那么关于地球应该带什么电的判断，以下说法正确的是（　　）
A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定
【答案】A
【解答】解：由于地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，地球绕地轴自西向东的旋转，故可以将地球看作一个绕地轴运动的环形电流，根据安培定则可知右手的拇指指向南方，而弯曲的四指的指向与地球自转的方向相反，而弯曲的四指的指向是正电荷运动的方向与负电荷运动的方向相反，故可以断定地球带负电，故A正确，BCD错误。
故选：A。
33．安培的分子电流假设揭示了磁现象的本质。磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由　电流或运动电荷　 产生的，于是所有磁现象都归结为运动电荷之间通过　磁场　 发生相互作用。
【答案】电流或运动电荷；磁场。
【解答】解：一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用。
故答案为：电流或运动电荷；磁场。
十二．磁化和消磁（共3小题）
34．沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合材料，下列说法不正确的是（　　）
A．“磁石磨针锋”，指的是磁化现象
B．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
C．材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合
D．在做奥斯特实验时，通电导线南北放置比东西放置实验现象更为明显
【答案】B
【解答】解：A、磁石磨针锋，针磁化成为一个小磁体，是磁化现象，故A正确；
B、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B错误；
C、微偏东，不全南也，指的是地磁场存在磁偏角，即地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，故C正确；
D、由于地磁的北极在地理的南极附近，故地磁场的磁感线有一个由南向北的分量，而当电流的方向与磁场的方向平行时通电导线才不受磁场的安培力，故在进行奥斯特实验时通电直导线可以水平南北方向放置，故D正确。
本题选错误的，
故选：B。
35．一根软铁棒被磁化是因为（　　）
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
【答案】D
【解答】解：A、软铁棒中分子电流不会消失，也不会产生，故AC错误；
B、根据安培分子电流假说，当外界磁场作用后，软铁棒中的分子电流的取向大致相同，两端显示较强的磁体作用，形成磁极，就被磁化了，故B错误，D正确；
故选：D。
36．安培的分子环流假说，不能用来解释的是（　　）
A．磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性
B．永久磁铁产生磁场的原因
C．通电线圈产生磁场的原因
D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因
【答案】C
【解答】解：安培的分子环形电流假说是说核外电子绕原子核做圆周运动，故安培的分子环形电流假说可以解释磁化、退磁现象。
A、磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，故每个分子电流产生磁场相互加强，但在高温时或猛烈撞击时，分子电流的排布重新变的杂乱无章，每个分子电流产生的磁场相互抵消，故对外不显磁性，故安培的分子电流假说可以用来解释磁体在高温时或猛烈撞击时失去磁性，故A错误。
B、安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故B错误。
C、通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故安培的分子环形电流假说不可以用来解释通电导线周围存在磁场，故C正确。
D、铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，故每个分子电流产生磁场相互加强，对外显现磁性，故安培的分子电流假说可以用来解释铁磁类物质放入磁场后具有磁性，故D错误。
故选：C。
十三．磁感应强度的定义与物理意义（共3小题）
37．下列物理量是矢量且括号中对应单位正确的是（　　）
A．温度（K） B．电流（A）
C．磁感应强度（T） D．动量（kg m/s2）
【答案】C
【解答】解：A.温度为标量，国际单位为K，故A错误；
B.电流强度为标量，国际单位为A，故B错误；
C.磁感应强度为矢量，国际单位为T，故C正确；
D.动量为矢量，国际单位为kg m/s，故D错误。
故选：C。
38．下列说法中，正确的是（　　）
A．公式，其中电容器的电容C与电容器两极板间电势U无关
B．由可知、电场中某点的电场强度E与q成反比
C．由公式知，电场中某点的电势φ与q成反比
D．根据可知，电流元某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大
【答案】A
【解答】解：A、公式C是电容的定义式，电容C与电容器带电量Q和两极板间电势差U无关，由电容器本身决定，故A正确；
B、公式是电场强度的定义式，采用比值法定义，E与F、q无关，由电场本身决定，故B错误；
C、公式是电势的定义式，采用比值法定义，φ与Ep、q无关，由电场本身决定，故C错误；
D、是磁感应强度的定义式，当电流源电流方向垂直于磁场方向时，电流源受到的安培力越大，说明所在位置磁场越强，不确定电流方向与磁场方向的关系，无法通过安培力大小来比较磁场强弱，故D错误。
故选：A。
39．如图所示仪器，用传感器探究通电螺线管磁感应强度。某次操作传感器沿螺线管轴线匀速穿过，其磁感应强度（规定向左为正方向）随时间变化关系可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，由右手螺旋定则，可知螺线管左侧为N极，磁感应强度方向向左，为正方向，由图示可知，图像C正确，故C正确，ABD错误。
故选：C。
十四．磁感应强度的方向（共3小题）
40．关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度是矢量，方向与小磁针在该点静止时N极指向相反
B．放在匀强磁场中不同位置的通电导线，受力方向一定相同
C．放在磁场中的通电导线，一定受磁场力的作用
D．某处的磁场方向就是该处磁感应强度的方向
【答案】D
【解答】解：A、磁感应强度是矢量，其方向与小磁针静止时N极指向相同，故A错误；
B、安培力方向由电流方向与磁场方向共同决定，匀强磁场中各点磁场方向相同，但若通电导线电流方向不同，根据左手定则可知受力方向不同，故B错误；
C、当通电导线与磁场方向平行时，安培力F＝BILsinθ＝0，此时导线不受力，故C错误；
D、磁感应强度的方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，磁感应强度的方向即为该点磁场方向，故D正确。
故选：D。
（多选）41．图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F，方向沿x轴正方向。下列关于磁感应强度的方向和大小，说法正确的是（　　）
A．方向只能沿x轴正方向
B．大小可能为
C．大小可能为
D．大小可能为
【答案】BC
【解答】解：A、根据左手定则可知，磁感应强度的方向不可能与安培力方向平行。故A错误；
BCD、根据左手定则和安培力公式F＝BILsinα可知，磁感应强度在z轴正方向的分量为
即磁感应强度最小为，大于等于的磁感应强度可以。故BC正确，D错误。
故选：BC。
（多选）42．关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度的方向就是磁场的方向
B．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向
C．磁感应强度的方向就是垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向
D．磁感应强度的方向就是小磁针的受力方向
【答案】AB
【解答】解：ABD．磁感应强度的方向就是磁场的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向，与小磁针N极的受力方向相同，故AB正确，D错误；
C．通电直导线的受安培力的方向与磁感应强度的方向垂直，而不是平行，故C错误。
故选：AB。
十五．磁感应强度的矢量叠加（共3小题）
43．如图所示，在平面直角坐标系中，正三角形的三个顶点上放置着三根垂直于坐标平面的无限长直导线P、Q、R，导线中的电流大小相等，P和R中的电流方向垂直纸面向里，Q中的电流方向垂直纸面向外。已知无限长直导线在某点形成的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，P在O点产生的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是（　　）
A．P受到的安培力的方向沿y轴正方向
B．R受到的安培力的方向沿x轴正方向
C．O点磁感应强度大小为
D．P、R在Q点共同产生的磁感应强度大小为
【答案】D
【解答】解：AB．根据安培定则，三根导线中的电流大小相等，可得在P、R、Q、O四点的磁感应强度方向如图所示，根据左手定则可得，P、R导线所受安培力方向如图所示
即P受到的安培力与y轴正方向成30°斜向上，R受到的安培力向左，即沿x轴负方向，故AB错误；
C．无限长直导线在某点形成的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，已知P在O点产生的磁感应强度大小为B0，则P、Q在O点产生的磁感应强度大小均为B0，R在O点产生的磁感应强度大小为B1，由
可得
则O点的磁感应强度为，故C错误；
D．同理，P、R在Q点产生的磁感应强度大小均为B2，则
由图可知，两者共同产生的磁感应强度大小为，故D正确。
故选D。
44．两根通有相同电流的长直导线垂直于xOy平面固定在M（﹣a，0）、N（a，0）两点，电流方向垂直于xOy平面向里，此时P（0，a）点的磁感应强度为B。若将M点的电流方向变为垂直于xOy平面向外，P点的磁感应强度为B'，则（　　）
A．B'的大小是B的倍，方向相同
B．B'的大小是B的倍，方向垂直
C．B'与B大小相等，方向相同
D．B'与B大小相等，方向垂直
【答案】D
【解答】解：根据安培定则可知，当M点的电流方向垂直于纸面向里时，P点的磁感应强度沿x轴正方向，大小等于每根导线在P点产生磁场磁感应强度大小的音；当M点的电流方向垂直于纸面向外时，P点的磁感应强度沿y轴正方向，大小与B相等，故D正确，故ABC错误；
.
故选：D。
45．如图所示，两根长直导线A、D垂直纸面放置，导线中通有大小相等、方向未知的电流。O为AD连线的中点，C为A、D连线中垂线上的一点，且AC＝AD。已知C点处的磁场方向水平向右，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（　　）
A．A导线中电流方向垂直纸面向里，D导线中电流方向垂直纸面向外
B．O点处的磁感应强度大小为2B
C．若只将D中电流的方向反向，C点处的磁感应强度大小变为
D．若只将D中电流的方向反向，则O点处的磁感应强度为零
【答案】C
【解答】解：A、已知C点处的磁场方向水平向右，由安培定则可知，A、D导线中的电流方向均垂直于纸面向里，故A错误；
B、两导线A、D中的电流在O点产生的磁感应强度等大反向，则O点处的磁感应强度为0，故B错误；
C、两导线在C点处产生的磁感应强度大小相等，方向分别与AC、AD垂直，如图所示
C点的磁感应强度B＝2Bcos30°
若将D中的电流方向反向，D导线在C点产生的磁感应强度大小不变方向反向，如图所示
则B'＝B1，解得B'B，故C正确；
D、若将D中电流方向反向，A、D处两导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小相等，方向均垂直于AD向下，则O点处的磁感应强度大小不为零，故D错误。
故选：C。
十六．磁感应强度的公式计算（共3小题）
46．在匀强磁场中某处P点放一根长度L＝1.0m，通电电流I＝0.5A的直导线，调整直导线放置的方向，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度大小为（　　）
A．零 B．0.1T C．2Wb D．2T
【答案】D
【解答】解：由题意，通电导线放入磁场中所受安培力最大，说明导线与磁场垂直，放置的导线长度
L＝1.0m
则由F＝BIL得，磁感应强度
磁感应强度与是否放置导线无关，故撤去导线时，P处的磁感应强度仍为2T，故D正确，ABC错误。
故选：D。
47．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝40cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N。现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度大小为（　　）
A．零 B．5T C．0.1T D．10T
【答案】B
【解答】解：当通电导线与磁场方向垂直时，安培力最大，根据安培力公式F＝BIL，得磁感应强度；将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度大小不变仍然为5T，故ACD错误，B正确。
故选：B。
48．一根长0.1m的直导线中通有1.5A的电流，在磁场中某点受到最大的安培力是3×10﹣2N，则此处的磁感应强度大小为 　0.2　 T；如果该导线的长度不变而通过的电流加倍，则此时该处的磁感应强度的大小是 　0.2　 T。
【答案】0.2；0.2。
【解答】解：根据磁感应强度的定义式，解得导线所在位置的磁感应强度大小为B＝0.2T；
磁感应强度的定义式为计算方法，但B与F、I、L均无关，故改变I，对磁感应强度无影响，即B不变，B＝0.2T。
故答案为：0.2；0.2。
十七．匀强磁场的特点（共3小题）
49．关于磁场、磁感应强度和磁感线，下列说法中正确的是（　　）
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
【解答】解：A、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。
B、磁感应强度是矢量，有大小和方向，故B错误。
C、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。
D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的强弱，沿磁感线方向，磁感应强度不一定越来越小，故D错误。
故选：C。
（多选）50．在如图电场或磁场中，能使一个带负电的粒子仅在静电力或洛伦兹力作用下做圆周运动的是（　　）
A．图甲：匀强电场
B．图乙：匀强磁场
C．图丙：带正电的点电荷形成的电场
D．图丁：等量同种正点电荷形成的电场
【答案】BCD
【解答】解：A.在匀强电场中，带负电的粒子受到的电场力是恒力。它不能提供粒子做圆周运动所需的向心力，因此粒子在匀强电场中不能做圆周运动，故A错误；
B.在匀强磁场中，带负电的粒子可以受到洛伦兹力提供向心力使粒子做圆周运动，故B正确；
C.带正电的点电荷形成的电场中，电场线是以点电荷为中心的辐射状。带负电的粒子在这个电场中会受到电场力作用，电场力的方向指向点电荷。由于电场力是指向圆心的，因此它可以提供粒子做圆周运动所需的向心力，故C正确；
D.等量同种正点电荷形成的电场中，电场线分布具有一定的对称性。在这个电场中，带负电的粒子在连线的中垂面上绕连线中点可以做圆周运动，故D正确。
故选：BCD。
（多选）51．关于磁感线和磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中客观存在的线
B．磁感线上某点的磁感应强度方向一定是该点的切线方向
C．匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行
D．磁感线和电场线一样都是闭合的曲线
【答案】BC
【解答】解：A、磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，故A错误；
B、磁感线上某点的磁感应强度方向一定是该点的切线方向，故B正确；
C、匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线，故C正确；
D、磁感线是闭合曲线，而电场线起自正电荷或无穷远，终止于负电荷或无穷远，不是闭合曲线，故D错误。
故选：BC。
十八．利用磁感线的疏密判断磁感应强度的大小（共3小题）
52．磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，其中c、d两点关于直线对称，下面说法正确的是（　　）
A．c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁感应强度方向相同
B．a点没有磁感线穿过，所以a点磁感应强度一定为零
C．这5个位置中，e点的磁感应强度最大
D．b、e两点的磁感应强度相等
【答案】C
【解答】解：A、在c、d两点切线方向表示c、d点的磁感应强度方向，故c、d两点的磁感应强度方向并不相同，故A错误；
B、a处磁感线相对其他位置比较稀疏，a处磁感应强度较小，但并不是零，故B错误；
C、从磁感线分布情况看，e点位置的磁感线分布最密集，磁感应强度最大，故C正确；
D、b、e两点的切线在同一直线上，磁场方向相同，但大小不同，故D错误。
故选：C。
53．磁贴纱窗的水平软磁条的外部正面磁感线如图所示，以下说法正确的是（　　）
A．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在
B．软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b
C．磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小
D．磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向相同
【答案】B
【解答】解：A.磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，并不真实存在，故A错误；
B.软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b，因为磁感线在磁体的外部从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，故B正确；
C.磁条下方A点的磁感应强度大小大于B点的磁感应强度大小，因为A点周围磁感线比较密集，故C错误；
D.磁感线上切线方向表示磁场方向，磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向不同，故D错误。
故选：B。
54．下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中假想引入的、不闭合的曲线
B．电流与电流之间的相互作用一定是通过电场发生的
C．电场线分布越密的地方，同一电荷所受的电场力越大
D．磁感线分布越密的地方，同一电流元所受的磁场力越大
【答案】C
【解答】解：A．磁感线是磁场中假想引入的、闭合的曲线，故A错误；
B．电流与电流之间的相互作用一定是通过磁场发生的，故B错误；
C．电场线分布越密的地方场强大，同一电荷所受的电场力越大，故C正确；
D．磁感线分布越密的地方磁场强，但是同一电流元所受的磁场力不一定越大，还与电流元的放置情况有关，故D错误。
故选：C。
十九．磁通量的概念和计算公式的定性分析（共3小题）
55．如图，在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，有一边长为L的正方形导线框，以OO′为轴从图示位置逆时针匀速转动，角速度为ω。OO′轴距AD为，距BC为，说法正确的是（　　）
A．感应电动势的最大值为BL2ω
B．感应电动势的最大值为
C．从图示位置开始转过60°的过程中，磁通量的变化量为
D．从图示位置开始转过120°的过程中，磁通量的变化量为
【答案】A
【解答】解：AB、感应电动势的最大值：Em＝NBSω＝1×B×L2ω＝BL2ω，故B错误，A正确；
C、从图示位置开始转过60°的过程中，磁通量的变化量：
ΔΦ＝Φ2﹣Φ1＝BSsin60°﹣0，故C错误；
D、从图示位置开始转过120°的过程中，磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2﹣Φ1＝﹣BSsin60°﹣0，故D错误；
故选：A。
56．下列各物理量数值中的负号表示大小的是（　　）
A．电势φ＝﹣10V B．电荷量q＝﹣10C
C．功W＝﹣10J D．磁通量Φ＝﹣10Wb
【答案】A
【解答】解：电势的符号表示电势的大小，电荷量的负号表示电荷种类，功的负号表示阻力做功，磁通量的负号表示与规定的正方向相反，故A正确，BCD错误。
故选：A。
57．下列说法中正确的是（　　）
A．电荷在电场中一定会受到电场力的作用
B．电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用
C．电场线是假想的，磁感线是真实存在的
D．穿过线圈的磁通量与线圈的匝数n成正比
【答案】A
【解答】解：A.根据电场的基本性质，电场会对放入其中的电荷产生电场力。这是电场的基本特性，无论电荷是静止还是运动，都会受到电场力的作用，故A正确；
B.电荷在磁场中是否受到洛伦兹力，取决于电荷的运动方向和磁场的方向。当电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷不受洛伦兹力作用，故B错误；
C.电场线和磁感线都是为了形象地描述电场和磁场而引入的假想曲线，它们并不是真实存在的。我们可以通过这些曲线来理解和分析电场和磁场的分布和强度，但它们本身并不是物理实体，故C错误；
D.磁通量是描述磁场穿过某个面积的物理量，它的大小与磁感应强度、面积以及磁场与面积的夹角有关。磁通量与线圈的匝数无关，因为匝数只是表示线圈的圈数，并不影响磁场穿过线圈的总量，故D错误。
故选：A。
二十．磁通量的计算（共3小题）
58．将面积为0.50cm2，匝数为100匝的线圈放在磁感应强度为2.0×102T的匀强磁场中，线圈与磁场垂直，下列说法正确的是（　　）
A．磁通量是矢量
B．穿过线圈的磁通量为0.01Wb
C．穿过线圈的磁通量为1Wb
D．穿过线圈的磁通量为100Wb
【答案】B
【解答】解：磁通量有正负但没有方向，是标量，穿过线圈的磁通量为Φ＝BS＝2.0×102×0.5×10﹣4Wb＝0.01Wb，故B正确，ACD错误。
故选：B。
59．一边长为d的n匝正方形线框内部有直径为d的圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量为（　　）
A． B． C．Bd2 D．nBd2
【答案】A
【解答】解：根据磁通量的定义Φ＝BS可知穿过线框的磁通量为
故A正确，BCD错误。
故选：A。
60．如图所示，边长为l的n匝正方形线框内部有一直径为l的半圆形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量是（　　）
A．Bl2 B．nBl2 C．Bπ D．nBπ
【答案】C
【解答】解：根据磁通量的概念，穿过线框的磁通量为Φ＝Bπ（）2，故C正确，ABD错误。
故选：C。
二十一．判断磁通量的大小或变化（共3小题）
61．如图所示，线圈与通电导线在同一平面内，能使得线框中磁通量先增大后减小的是（　　）
A．向左平移线框
B．向右平移线框
C．绕导线顺时针转动线框
D．绕导线逆时针转动线框
【答案】B
【解答】解：A、向左平移线框穿过线框的磁通量变小，故A错误；
B、向右平移线框穿过线框的磁通量变大，故B正确；
CD、绕导线顺时针转动或逆时针转动线框磁通量先变小后变大，故CD错误；
故选：B。
62．下列说法正确的是（　　）
A．如图甲所示磁感线分布可知，直导线中的电流方向是向下的
B．如图乙所示，如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为
C．如图丙所示，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，由于在做切割磁感线运动，会在线圈中产生感应电流
D．如图丁所示，绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时，穿过此线圈平面的磁通量为0
【答案】D
【解答】解：A、由甲所示磁感线分布，根据右手螺旋定则可知，直导线中的电流方向是向上的，故A错误；
B、只有通电导线与磁场方向垂直时，安培力最大，大小为F＝BIl
该处没有指明通电导线与磁场方向垂直，则该处磁感应强度不一定为，
只有通电导线与磁场方向垂直时，该处磁感应强度才为
故B错误；
C、闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化，虽然做切割磁感线运动，线圈中不会产生感应电流，故C错误；
D、绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时磁场与线圈平面平行，穿过此线圈平面的磁通量为0，故D正确。
故选：D。
63．如图所示，长直导线中通有向上的恒定电流，矩形线框与长直导线共面，线框在位置1和位置2时穿过线框的磁通量分别为Φ1、Φ2，位置1处磁场方向及Φ1、Φ2大小关系正确的是（　　）
A．垂直于线框平面向里，Φ1＞Φ2
B．垂直于线框平面向里，Φ1＜Φ2
C．垂直于线框平面向外，Φ1＞Φ2
D．垂直于线框平面向外，Φ1＜Φ2
【答案】D
【解答】解：根据安培定则，位置1处磁场方向垂直纸面向外，线框在位置2更靠近导线，磁感应强度B更大，根据Φ＝BS可知在位置2磁通量更大，即Φ1＜Φ2，故ABC错误，D正确。
故选：D。
二十二．利用磁通量计算磁感应强度或线圈面积等（共3小题）
64．面积为0.75m2的线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线垂直，已知穿过线圈平面的磁通量是1.50Wb，那么这个磁场的磁感应强度是（　　）
A．0.05T B．1.125T C．2.0T D．0.02T
【答案】C
【解答】解：根据磁通量的公式Φ＝BS，得磁感应强度，故ABD错误，C正确。
故选：C。
65．如图所示，将一圆面放入匀强磁场中，且与磁感线夹角为30°。若已知圆面面积为3.0×10﹣4m2，穿过该圆面的磁通量为3.0×10﹣5Wb，则此匀强磁场的磁感应强度B等于（　　）
A．2.0T B．2.0×10﹣1T C．1.0×10﹣1T D．5.0×10﹣2T
【答案】B
【解答】解：如题目图，磁通量Φ＝BSsin30°则有：B2.0×10﹣1T，故B正确，ACD错误；
故选

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