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物理选择性必修二4.2 电磁场与电磁波同步练习（优生加练）
一、选择题
1．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．恒定的电场能产生磁场 B．电磁波在水中不能传播
C．光是一种电磁波 D．微波沿曲线传播
2．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理(　　)
A．动圈式话筒 B．白炽灯泡
C．磁带录音机 D．日光灯镇流器
3．下列说法正确的是（　　）
A．红外线可以用来消毒，紫外线可以用来加热理疗，射线可以用来诊断病情
B．由可知，电场中某点的电场强度与成反比，与成正比
C．变化的磁场能产生电场，变化的电场能产生磁场
D．根据公式可知，通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零
4．关于机械波和电磁波的比较，下列说法正确的是(　　)
A．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已
C．它们都可能是横波，也可能是纵波
D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只跟频率有关
5． 下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B．用激光拦截导弹，摧毁卫星，主要是因为激光在大气中传播不受大气的影响
C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小
D．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制
6．以下关于物理学知识的叙述，正确的是（　　）
A．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
C．遥控器发出的红外线波长和医院中的射线波长相同
D．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，则空间的电磁波随即消失
7．关于电磁场与电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．变化的电场可能在周围空间产生变化的磁场
B．电磁波和机械波的传播速度都只与介质有关
C．使载波随各种信号而改变的技术叫解调
D．医院利用红外线杀菌消毒和利用紫外线加热理疗
8．无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机。某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　）
A．无线充电的平均电流较大
B．发送端线圈周围产生恒定不变的磁场
C．无线充电与有线充电平均功率之比约为
D．送电线圈与受电线圈中的电流方向始终相反
9．“胜哥”拿着磁铁在线圈中心上方运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁（　　）
A．向上运动 B．向下运动 C．向左运动 D．向右运动
10．华为系列手机是全球第一款能实现双卫星通信的民用手机卫星通信是通过电磁波的传输来实现的下列相关说法正确的是（　　）
A．只有通过电路才能产生电磁波
B．电磁波是一种没有质量的物质
C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量
D．电磁波是可在真空中传播的恒定的电磁场
11．小物通过视频号“胜哥课程”观看了载人飞船发射成功的视频。长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林 3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（　　）
A．电磁波传播过程中，电场和磁场不是独立存在的
B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C．电磁波不能发生衍射现象
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
12．如图1所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电小球，开始时静止．有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球在管中带电荷量不变，则（　　）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向 的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球 受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受洛伦兹力，不运动
13．磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势．其E﹣t关系如图所示．如果只将刷卡速度改为 ，线圈中的E﹣t关系可能是（　　）
A． B．
C． D．
二、多项选择题
14．下列有关电磁波的叙述中正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次在实验室中证明了电磁波的存在
B．变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场
C．一切物体都在辐射紫外线，紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌
D．射线可以摧毁病变的细胞，射线可以用于诊断病情
三、非选择题
15．材料一：磁场的应用
物理学基础理论的重大进展往往能促进科学技术的发展，中国的科学家和工程师近年来对强磁场技术进行了广泛的研究和开发，在强磁场技术发展和进步的过程中自主研发了高强度磁共振成像技术，用于诊断心脑血管疾病和发现肿瘤等。
（1）下列叙述中不符合物理学史实的有（　　）
A．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第提出用电场线描绘电场的分布，极大促进了人们对电磁现象的研究
C．安培提出的“分子电流假说”，揭示了磁现象的电本质
D．库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律
（2）如图所示，a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中a关于直导线左右对称，b和c的右侧平行于直导线且在一直线上，通过a、b和c三个线框的磁通量分别为、和，则（　　）
A． B．
C． D．
（3）磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E-t关系如图所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的E-t关系图可能是（　　）
A． B．
C． D．
（4）图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。
图（b）是动圈式话筒结构示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作原理分别是
（1）　 　
（2）　 　
A．电流的磁效应
B．磁场对通电导体的作用
C．电磁感应
（3）直流电动机中换向器的作用是　 　。
（4）甲图中是某交流电发电机的示意图，线圈所在位置　 　（均选填“是”或“否”）为中性面；某时刻，从中性面位置开始计时，线圈产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为　 　 V。
（5）四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，O为正方形线框的中点。当大小为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为　 　（选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为　 　。
16．磁场，自古以来便吸引着人类的好奇心。从古代司南指引方向，到现代科技中无所不在的应用，它跨越时空，见证了人类文明的进步与科技的飞跃。
（1）一根长为的通电导线放在匀强磁场中，导线中的电流为，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力大小为，则磁感应强度为　 　；若将导线中的电流增大为原来的2倍，其他条件不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的　 　倍。
（2）矩形金属线框位于通电长直导线附近，线圈与直导线在同一竖直平面内，线框的两个边与直导线平行，若使长直导线中的电流增大，线框中　 　产生感应电流（选填“能”或“不能”）；为使得线框中产生感应电流，可以让线框　 　平移（选填“向上”或“向右”）。
（3）1820年，丹麦物理学家　 　发现了“电流的磁效应”，建立了电和磁的联系。1831年，　 　通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了世界上第一台电动机和发电机。
（4）如图所示，矩形线框面积为S，处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框可绕如图所示的方向与磁场垂直的虚线轴转动，当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为　 　；从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为　 　。
（5）作图题：在“用研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，调节传感器的高度，使它的探管正好在螺线管的轴线上，用该传感器测量、之间各点的磁感应强度的大小，并将传感器顶端与点的距离记作，试定性画出图像　 　。
（6）画出由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向　 　。
（7）电磁波的应用非常广泛，电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线等，电视机的遥控器是利用　 　工作的；军事上雷达利用电磁波可以探测飞机的踪迹，某雷达从发出到接收由飞机反射回的电磁波的时间为，则飞机与雷达的距离为　 　（光速为）。
（8）可燃冰是一种天然气水合物的俗称，每立方米可燃冰可释放164立方米甲烷。可燃冰虽好，但开采不易。2017年我国突破了这一开采技术。那么可燃冰所含有的能量形式是（　　）
A．核能 B．化学能 C．内能 D．太阳能
17．某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒发射的脉冲数n＝5 000个，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs。求电磁波的振荡频率和最大探测距离。
18．如图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4s。雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙。问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？
19．如果中央人民广播电台向外发射500kHz的电磁波，若距该台6×103km处有一台收音机，问：
（1）此电磁波的波长多大？
（2）从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处？
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间是否发生变化？
20．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，求：该电波的波长？在此处，每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量？
21．小物通过视频号“胜哥课程”观看了神舟五号载人飞船发射成功的视频。
（1）如图是A“神舟五号”的火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行发射，若该火箭起飞时质量为2.02×105kg，起飞推力2.75×106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞的加速度大小为多少？在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力和火箭质量的变化，火箭起飞后经多少s飞离发射塔？

（2）为了转播发射实况，我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能听到和收看实况，必须通过在山顶的转发站来转发什么信号？这是因为？
22．“神舟五号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？（已知地球的质量为M=6.0×1024kg，地球半径为R=6.4×106m，万有引力恒量G=6.67×10﹣11N m2/kg2）
答案
1．C
2．B
3．C
4．A
5．D
6．B
7．A
8．C
9．B
10．C
11．A
12．B
13．D
14．A,B
15．（1）A
（2）B
（3）D
（4）B；C；改变线圈中的电流方向；否；
（5）垂直于纸面向外；0
16．（1）0.2；2
（2）能；向右
（3）奥斯特；法拉第
（4）；
（5）
（6）
（7）红外线；120
（8）B
17．由c＝fλ，可得电磁波的振荡频率 Hz＝1.5×109 Hz。电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播的距离s＝cΔt＝c( －t)＝ × ( )m＝ m所以雷达的最大侦察距离 ＝30 km。
18．解答：当天线朝东方时，没有反射波，而天线朝西方时，有反射波，所以目标在西 m＝300km
19．（1）根据电磁波的波长、波速和频率的关系式 和电磁波在真空中的传播速度 ，所以
（2）从电台发出的信号到达收音机处经过
（3）解答：(1)根据电磁波的波长、波速和频率的关系式 和电磁波在真空中的传播速度 ，所以 (2)从电台发出的信号到达收音机处经过 。(3)其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间不发生变化。
20．解答：由 知， m＝600m
设每秒每平方米上获得能量为E，则
所以 J＝2×10－6 J。
21．（1）解：对火箭运用牛顿第二定律，有：F﹣mg=ma解得a=3.81m/s2
再根据s= at2
得t=7.25s．
（2）电视信号； 电视信号波长短，沿直线传播，受山区阻挡，不易发生衍射
22．解答：同步卫星是相对于地面静止的，它的运动周期T=3600×24s，设卫星离地面距离为h，它绕地球转动的向心力是它对地球的万有引力，即： =m（R+h） ；代入数据可解得：h=3.59×107m．最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时电磁波传播的最短距离为s=2h，所以最短时间为：t= =0.24s．答：在讲完话后，至少要等0.24时间才能听到对方的回话．
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物理选择性必修二4.2 电磁场与电磁波同步练习（优生加练）
一、选择题
1．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．恒定的电场能产生磁场 B．电磁波在水中不能传播
C．光是一种电磁波 D．微波沿曲线传播
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A．变化的电场能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，故A错误；
B． 电磁波是一种能量形式，它可以在真空中传播，也可以在介质（如空气、水、玻璃等）中传播。只是在不同介质中，电磁波的传播速度会有所不同。 故B错误；
C．光是一种电磁波，故C正确；
D．微波属于电磁波，沿直线传播，故D错误。
故选C。
【分析】电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。
2．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理(　　)
A．动圈式话筒 B．白炽灯泡
C．磁带录音机 D．日光灯镇流器
【答案】B
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】动圈式话筒里的音圈在永磁铁的磁场里振动，产生感应电流，磁带录音机录音时，声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流，放音时，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流；日光灯镇流器在接通开关时，产生瞬时高电压。这三种都利用了电磁感应原理，而白炽灯泡没有用到电磁感应原理，所以选项B正确。
【分析】了解各设备的工作原理，根据相关内容解答。
3．下列说法正确的是（　　）
A．红外线可以用来消毒，紫外线可以用来加热理疗，射线可以用来诊断病情
B．由可知，电场中某点的电场强度与成反比，与成正比
C．变化的磁场能产生电场，变化的电场能产生磁场
D．根据公式可知，通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零
【答案】C
【知识点】磁感应强度；电磁场与电磁波的产生；电场强度
【解析】【解答】A、红外线具有热作用可以用来加热理疗，紫外线具有波长短、频率高、能量大的特点可以用来消毒，X射线可以用来诊断病情，故A错误；
B、电场强度的定义式
此公式采用的是比值定义法，E与q、F无关，只与电场本身性质有关，故B错误；
C、根据电磁波产生理论可知，变化的磁场能产生电场，变化的电场能产生磁场，故C正确；
D、根据公式
此公式只适用于B与I相互垂直的情况，如果两者平行，通电导线受磁场力为零，所以不能根据通电导线受磁场力为零来判断磁感应强度是否为零，故D错误。
故答案为：C。
【分析】熟悉掌握电磁光谱中各光在生活中的应用。电场强度只与电场本身性质有关。熟悉掌握电磁波产生的理论内容与特点。 磁感应强度只与磁场本身性质有关。
4．关于机械波和电磁波的比较，下列说法正确的是(　　)
A．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已
C．它们都可能是横波，也可能是纵波
D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只跟频率有关
【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】电磁波与机械波是两种本质不同的波，在电磁波传播过程中，电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化，且电场和磁场的振动方向均跟电磁波的传播方向垂直，故电磁波是横波；机械波传播过程中，振动方向和传播方向可能垂直，也可能平行，故机械波可以是横波，如绳波；也可以是纵波，如声波；B、C项错误。机械波的传播速度只取决于介质，如女高音和男中音虽然频率不同，但是他们的声音在空气中的传播速度相同，与频率无关；电磁波传播虽然不需要介质，但是其传播速度与介质、频率都有关系，如光波由空气入水，其传播速度变小，且不同频率的光在水中的传播速度不同。此处容易与机械波混淆，应引起重视。
【分析】理解电磁波和机械波的产生原理，根据相关内容解答。
5． 下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B．用激光拦截导弹，摧毁卫星，主要是因为激光在大气中传播不受大气的影响
C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小
D．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制
【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收；电磁波谱
【解析】【解答】A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A错误；
B．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好，能量高，故B错误；
C．在真空中电磁波传播速度相同，故C错误；
D．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故D正确。
故答案为：D。
【分析】 调制是一种将信号注入载波，以此信号对载波加以调制的技术，以便将原始信号转变成适合传送的电波信号，调制的作用是把消息置入消息载体，便于传输或处理 。
6．以下关于物理学知识的叙述，正确的是（　　）
A．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
C．遥控器发出的红外线波长和医院中的射线波长相同
D．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，则空间的电磁波随即消失
【答案】B
【知识点】电磁场与电磁波的产生；光的干涉；电磁波谱；光导纤维及其应用
【解析】【解答】A、光导纤维丝是利用光的全反射制成的，根据全反射的条件可知，光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故A错误；
B、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的干涉，故B正确；
C、红外线波长比X射线波长长，故C错误；
D、电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，故D错误。
故答案为：B。
【分析】光导纤维丝是利用光的全反射制成的。熟悉掌握光的干涉在生活中的各种应用。熟悉掌握电磁波谱及光谱中各波的关系。
7．关于电磁场与电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．变化的电场可能在周围空间产生变化的磁场
B．电磁波和机械波的传播速度都只与介质有关
C．使载波随各种信号而改变的技术叫解调
D．医院利用红外线杀菌消毒和利用紫外线加热理疗
【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收；电磁波谱
【解析】【解答】要掌握麦克斯韦电磁场理论；机械波合电磁波的传播速度特点、解调和调制的概念以及紫外线和红外线的特点与应用。A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，故A正确；
B．电磁波的传播不需要介质，在真空中传播速度最大，而机械波的传播需要介质，介质不同，传播速度不同，故B错误；
C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制，故C错误；
D．医院利用紫外线杀菌消毒和利用红外线加热理疗，故D错误。
故选A。
【分析】根据麦克斯韦电磁场理论分析；电磁波的传播速度与介质和电磁波的频率有关；使载波随各种信号而改变的技术叫调制；医院利用紫外线杀菌消毒和利用红外线加热理疗。
8．无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机。某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　）
A．无线充电的平均电流较大
B．发送端线圈周围产生恒定不变的磁场
C．无线充电与有线充电平均功率之比约为
D．送电线圈与受电线圈中的电流方向始终相反
【答案】C
【知识点】电功率和电功；电磁场与电磁波的产生；电流、电源的概念；楞次定律
【解析】【解答】本题考查了电磁感应在生活和生产中的应用，要理解无线充电宝的充电过程中蕴含的物理原理，掌握电流定义式以及功率公式。A．由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中通过某一截面的电荷量q相同，则根据
可知，有线充电的时间较短，所以有线充电的平均电流较大，故A错误；
B．发送端的线圈中通有高频变化的电流，周围产生的是变化的磁场，故B错误；
C．由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中所做的功相同，则根据
可知，无线充电与有线充电平均功率的比值约等于90min比150min，即为3：5，故C正确；
D．根据楞次定律可知，当送电线圈中的电流在减弱时，受电线圈中的感应电流方向与送电线圈中的电流方向相同，故D错误。
故选C。
【分析】根据电流定义式分析平均电流大小；非均匀变化的电流产生的是变化的磁场；根据功率公式分析；根据楞次定律分析。
9．“胜哥”拿着磁铁在线圈中心上方运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁（　　）
A．向上运动 B．向下运动 C．向左运动 D．向右运动
【答案】B
【知识点】电磁场与电磁波的产生；楞次定律
【解析】【解答】A . 根据题目描述，线圈中感应电流产生的磁场方向向上（由安培定则判断），而原磁场方向向下N极朝下。根据楞次定律，感应磁场总是阻碍原磁通量的变化，如果磁铁向上运动（远离线圈），原磁通量（向下）减小，感应磁场应向下（补充原磁场，阻碍减小），但题目给出的感应磁场向上，矛盾。因此，磁铁不可能向上运动，故A错误；
B . 如果磁铁向下运动（靠近线圈），原磁通量（向下）增加，感应磁场应向上（阻碍增加），这与题目给出的感应磁场方向一致，因此，磁铁必须是向下运动，故B正确；
C . 磁铁水平运动（向左或向右）不会显著改变垂直方向的磁通量（N极朝下），因此不会产生明显的感应电流，与题目矛盾，故C错误；
D . 同理，水平运动（向右）不会引起垂直方向的磁通量变化，不符合题目描述的感应电流方向。
故选B；
【分析】（1）确定初磁场方向：N极朝下，说明初磁场方向向下。
分析感应电流的磁场方向：题目给出感应电流为逆时针，用安培定则（右手握住线圈，四指为电流方向，拇指指向感应磁场方向）可知，感应磁场方向向上。
应用楞次定律： 感应电流的电磁场阻碍原初磁通量的变化，若原磁通量增加即磁铁靠近多起来，感应电流的电磁场方向应向上阻碍增加跟开始一样多守恒呗；
若原磁通量减小磁铁远离，感应电流产生的电磁场应向下补充原磁场。
（2）易错点，误认为“感应磁场与原磁场方向相反”意味着磁铁远离：
实际上，感应磁场方向取决于原磁场线数量如何动态守恒，磁通量的变化趋势增加或减少，而非单纯与原磁场方向相反；
忽略垂直运动的影响，光是水平运动（向左/右）不会显著改变垂直方向的磁通量，因此不会产生题目描述的感应电流。
（3）隐含条件，磁铁的运动必须是垂直方向的，水平运动不直接影响垂直磁通量， 感应电流方向由穿过磁场线数量动态守恒定，需严格区分原磁场和感应磁场的方向关系。
10．华为系列手机是全球第一款能实现双卫星通信的民用手机卫星通信是通过电磁波的传输来实现的下列相关说法正确的是（　　）
A．只有通过电路才能产生电磁波
B．电磁波是一种没有质量的物质
C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量
D．电磁波是可在真空中传播的恒定的电磁场
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A、电磁波可以通过无线的方式传播，也可以通过有线的方式传播，故A错误；
B、电磁波是一种物质，没有静止质量，但具有运动质量，故B错误；
C、电磁波既可以传递信息，也能传输能量，故C正确；
D、电磁波是由非均匀变化的电场和磁场交替产生形成的电磁场的传播形成的，电磁场不是恒定的，故D错误。
故答案为：C。
【分析】一切非均匀变化的电磁场都会产生电磁波，电磁场不是恒定的电磁场；电磁波可以传播能量和信息；电磁波是一种特殊物质。
11．小物通过视频号“胜哥课程”观看了载人飞船发射成功的视频。长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林 3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（　　）
A．电磁波传播过程中，电场和磁场不是独立存在的
B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C．电磁波不能发生衍射现象
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的周期、频率与波速；电磁波的应用
【解析】【解答】A、电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，不是独立存在的，故A正确；
B、电磁波在真空中传播速度相同，在不同的介质中传播速度不同，故B错误；
C、电磁波具有波的特性，可以发生衍射现象，故C错误；
D、太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，故D错误。
故答案为：A。
【分析】电磁波在真空中传播速度相同，在不同的介质中传播速度不同。电磁波具有波的特性。熟悉掌握电磁波产生的原理及电磁波在生活中的应用。
12．如图1所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电小球，开始时静止．有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球在管中带电荷量不变，则（　　）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向 的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球 受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受洛伦兹力，不运动
【答案】B
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】由法拉第电磁感应定律变化的磁场要产生电动势．由楞次定律知产生的电场方向为顺着磁场方向看为逆时针方向，带正电小球在电场作用下运动，所以B正确，A、C、D错误．
【分析】理解法拉第电磁感应定律和楞次定律根据相关内容解答。
13．磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势．其E﹣t关系如图所示．如果只将刷卡速度改为 ，线圈中的E﹣t关系可能是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】解答：根据感应电动势公式E=BLv可知，其他条件不变时，感应电动势与导体的切割速度成正比，只将刷卡速度改为 ，则线圈中产生的感应电动势的最大值将变为原来的 ．
磁卡通过刷卡器的时间t=s/v与速率成反比，所用时间变为原来的2倍．故D正确．
故选D
分析：根据感应电动势公式E=BLv可知，其他条件不变时，感应电动势与导体的切割速度成正比，磁卡通过刷卡器的时间t=s/v与速率成反比．
二、多项选择题
14．下列有关电磁波的叙述中正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次在实验室中证明了电磁波的存在
B．变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场
C．一切物体都在辐射紫外线，紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌
D．射线可以摧毁病变的细胞，射线可以用于诊断病情
【答案】A,B
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波谱
【解析】【解答】A、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，A正确。
B、麦克斯韦电磁场理论说明：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，B正确。
C、 一切物体都在辐射红外线，紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌，C错误。
D、 γ射线可以摧毁病变的细胞，X射线可以用于诊断病情，D错误。
故答案为：AB
【分析】麦克斯韦电磁场理论的基本内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，一切物体都在辐射红外线， γ射线可以摧毁病变的细胞，X射线可以用于诊断病情。
三、非选择题
15．材料一：磁场的应用
物理学基础理论的重大进展往往能促进科学技术的发展，中国的科学家和工程师近年来对强磁场技术进行了广泛的研究和开发，在强磁场技术发展和进步的过程中自主研发了高强度磁共振成像技术，用于诊断心脑血管疾病和发现肿瘤等。
（1）下列叙述中不符合物理学史实的有（　　）
A．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第提出用电场线描绘电场的分布，极大促进了人们对电磁现象的研究
C．安培提出的“分子电流假说”，揭示了磁现象的电本质
D．库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律
（2）如图所示，a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中a关于直导线左右对称，b和c的右侧平行于直导线且在一直线上，通过a、b和c三个线框的磁通量分别为、和，则（　　）
A． B．
C． D．
（3）磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E-t关系如图所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的E-t关系图可能是（　　）
A． B．
C． D．
（4）图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。
图（b）是动圈式话筒结构示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作原理分别是
（1）　 　
（2）　 　
A．电流的磁效应
B．磁场对通电导体的作用
C．电磁感应
（3）直流电动机中换向器的作用是　 　。
（4）甲图中是某交流电发电机的示意图，线圈所在位置　 　（均选填“是”或“否”）为中性面；某时刻，从中性面位置开始计时，线圈产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为　 　 V。
（5）四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，O为正方形线框的中点。当大小为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为　 　（选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为　 　。
【答案】（1）A
（2）B
（3）D
（4）B；C；改变线圈中的电流方向；否；
（5）垂直于纸面向外；0
【知识点】磁感应强度；电磁场与电磁波的产生；磁通量；电磁感应中的磁变类问题；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】（1）A．赫兹通过实验证实了电磁波的存在，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，故A错误；
B．法拉第提出用电场线描绘电场的分布，故B正确；
C．“分子电流假说”由安培提出，揭示了磁现象的电本质，故C正确；
D．库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律，故D正确。
本题选错误的，故选A。
（2）图中位置a关于直导线左右对称，向里穿过线框的磁通量与向外穿过线框的磁通量大小相等，方向相反，总磁通量为0，由于离导线越近，磁场越强，所以穿过c的磁通量要大于穿过b的磁通量，故
故选B。
（3）AB．刷卡速度改为原来一半时，有感应电动势产生的时间就变为原来的2倍，故图AB不符合题意；
CD．感应电动势为
刷卡速度改为原来一半时，产生的感应电动势减小，故图C不符合题意，图D符合题意。
故选D。
（4）（1）扬声器工作原理是磁场对通电导体的力的作用。
故选B。
（2）线圈在做切割磁感线运动产生感应电流，我们就能通过扬声器听到说话的声音，这种话筒原理是电磁感应。
故选C。
（3）换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动。
（4）磁通量为零的位置不是中性面。由图可知线圈转动周期为，在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为
（5）电流在正方形线框的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B，四根通电导线到点的距离相等，结合题意，设，则
由公式
可得、、在点产生的磁感应强度大小分别为、、。由安培定则可知，导线在中心点产生的磁感应强度方向为垂直于纸面向外。根据矢量的合成法则可知，、、三根导线在点产生的合磁感应强度大小为
方向为垂直于纸面向里。而在点产生的磁感应强度大小为B，方向为垂直于纸面向外，故点处实际的磁感应强度大小为0。
【分析】（1）赫兹通过实验证实了电磁波的存在，麦克斯韦预言电磁波存在；
（2）根据安培定则可知，电流左侧的磁场的方向向外，右侧的磁场的方向向里。
（3）根据动生电动势表达式进行分析；
（4）扬声器工作原理是磁场对通电导体的力的作用；话筒原理是电磁感应。换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。
（5）根据右手定则，ad边在O点产生的磁场方向为垂直于纸面向外。结合磁感应强度为矢量利用平行四边形法则进行分析。
16．磁场，自古以来便吸引着人类的好奇心。从古代司南指引方向，到现代科技中无所不在的应用，它跨越时空，见证了人类文明的进步与科技的飞跃。
（1）一根长为的通电导线放在匀强磁场中，导线中的电流为，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力大小为，则磁感应强度为　 　；若将导线中的电流增大为原来的2倍，其他条件不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的　 　倍。
（2）矩形金属线框位于通电长直导线附近，线圈与直导线在同一竖直平面内，线框的两个边与直导线平行，若使长直导线中的电流增大，线框中　 　产生感应电流（选填“能”或“不能”）；为使得线框中产生感应电流，可以让线框　 　平移（选填“向上”或“向右”）。
（3）1820年，丹麦物理学家　 　发现了“电流的磁效应”，建立了电和磁的联系。1831年，　 　通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了世界上第一台电动机和发电机。
（4）如图所示，矩形线框面积为S，处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框可绕如图所示的方向与磁场垂直的虚线轴转动，当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为　 　；从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为　 　。
（5）作图题：在“用研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，调节传感器的高度，使它的探管正好在螺线管的轴线上，用该传感器测量、之间各点的磁感应强度的大小，并将传感器顶端与点的距离记作，试定性画出图像　 　。
（6）画出由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向　 　。
（7）电磁波的应用非常广泛，电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线等，电视机的遥控器是利用　 　工作的；军事上雷达利用电磁波可以探测飞机的踪迹，某雷达从发出到接收由飞机反射回的电磁波的时间为，则飞机与雷达的距离为　 　（光速为）。
（8）可燃冰是一种天然气水合物的俗称，每立方米可燃冰可释放164立方米甲烷。可燃冰虽好，但开采不易。2017年我国突破了这一开采技术。那么可燃冰所含有的能量形式是（　　）
A．核能 B．化学能 C．内能 D．太阳能
【答案】（1）0.2；2
（2）能；向右
（3）奥斯特；法拉第
（4）；
（5）
（6）
（7）红外线；120
（8）B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；电磁场与电磁波的产生；安培力的计算
【解析】【解答】（1）根据
得
若将导线中的电流增大为原来的2倍，该处的磁感应强度不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的2倍。
（2）若使长直导线中的电流增大，线框中的磁通量增大，能产生感应电流；
线框向上运动时，磁通量不变，向右移动时磁通量变小，则为使得线框中产生感应电流，可以让线框向右平移。
（3）1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了“电流的磁效应”，建立了电和磁的联系。
1831年，法拉第通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了世界上第一台电动机和发电机。
（4）当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为
从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为
（5）螺线管内部的磁场近似为匀强磁场，螺线管管口向外，磁场减弱。根据该性质可知，B随x的变化是先增大，后不变，再减小，故最后做出B-x图象是
(6)根据安培定则可知电流方向如图
(7)电视机的遥控器是利用红外线工作的；
根据位移时间公式有
(8)可燃冰所含有的能量形式是化学能。
故选B。
综上第1空：0.2；第2空：2；第3空：能；第4空：向右；第5空：奥斯特；第6空：法拉第；第7空：；第8空：；第9空：；第10空：
第11空：红外线；第12空：120；第13空：B
【分析】（1）由安培力公式计算分析；
（2）根据感应电流产生条件分析；
（3）结合物理学史判断；
（4）根据磁通量的定义式求解；
（5）结合螺线管磁场分布特点分析判断；
（6）根据安培定则分判断；
（7）由运动学方程位移与速度关系求解；
（8）由可燃冰所含能量方式分析。
（1）[1][2]根据
F=BIL
得
T=0.2T
若将导线中的电流增大为原来的2倍，该处的磁感应强度不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的2倍。
（2）[1] 若使长直导线中的电流增大，线框中的磁通量增大，能产生感应电流；
[2]线框向上运动时，磁通量不变，向右移动时磁通量变小，则为使得线框中产生感应电流，可以让线框向右平移。
（3）[1]1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了“电流的磁效应”，建立了电和磁的联系。
[2]1831年，法拉第通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了世界上第一台电动机和发电机。
（4）[1] 当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为
[2] 从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为
（5）螺线管内部的磁场近似为匀强磁场，螺线管管口向外，磁场减弱。根据该性质可知，B随x的变化是先增大，后不变，再减小，故最后做出B-x图象是
（6）根据安培定则可知电流方向如图
（7）[1] 电视机的遥控器是利用红外线工作的；
[2]根据位移时间公式有
m=1.2m=120km
（8）可燃冰所含有的能量形式是化学能。
故选B。
17．某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒发射的脉冲数n＝5 000个，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs。求电磁波的振荡频率和最大探测距离。
【答案】由c＝fλ，可得电磁波的振荡频率 Hz＝1.5×109 Hz。电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播的距离s＝cΔt＝c( －t)＝ × ( )m＝ m所以雷达的最大侦察距离 ＝30 km。
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【分析】考查电磁场与电磁波
18．如图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4s。雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙。问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？
【答案】解答：当天线朝东方时，没有反射波，而天线朝西方时，有反射波，所以目标在西 m＝300km
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【分析】雷达是利用电磁波的反射原理，波长越短，其反射性能越强，麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
19．如果中央人民广播电台向外发射500kHz的电磁波，若距该台6×103km处有一台收音机，问：
（1）此电磁波的波长多大？
（2）从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处？
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间是否发生变化？
【答案】（1）根据电磁波的波长、波速和频率的关系式 和电磁波在真空中的传播速度 ，所以
（2）从电台发出的信号到达收音机处经过
（3）解答：(1)根据电磁波的波长、波速和频率的关系式 和电磁波在真空中的传播速度 ，所以 (2)从电台发出的信号到达收音机处经过 。(3)其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间不发生变化。
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【分析】根据电磁波的波长、波速和频率的关系式 可得 可求出波长，由 可求出从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处。)其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，由公式 知时间不发生变化。
20．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，求：该电波的波长？在此处，每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量？
【答案】解答：由 知， m＝600m
设每秒每平方米上获得能量为E，则
所以 J＝2×10－6 J。
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【分析】考查电磁场与电磁波
21．2003年10月16日我国成功发射了“神舟五号”载人飞船，这标志着我国的航天航空事业居于世界前列．
（1）如图是A“神舟五号”的火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行发射，若该火箭起飞时质量为2.02×105kg，起飞推力2.75×106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞的加速度大小为多少？在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力和火箭质量的变化，火箭起飞后经多少s飞离发射塔？

（2）为了转播发射实况，我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能听到和收看实况，必须通过在山顶的转发站来转发什么信号？这是因为？
【答案】（1）解：对火箭运用牛顿第二定律，有：F﹣mg=ma解得a=3.81m/s2
再根据s= at2
得t=7.25s．
（2）电视信号； 电视信号波长短，沿直线传播，受山区阻挡，不易发生衍射
【知识点】电磁场与电磁波的产生；牛顿第二定律；波的衍射现象
【解析】【解答】对火箭运用牛顿第二定律，有：
F﹣mg=ma
解得a=3.81m/s2
再根据s= at2
得t=7.25s．（2）发生明显衍射的条件是波长大于障碍物尺寸或者与障碍物尺寸相差不大，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，容易被挡住；传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，容易衍射；
故答案为：（1）3.81m/s2，7.25；（2）电视信号； 电视信号波长短，沿直线传播，受山区阻挡，不易发生衍射．
【分析】（1）根据牛顿第二定律求解加速度，根据位移时间关系公式求解时间；（2）发生明显衍射的条件是波长大于障碍物尺寸或者与障碍物尺寸相差不大．
22．“神舟五号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？（已知地球的质量为M=6.0×1024kg，地球半径为R=6.4×106m，万有引力恒量G=6.67×10﹣11N m2/kg2）
【答案】解答：同步卫星是相对于地面静止的，它的运动周期T=3600×24s，设卫星离地面距离为h，它绕地球转动的向心力是它对地球的万有引力，即： =m（R+h） ；代入数据可解得：h=3.59×107m．最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时电磁波传播的最短距离为s=2h，所以最短时间为：t= =0.24s．答：在讲完话后，至少要等0.24时间才能听到对方的回话．
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【分析】同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列式求出轨道半径，从而得出同步卫星的高度，根据速度公式求出时间．
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