2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步測(cè)評(píng)含解析新人教版必修第三冊(cè)

PAGEPAGE8第十三章測(cè)評(píng)(時(shí)間:75分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.法拉第多次對(duì)“磁生電”進(jìn)行試驗(yàn)探討,他把兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)軟鐵環(huán)上,如圖所示,線圈A連接電池與開關(guān),線圈B通過較長(zhǎng)的導(dǎo)線閉合,并在其中一段水平直導(dǎo)線下方放置小磁針,起先時(shí)磁針靜止。他發(fā)覺,當(dāng)開關(guān)合上瞬間,磁針偏轉(zhuǎn)了一下。對(duì)該試驗(yàn)下列說法正確的是()A.法拉第是利用“電生磁”現(xiàn)象來推斷感應(yīng)電流的有無B.開關(guān)斷開瞬間,小磁針不偏轉(zhuǎn)C.開關(guān)閉合后,小磁針保持偏轉(zhuǎn)D.開關(guān)閉合后,軟鐵環(huán)中磁場(chǎng)消逝答案A解析法拉第利用小磁針是否轉(zhuǎn)動(dòng)推斷有無感應(yīng)電流,開關(guān)閉合或斷開的瞬間,小磁針偏轉(zhuǎn),開關(guān)閉合后,軟鐵環(huán)上有不變的磁場(chǎng),線圈B中無感應(yīng)電流,小磁針不偏轉(zhuǎn),所以選A。2.如圖所示,圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷,當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),以下說法正確的是()A.a、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B.b的N極向紙外轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C.b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn),而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D.b的N極向紙里轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)答案B解析由于圓環(huán)帶負(fù)電荷,故當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),等效電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,由安培定則可推斷環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外,環(huán)外磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)內(nèi),磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向即是放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極的指向,所以b的N極向紙外轉(zhuǎn),a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)。3.如圖所示的磁感線分布狀況,以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),沿Z軸正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變更最有可能為()答案C解析磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,所以從題圖中可以看出,從O點(diǎn)沿著Z軸向上的過程中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B先減小再增大,所以C正確,A、B、D錯(cuò)誤。4.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平放置一根長(zhǎng)通電直導(dǎo)線,電流的方向垂直紙面對(duì)里,如圖所示,a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn),在這四點(diǎn)中()A.c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等C.c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小D.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大答案C解析在c點(diǎn)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與B0反向,故合磁感應(yīng)強(qiáng)度最小;在a點(diǎn)兩者同向,合磁感應(yīng)強(qiáng)度最大;在b、d兩點(diǎn),兩者相互垂直,合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。只有C項(xiàng)正確。5.(2024上海高二期末)如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N的閉合線圈abcd水平放置,與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B夾角θ=45°?，F(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,則線圈在初、末位置磁通量的變更量的肯定值為()A.0 B.BSC.NBS D.NBS答案B解析兩次狀況下磁感線穿過線圈的面不同,設(shè)初位置時(shí)穿過線圈的磁通量為正,則初位置時(shí)Φ1=(Bsinθ)S=BS,末位置時(shí)Φ2=(-Bcosθ)S=-BS,則初、末位置磁通量的變更量的肯定值為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=BS,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。6.如圖所示,電流從a點(diǎn)分兩路通過對(duì)稱的環(huán)形分路匯合于b點(diǎn),在環(huán)形分路的中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度()A.垂直環(huán)形分路所在平面,且指向“紙內(nèi)”B.垂直環(huán)形分路所在平面,且指向“紙外”C.在環(huán)形分路所在平面內(nèi)指向bD.為0答案D解析將圓環(huán)分成上下兩個(gè)半圓探討,依據(jù)安培定則,上半圓電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里,下半圓電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外,電流大小相等,產(chǎn)生的兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,依據(jù)疊加原理,得O點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,故D正確。7.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直,導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的導(dǎo)體棒ab、cd,導(dǎo)體棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別為v1、v2,如圖所示,ab棒上有電流通過,則不行能有()A.v1>v2 B.v1<v2C.v2=2v1 D.v1=v2答案D解析對(duì)于勻強(qiáng)磁場(chǎng)來說,磁通量Φ=BS,依據(jù)題中條件,當(dāng)穿過閉合電路中磁場(chǎng)的有效面積S發(fā)生變更時(shí)才有Φ的變更,因此應(yīng)有v1≠v2,所以A、B、C都有可能,D不行能。二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)8.下列說法正確的是()A.微觀粒子的能量變更是跳動(dòng)式的B.能量子與電磁波的頻率成正比C.紅光的能量子比綠光大D.電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng),其能量子越大答案AB解析由于微觀粒子能量是量子化的,微觀粒子的能量變更是跳動(dòng)式的,故A正確;由能量子ε=hν可知,能量子與電磁波的頻率成正比,故B正確;紅光的頻率比綠光小,由ε=hν可知,紅光的能量子比綠光小,故C錯(cuò)誤;電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng),其頻率越小,能量子越小,故D錯(cuò)誤。9.下列說法正確的是()A.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定:把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí),受到的磁場(chǎng)力F與該導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、通過的電流I的乘積的比值,即磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定為零C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B=只是定義式,它的大小取決于場(chǎng)源及磁場(chǎng)中的位置,與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的方向無關(guān)D.磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)答案CD解析只有當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)才有B=,A錯(cuò)誤;當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行時(shí),不受磁場(chǎng)力,此時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度不肯定為零,B錯(cuò)誤;B=是定義式,磁場(chǎng)強(qiáng)弱取決于場(chǎng)源及磁場(chǎng)中的位置,C正確;磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣,都是客觀存在的物質(zhì),D正確。10.如圖,紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a、b兩點(diǎn),它們相對(duì)于L2對(duì)稱。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中,外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向垂直于紙面對(duì)外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0,方向也垂直于紙面對(duì)外。則()A.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0B.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0答案AC解析設(shè)L1在a、b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1a、B1b,L2在a、b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B2a、B2b,依據(jù)安培定則可知,B1a=B1b,方向均垂直紙面對(duì)里;B2a=B2b,B2a方向垂直紙面對(duì)里,B2b方向垂直紙面對(duì)外;依據(jù)題意,對(duì)a點(diǎn)有,B1a+B2a-B0=-。對(duì)b點(diǎn)有,B1b-B2b-B0=-,聯(lián)立以上方程解得B1a=B1b=,B2a=B2b=,選項(xiàng)A、C正確。三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(7分)繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按如圖所示方法連接,推斷在以下各狀況中,線圈Ⅱ中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生。①閉合開關(guān)S的瞬間。

②保持開關(guān)S閉合時(shí)。

③斷開開關(guān)S的瞬間。

④開關(guān)S閉合且將滑動(dòng)變阻器R0的滑動(dòng)端向左滑動(dòng)時(shí)。(以上各空均選填“有”或“無”)

答案①有②無③有④有解析①閉合開關(guān)S的瞬時(shí),穿過線圈Ⅱ的磁通量變更,有感應(yīng)電流產(chǎn)生;②保持開關(guān)S閉合時(shí),穿過線圈Ⅱ的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生;③斷開開關(guān)S的瞬時(shí),穿過線圈Ⅱ的磁通量發(fā)生變更,有感應(yīng)電流產(chǎn)生;④開關(guān)S閉合且將滑動(dòng)變阻器R0的滑動(dòng)端向左滑動(dòng)時(shí),穿過線圈Ⅱ的磁通量發(fā)生變更,有感應(yīng)電流產(chǎn)生。12.(9分)某同學(xué)用如圖所示的試驗(yàn)器材來探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。(1)圖中已經(jīng)用導(dǎo)線將部分器材連接,請(qǐng)補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線。(2)若連接好試驗(yàn)電路并檢查無誤后,閉合開關(guān)的瞬間,視察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線圈(選填“A”或“B”)中有了感應(yīng)電流。開關(guān)閉合后,他還進(jìn)行了其他兩項(xiàng)操作,發(fā)覺也產(chǎn)生了感應(yīng)電流,請(qǐng)寫出兩項(xiàng)可能的操作:

①;

②。

答案(1)見解析(2)B見解析解析(1)本試驗(yàn)中線圈A與電源相連,通過調(diào)整滑動(dòng)變阻器使線圈A中的磁通量發(fā)生變更,從而使線圈B產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故線圈B應(yīng)與檢流計(jì)相連,如圖所示:(2)閉合開關(guān)的瞬間,視察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線圈B中有了感應(yīng)電流;線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流的緣由是其磁通量發(fā)生變更,則可能的操作:①將滑動(dòng)變阻器的滑片快速滑動(dòng);②將線圈A快速抽出。13.(10分)一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向水平向右,在磁場(chǎng)中有一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置,平面abcd與豎直方向成θ角,將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角,則穿過線圈平面的磁通量的變更量的肯定值是多少?答案2BScosθ解析起先時(shí)穿過線圈平面的磁通量為Φ1=BScosθ。后來穿過線圈平面的磁通量為Φ2=-BScosθ則磁通量的變更量的肯定值為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScosθ。14.(12分)如圖所示,固定于水平面上的金屬框架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,此時(shí)MN所在的位置使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從t=0起先,磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變更?請(qǐng)推導(dǎo)出這種狀況下B與t的關(guān)系式。答案B=解析要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變更,在t=0時(shí)刻,穿過線圈平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2設(shè)t時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,此時(shí)磁通量為Φ2=Bl(l+vt)由Φ1=Φ2,得B=。15.(16分)如圖所示,ab、cd為兩根相距2m的平行金屬導(dǎo)軌,水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,通以5A的電流時(shí),質(zhì)量為0.36kg的金屬棒MN沿導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)棒中電流增大到8A時(shí),棒能獲得2m/s2的加速度。已知金屬棒受到的磁場(chǎng)力方向