1、章末综合测评(三)电磁场与电磁波初步(时间：90分钟分值：100分)1(4分)超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是()超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反超导体使磁体处于失重状态超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡ABCDD同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反。磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡，D正确。2(4分)取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当该螺线管
2、中通以大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B。若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以大小也为I电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()图(a)图(b)A0.5B BB C2B D0D将长导线对折之后绕成图(b)所示的螺线管，根据右手螺旋定则，产生等大反向的两个磁场，相互抵消，所以磁感应强度为零，故D项正确。3(4分)如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是()AO点处的磁
3、感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同Da、c两点处的磁感应强度方向不同Ca、b、c、d四个点的磁感应强度均为M、N两长直导线在各点的磁感应强度的叠加，由安培定则可知，M、N在O点处磁感应强度的方向相同，合磁感应强度竖直向下，不为零，A错误；由对称性可知，a、b两点处，c、d两处的磁感应强度大小和方向均相同，B错误，C正确；a、c两点处的磁感应强度均垂直于ab连线竖直向下，方向相同，D错误。4(4分)下列各选项中是直线电流、环形电流磁场的磁感线分布图，其中电流方向与磁感线方向关系正确的是()ABCDA电流方向向上，由右手螺旋定则可得
4、磁场为逆时针(从上向下看)，故A正确；电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看)，故B错误；C图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知内部磁场应向右，故C错误；D图中由右手螺旋定则可知内部磁感线方向向左，故D错误。5(4分)如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d已静止，N指向正确的是()A小磁针a B小磁针bC小磁针c D小磁针dC由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁场相互排斥，异名磁极相互吸引知，只有小磁针c的指向正确，C正确。6(4分)(多选)3条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如
5、图所示。a、b和c三点分别位于三角形的3个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是()AB1B2B3BB1B2B3Ca和b处磁场方向垂直纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里Da处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里AC本题考查磁场的叠加，由于通过3条导线的电流大小相等，结合安培定则可判断出3条导线在a、b处产生的合磁感应强度垂直纸面向外，在c处垂直纸面向里，且B1B2B3，故选项AC正确。7(4分)如图所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b导线和d导线中电流垂直纸面向里，c导线中电流垂直
6、纸面向外，a点为b、d两点的连线中点，ac垂直于bd，且abadac。则a点的磁场方向为()A垂直纸面指向纸外 B垂直纸面指向纸里C沿纸面由a指向b D沿纸面由a指向dC通电导线b、d在a点产生的磁场互相抵消，故a点磁场方向即通电导线c在a点产生的磁场方向，根据安培定则，C正确。8(4分)如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为_；若使框架绕OO轴转过30角，则穿过框架平面的磁通量为_；若从初始位置转过90角，则穿过框架平面的磁通量为_；若从初始位置转过180角，则穿过框架平面的磁通量的变化量是_。解析初始位置时，SB，故1BS；框架转过30时，
7、2BScos 30BS；框架转过90时，SB，故3BScos 900；从初始位置转过180的过程中：规定初始位置时穿过方向为正，则1BS，1BS，故|11|2BS。答案BSBS02BS9(10分)如图所示，有一通电长直导线MN，通入向右的电流I，另有一闭合线圈P位于导线正下方，并竖直向上运动，则在线圈P到达MN上方的过程中，穿过P的磁通量是如何变化的？解析根据直线电流磁场特点，靠近导线处磁场强，远离导线处磁场弱，把线圈P从MN下方运动到上方的过程中的几个特殊位置画出，如图所示(为画清楚，把线圈错开了)。分析磁通量变化时可以通过穿过线圈的磁感线的条数(注意应是净条数)的变化来分析。磁通量增加磁通
8、量减小(位置时0)磁通量增加磁通量减小所以整个过程磁通量的变化经历了：增加减小增加减小。答案增加减小增加减小10(10分)如图所示，两线圈绕在圆环铁芯上。当开关S处于下列不同状态时，小灯泡会有什么反应？(1)S闭合的瞬间；(2)S保持闭合状态时；(3)S断开的瞬间；(4)若将左边线圈与交流电源相连，S闭合时，小灯泡又会怎样反应？解析(1)S闭合的瞬间，小灯泡闪亮一下。(2)S保持闭合状态时，小灯泡不亮。(3)S断开的瞬间，小灯泡闪亮一下。(4)如果将左边的线圈与交流电源相连，S闭合时，小灯泡持续亮。答案见解析11(4分)(多选)下列关于电磁波的说法正确的是()A只要电场和磁场发生变化，就能产生
9、电磁波B电磁波的传播需要介质C停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的CD要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，所以D选项正确。12(4分)(多选)如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图中，八个相同的磁铁都处于静止状态，其中甲、乙中的弹簧都处于伸长状态，则()A对地面压力最大的是丁B对地面压力
10、最小的是甲C甲、乙对地面的压力相等D丙、丁对地面的压力相等BD设磁铁的质量为m，图甲中对地面的压力小于mg，图乙中对地面的压力大于mg，但小于2mg，图丙、丁中对地面的压力都等于2mg，故BD项正确。13(4分)(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()AX射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是射线ABX射线具有较强的穿透能力，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故A正确；射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确；紫外线比紫光的波长短
11、，更不容易发生衍射，故C错误；电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波，故D错误。14(4分)(多选)如图，竖直放置的长直导线ef中通有恒定电流，有一矩形线框abcd与导线在同一平面内，在下列情况中线框产生感应电流的是()A导线中电流强度变大B线框向右平动C线框向下平动D线框以直导线ef为轴转动AB导线中电流强度增大，导线产生的磁场将增强，使得穿过线框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故A正确；当线框左右移动，由于通电导线的远近将导致磁场的强弱发生变化，所以使得穿过线框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故B正确；当线框上下移动时，由于线框的磁通量没有发生变化，所以没有感应电动势，也没有感
12、应电流，故C错误；当线框以直导线ef为轴旋转过程中，穿过线框的磁通量没有变化，所以不产生感应电流，故D错误。15(4分)(多选)两根长直导线a、b平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中O点为两根导线ab连线的中点，M、N为ab连线的中垂线上的两点且与a、b等距，两导线中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比，则下列说法中正确的是()AM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同BM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D若在N点放一小磁针，静止时其北极垂直MN向上BD根据安培定则判断得
13、知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，M点和N点的磁感应强度大小相等，M点磁场向下，N点磁场向上，方向相反，故A错误，B正确；当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时，合磁感应强度为零，则知O点的磁感应强度为零，故C错误；若在N点放一小磁针，静止时其北极垂直MN指向上，故D正确。16(4分)一水平放置的矩形线框abcd在条形磁铁的S极附近下落，在下落过程中，线框平面保持水平，如图所示，位置1和3都靠近位置2。则线框从位置1到位置2的过程中，线框内_感应电流，因为穿过线框的磁通量_，
14、从位置2到位置3的过程中，线框内_感应电流，因为穿过线框的磁通量_。解析如图所示，线框从位置1到位置2的过程中，穿过线框的磁通量减小，则产生感应电流；线圈从位置2到位置3的过程中，线框内穿过的磁通量增加，则也会产生感应电流。答案有减小有增大17(12分)如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场的方向垂直。(1)若使线圈绕轴OO转过60角，则穿过线圈平面的磁通量为多少？(2)若从初始位置转过120角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为多少？解析(1)线圈绕轴OO转过60角时，穿过线圈的磁通量为1BSBScos 60BS。(2)若从初始位置转过120角，则此时磁感线穿过线圈的方向改
15、变了，此时穿过线圈的磁通量为2BSBScos 60BS，又初始状态的磁通量为0BS，所以磁通量的变化量为|20|BS。答案(1)BS(2)BS18(12分)如果小朋友误吞了金属类物品于腹腔内，如何把它取出来呢？某同学在学习了磁场之后，设计出了这样一个仪器，如图所示。当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，再拉出整条塑料管。(1)你能说出这种仪器的原理吗？(2)如果小朋友不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？(3)如果把活动永磁铁换成电磁铁，你认为是不是更实用呢？解析(1)当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，其上的活动永磁铁使固铁磁化，固铁磁化后能吸引磁性金属物品，然后拉出整条塑料管，即可把这种金属物品取出。(2)由于磁铁只能吸引铁磁性物体，而易拉罐拉环是铝合金材料，不是铁磁性物质，因此不能取出；回形针是铁磁性物体，可以用此仪器取出。(3)电磁铁的磁性强弱可以随电流的变化而变化，如果是误吞了比较重的金属物品，可通过调节电流大小使磁性增强，从而顺利把金属物品取出来，故使用电磁铁应更实用一些。答案见解析