1、阶段验收评价(五)电磁感应与电磁波初步(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1.指南针是我国古代的四大发明之一。当指南针静止时，其N极指向如图中虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图1实线(N极指向北偏东)所示。则以下判断正确的是()图1A可能在指南针上面有一导线东西放置，通有由东向西的电流B可能在指南针上面有一导线东西放置，通有由西向东的电流C可能在指南针上面有一导线南北放置，通有由北向南的电流D可能在指南针上面有一导线南北放置，通有由南向北的电流解析：选C若指南针静止时N极指向北偏
2、东方向，则有一指向东的磁场，由安培定则知，可能在指南针上面有一导线南北放置，通有由北向南的电流，故C正确。2已知某单色光的波长为，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子的值为()Ah B.C. D以上均不正确解析：选A由光速、波长的关系可得出光的频率，能量子hh，故A正确。3如图2表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度与b点的磁感应强度相同的是()图2解析：选D磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小，而匀强磁场中各处磁场均相同，从题图中可以知道，只有D选项中，a、b两点处磁感线的疏密相同。4如图3所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO是它的对称轴，通电直导线AB与OO平
3、行，且AB、OO所在平面与线圈平面垂直，如要在线圈中产生感应电流，可行的做法是()图3AAB中电流I逐渐增大BAB中电流I先增大后减小CAB正对OO，逐渐靠近线圈D线圈绕OO轴逆时针转动90(俯视)解析：选D由于通电直导线AB与OO平行，且AB、OO所在平面与线圈平面垂直，AB中无论电流如何变化，或AB正对OO靠近线圈或远离线圈，线圈中磁通量均为零，不能在线圈中产生感应电流，选项A、B、C错误；线圈绕OO轴逆时针转动90(俯视)，穿过闭合线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，选项D正确。5如图4所示，电流从A点分两路通过对称的环形分路汇合于B点，在环形分路的中心O处的磁感应强度为()图4A垂直
4、环形分路所在平面，且指向“纸内”B垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”C在环形分路所在平面内指向BD零解析：选D将圆环分成上下两半研究，根据安培定则，上半圆电流在O点产生的磁场方向向里，下半圆电流在O点产生的磁场方向向外，由于电流大小相等，产生的两个磁感应强度大小相等，则O点的合磁感应强度为零。6如图5所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中圆心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()图5ABR2BBr2CnBR2 DnBr2解析：选B磁通量与线圈的匝数无关，故一匝线圈与多匝线圈在同一磁场中磁通量相同，且磁感线穿过的有效面积为r2，而
5、并非R2，所以穿过线圈的磁通量为Br2，故B正确。7如图6所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化情况是()图6A先减小后增大 B始终减小C始终增大 D先增大后减小解析：选A线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框磁通量最大，在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最小，所以该过程中的磁通量先减小后增大，故A对。8.如图7所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，若dl，则线框中不产生感应电流的时间应等于()图7A. B.C. D.解析：选C当线
6、框刚刚完全进入磁场时至线框刚刚出磁场时，通过线框的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，C正确。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9下列说法正确的是()A磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时，受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B，即磁场中某点的磁感应强度B通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C磁感应强度B只是定义式，它的大小取决于场源及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D磁场是客观存
7、在的物质解析：选CDA选项考查的是磁感应强度的定义，只有当通电导线与磁场方向垂直时才有B，A错误；B选项中，当通电导线与磁场平行时，不受磁场力，此时，磁感应强度不一定为零，B错误；C选项中，B是定义式，磁场强弱取决于场源及磁场中的位置，C正确；磁场与电场一样，都是客观存在的物质，D正确。10下列说法中正确的是()A电荷在某处不受静电力的作用，则该处的电场强度为零B一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零C把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的静电力与试探电荷电荷量的比值表示该点电场的强弱D把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流乘积的比
8、值表示该处磁场的强弱解析：选AC把电荷放入某处，如果电荷没有受到静电力的作用，则该处不存在电场或该处的电场强度为零，故A正确；把通电直导线放入某处，如果放置的方向不合适，即使有磁场存在，通电直导线也可能不受磁场力的作用，故B错误；由电场强度的定义式E知，电场强度等于试探电荷受到的静电力F与所带电荷量q的比值，故C正确；磁感应强度的定义式B的成立是有条件的，即通电直导线要与磁场方向垂直，否则不成立，故D错误。11.如图8所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同
9、，电流方向如图中所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是()图8A线圈a中无感应电流 B.线圈b中有感应电流C线圈c中有感应电流 D线圈d中无感应电流解析：选CD根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向如图所示，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中无感应电流产生。C、D正确，A、B错误。12.如图9，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反。
10、下列说法正确的是()图9AL1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直BL3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11DL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1解析：选BC由安培定则可判断出L2在L1处产生的磁场(B21)方向垂直L1和L2的连线竖直向上，L3在L1处产生的磁场(B31)方向垂直L1和L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和L2在L1处产生的合磁场(B合1)方向如图甲所示，根据左手定则可判断出L1所受磁场作用力的方向与L2和L3所在平面平行，选项A错误；同理，如图乙所示，可判断出L3所受磁场(B合3
11、)作用力的方向(竖直向上)与L1、L2所在平面垂直，选项B正确；同理，如图丙所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B，根据几何知识可知，B合1B，B合2B，B合3B，由安培力公式FBIL可知L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11，选项C正确，D错误。三、非选择题(本题共5小题，共60分)13(10分)逆向思维是一种重要的思想方法，在这种思想方法的引领下，许多重要的科学定律被发现。“电生磁，磁生电”这种逆向互生的关系，体现了物理学中的一种对称美。请思考：图10(1)你还能再指出一个物理学中的其他对称性或对称实例吗？_(2)1831年，物理学家法拉第用如图1
12、0所示的实验，成功发现了磁生电现象，当开关始终处于闭合状态时，a线圈中_(填“有”或“无”)感应电流产生，当开关闭合或断开瞬间，a线圈中_(填“有”或“无”)感应电流产生。解析：(1)电荷的正与负、吸引与排斥、加速度相等的匀加速和匀减速运动、正电子和负电子、作用力与反作用力等。(2)处于闭合状态时，因穿过a线圈的磁通量不变，所以无感应电流产生；闭合开关瞬间穿过a线圈的磁通量突然增大，所以有感应电流产生，断开开关瞬间，穿过a线圈的磁通量突然减小，所以有感应电流产生。答案：(1)见解析(2)无有14(10分)矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO转动，匀强磁场的磁感应强度
13、为B，方向与OO垂直，如图11所示，初位置时线框平面与B平行。求：图11 (1)初位置时穿过线框的磁通量0为多少；(2)当线框绕轴OO沿图示方向转过60时，磁通量为多少，这一过程中磁通量的变化量为多少。解析：(1)线框在初始位置时，线框平面与磁场平行，有效面积为零，则00。(2)当线框绕轴OO沿图示方向转过60时，线框与B的夹角为60，则BSsin 60BSBl1l20Bl1l2。答案：(1)0(2)Bl1l2Bl1l215. (12分)如图12所示，在边长为2l的正方形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一边长为l的正方形导线框沿垂直磁场的方向以速度v匀速通过磁场区
14、域，从ab边刚进入磁场开始计时。图12 (1)指出哪些时间段内有感应电流产生；(2)画出磁通量随时间变化的图像。解析：(1)线框进入磁场的过程，在0时间段内有感应电流产生，线框离开磁场过程，在时间段内有感应电流产生。(2)磁通量随时间变化的图像如图所示。答案：见解析16(14分)已知某地地面处的地磁场水平分量约为3105 T，该地某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验。他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管附近的轴线上，如图13所示。小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60角的方向。请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处
15、产生的磁感应强度大小。(保留一位有效数字)图13解析：接通电源后，小磁针N极指向是地磁场和螺线管磁场的合磁场的方向，由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定则判断螺线管导线绕向如图所示。由题意知地磁场水平分量By3105 T，设通电螺线管产生的磁场为Bx。由图知tan 60得Bx3105 T5105 T。答案：如图所示5105 T17. (14分)匀强磁场的磁感应强度B0.8 T，矩形线圈abcd的面积S0.5 m2，共10匝，开始B与线圈所在平面垂直且线圈有一半在磁场中，如图14所示。规定图示穿过线圈的磁通量为正，求：图14(1)当线圈绕ab边转过60时，线圈的磁通量以及此过程中磁通量的变化量为多少；(2)当线圈绕dc边转过60时，求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的变化量。解析：(1)当线圈绕ab边转过60时，此时线圈正好全部处在磁场中，BSBScos 600.80.5 Wb0.2 Wb，在此过程中S没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量0。(2)当线圈绕dc边转过60时，BS，此时没有磁场穿过线圈，所以0；在图示位置1B0.2 Wb，转动后20，|21|0.2 Wb，故磁通量变化量为0.2 Wb。答案：(1)0.2 Wb0(2)00.2 Wb