1、第六章第六章 电磁现象与电磁波电磁现象与电磁波 (时间：45 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 8 小题，每小题 5 分，共 40 分。其中 15 题为单项选择题，68 题为多 项选择题，全部选对得 5 分，选对但不全的得 3 分，错选或不选得 0 分) 1.电磁感应现象的发现不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进 入了电气时代。下列哪位物理学家最先发现电磁感应现象( ) A.麦克斯韦 B.安培 C.奥斯特 D.法拉第 解析 建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦，故 A 错误；安培 提出分子电流假说，研究了磁场对电流的作用力，故 B 错
2、误；发现电流的磁效应的科学家是 奥斯特，故 C 错误；法拉第经十年的努力，在 1831 年 8 月 29 日发现了电磁感应现象，故 D 正确。 答案 D 2.根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( ) A.变化的电场一定能产生磁场 B.变化的磁场一定能产生变化的电场 C.恒定的电场一定能产生恒定的磁场 D.恒定的磁场一定能产生恒定的电场 解析 根据电磁波理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，而恒定不变的磁场 不会产生电场，恒定不变的电场也不会产生磁场，故 A 正确，C、D 错误；变化的磁场不一定 能产生变化的电场，因为如果磁场是均匀增加的，则产生的电场是恒定的，而非均匀变化的
3、磁 场才能产生变化的电场，故 B 错误。 答案 A 3.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 解析 由于磁感线某点的切线所指的方向为该点磁场的方向，所以磁感线不能相交，若相交， 则同一点的磁场会出现两个方向，A 错误；磁感应强度是矢量，磁感线的疏密程度反映磁场的 强弱，切线方向表示磁感应强度的方向，B 错误，C 正确；匀强磁场，磁感应强度相同，并不 是沿磁感线的方向，越来越小，D 错误。 答案
4、 C 4.如图所示， 与通电直导线垂直的平面上放有两枚小磁针。 忽略地磁场影响， 两小磁针静止时， 磁针的指向符合实际的是( ) 解析 直导线中电流方向向上， 根据安培定则可知， 直导线周围的磁场方向为俯视逆时针方向， 而小磁针的 N 极指磁场方向，可知图 D 中小磁场的指向正确，故选 D。 答案 D 5.特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别 通有方向相同的电流 I1和 I2，I1I2。a、b、c 三点连线与两根导线等高并垂直，b 点位于两根 导线间的中点， a、 c 两点与 b 点距离相等， d 点位于 b 点正下方。 不考虑地磁场的影响， 则(
5、) A.b 点处的磁感应强度大小为 0 B.d 点处的磁感应强度大小为 0 C.a 点处的磁感应强度方向竖直向下 D.c 点处的磁感应强度方向竖直向下 解析 通电直导线周围产生磁场方向由安培定则判断，如图所示。 I1在 b 点产生的磁场方向向上，I2在 b 点产生的磁场方向向下，因为 I1I2，即 B1B2则在 b 点 的磁感应强度不为零，A 错误；如图所示，d 点处的磁感应强度不为零，a 点处的磁感应强度 竖直向下，c 点处的磁感应强度竖直向上，B、D 错误，C 正确。 答案 C 6.关于磁场和电场，下列说法中正确的是( ) A.磁场和电场一样，是同一种物质 B.磁场的最基本特性是对处在磁场
6、中的磁极或电流有磁场力的作用 C.磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的 D.电流与电流之间的相互作用是通过电场进行的 解析 磁场与电场的基本性质不同、产生的原因不同，因此不是同一种物质。故 A 错误；磁 场的基本性质是对放入其中的磁极或电流有力的作用，B 正确；磁体与磁体之间、磁体与电流 之间、电流与电流之间都是通过磁场相互作用的，C 正确，D 错误。 答案 BC 7.(2020 安徽肥东县二中高二期中)如图，把矩形线圈放在匀强磁场中(匀强磁场范围足够大)， A 图中线圈以对角线交点 O 为中心在图示平面内转动， B 图中线圈以对角线为轴转动， C 图中 线圈以 ad 边为轴转动，D
7、图中线圈以 ab 边为轴转动，这四种情况可使线圈中产生感应电流的 是( ) 解析 线圈以对角线交点 O 为中心在图示平面内转动，穿过线圈的磁通量也不发生变化，无 感应电流产生，故 A 错误；线圈以对角线为轴转动时，导致穿过线圈的磁通量发生变化，从 而产生感应电流，故 B 正确；线圈以 ad 为轴转动时，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感 应电流产生， 故 C 错误； 同理可知， 线圈以 ab 为轴转动时， 导致穿过线圈的磁通量发生变化， 从而产生感应电流，故 D 正确。 答案 BD 8.如图所示， 一个单匝线圈 abcd 水平放置， 面积为 S， 有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中， 磁感应强
8、度为 B( ) A.当线圈以 ab 边为轴转过 30 时，穿过线圈的磁通量是1 2BS B.当线圈以 ab 边为轴转过 30 时，穿过线圈的磁通量是 BS C.当线圈以 ab 边为轴转过 60 时，穿过线圈的磁通量是1 2BS D.当线圈以 ab 边为轴转过 60 时，穿过线圈的磁通量是 BS 解析 当单匝线圈 abcd 有一半处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中时， 穿过线圈的磁通量为 1 B 1 2S 1 2BS，当线圈以 ab 为轴从图中位置转过 30 时，线圈在垂直于磁场方向投影的面积仍 为1 2S，则穿过线圈的磁通量为 2B 1 2S 1 2BS，故 A 正确，B 错误；当线圈以 ab
9、 为轴从图中 位置转过 60 时，线圈在垂直于磁场方向投影的面积仍为1 2S，则穿过线圈的磁通量为3B 1 2S 1 2BS，故 C 正确，D 错误。 答案 AC 二、实验题(本题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分) 9.如图所示，A 为弹簧测力计(量程足够大)，B 为条形磁铁(下端为 S 极)，C 为螺线管，螺线管 线圈的电阻忽略不计。现将 S1断开，S2由 1 改接到 2，则弹簧测力计的示数将_； 若 S2接 2 不变，再闭合 S1，弹簧测力计的示数将_(均选填“变大”“变小”或“不 变”)。 解析 由图可知，螺线管中电流的方向由下向上，结合线圈的绕法由安培定则可知，螺线管的 上端
10、为 N 极，而条形磁铁下端为 S 极，可知通电后二者之间的作用力为吸引力；现将 S2由 1 改接到 2， 则只剩下一半线圈产生磁场， 所以螺线管的磁性减小， 则对条形磁铁的作用力减小， 根据共点力平衡可知弹簧测力计的示数将变小；若 S2接 2 不变，再闭合 S1，电阻 R2被短路， 所以电路中的电流值增大，则螺线管产生的磁场增强，螺线管对条形磁铁的吸引力增大，所以 弹簧测力计的示数将增大。 答案 变小 变大 10.(1)某个实验小组想要探究电磁感应现象，准备了以下仪器：电池组，滑动变阻器，带铁芯 的线圈 A，线圈 B，电流计(零点在中央)，开关等，如图所示： 请你将所有仪器连接成完整的实验电路
11、； 可使电流计指针发生偏转的操作是_。 A.闭合开关，将线圈 A 插入 B 的过程 B.闭合开关，线圈 A 放在 B 中不动 C.闭合开关，将滑动变阻器的滑片 P 向右滑动 D.闭合开关后，再将开关断开的瞬间 (2)如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热 敏电阻 Rt(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)的两端相连，这时表 针恰好指在刻度盘的正中间。若往 Rt上擦一些酒精，表针将向_(填“左”或“右”) 移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向_(填“左”或“右”)移动。 解析 (1)将电源、电键、变阻器、线圈 A 串联成一个回路，注
12、意滑动变阻器接一上一下两个 接线柱，再将电流计与线圈 B 串联成另一个回路，电路图如图所示。依据感应电流产生的条 件，只要穿过闭合线圈中磁通量发生变化。闭合开关，将线圈 A 插入 B 的过程，导致线圈 B 的磁通量发生变化，从而产生感应电流，可使电流计指针发生偏转，故 A 正确；闭合开关， 将线圈 A 放在 B 中不动，线圈 B 的磁通量不发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不发 生偏转，故 B 错误；闭合开关，将滑动变阻器的滑片 P 向右滑动，导致线圈 B 的磁通量发生 变化，从而产生感应电流，可使电流计指针发生偏转，故 C 正确；闭合开关，再将开关断开 的瞬间，导致线圈 B 的磁通量发生
13、变化，从而产生感应电流，可使电流计指针发生偏转，故 D 正确。 (2)因为负温度系数的热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻，若往 Rt上擦一些酒 精，由于酒精蒸发吸热导致热敏电阻的温度减低，从而电阻增大，故欧姆表指针将向电阻大的 左方偏转，若用吹风机将热风吹向电阻，则热敏电阻的温度升高，从而电阻减小，故欧姆表指 针向右偏转。 答案 (1)见解析图 ACD (2)左 右 三、计算题(本题共 3 小题，共 44 分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明 单位) 11.(12 分)如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B0.8 T，磁场有明显的 圆形边界，圆心为
14、O，半径为 1 cm。在纸面内先后放不同的圆形线圈，圆心均在 O 处，A 线 圈半径为 1 cm，10 匝；B 线圈半径为 2 cm，1 匝；C 线圈半径为 0.5 cm，1 匝。 (1)在磁感应强度 B 减小为 0.4 T 的过程中，线圈 A 和 B 中磁通量变化量的大小分别为多少？ (2)若磁感应强度的大小维持 0.8 T 不变而方向转过 30 ，则在此过程中线圈 C 中磁通量变化量 的大小为多少？ 解析 (1)对 A 线圈：1B1R2，2B2R2 磁通量变化量的大小 A|21|(0.80.4)3.14(110 2)2 Wb1.3104 Wb 对 B 线圈：磁通量变化量的大小 B|43|(
15、0.80.4)3.14(110 2)2 Wb1.3104 Wb。 (2)对 C 线圈：CBr2 磁场方向转过 30 时，CBr2cos 30 磁通量变化量的大小 C|CC|Br2(1cos 30 )8.410 6 Wb。 答案 (1)1.310 4 Wb 1.3104 Wb (2)8.410 6 Wb 12.(14 分)如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒 ab，当通有自 b 到 a 的电流时，导体 棒受到方向向右、 大小F1 N的磁场力的作用， 已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度L5 cm， 通过导体棒的电流大小 I10 A，求： (1)导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场的磁场方向；
16、 (2)马蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度 B 的大小。 解析 (1)由安培定则可知，导体棒中的电流在其正右侧所形成的磁场方向竖直向上。 (2)导体棒所在位置的磁感应强度 B F IL 解得 B2 T。 答案 (1)竖直向上 (2)2 T 13.(18 分)某高速公路自动测速仪装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁 波，每次发射时间约为 10 6 s，相邻两次发射时间间隔为 t，当雷达向汽车发射无线电波时， 在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖 形波，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图所示，求 出该汽车的车速，请根据给出的 t1、t、t2、c 求出汽车车速的表达式。 解析 电磁波在真空中传播的速度等于光速 c 第一次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为 s1ct1 2 第二次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为 s2ct2 2 汽车行驶的位移等于两次发射电磁波时汽车距离雷达的路程差，即 ss1s2 则汽车的速度 vs t 联立解得 vc（t 1t2） 2t 。 答案 vc（t 1t2） 2t