高中物理必修第3册第十三章电磁感应与电磁波试卷测试卷（解析版）一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．如下左图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )A．B．C．D．【答案】C【解析】试题分析：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，根据磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小．解：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小可知，因为ab线段的长度大于通电螺线管的长度，由条形磁铁磁感线的分布，可知应该选C，如果ab线段的长度小于通电螺线管的长度，则应该选B．由于足够长的直线ab，故C选项正确，ABD错误；故选C点评：考查通电螺线管周围磁场的分布，及磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，本题较简单但会出错．2．如图，在直角三角形ACD区域的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，∠A=90︒，∠C=30︒，E是CD边的中点，此时E 点的磁感应强度大小为B，若仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度（）A ．大小仍为B ,方向垂直于AC 向上B ．大小为3B ，方向垂直于AC 向下 C ．大小为32B ，方向垂直于AC 向上D ．大小为3B ，方向垂直于AC 向下【答案】B 【解析】【分析】【详解】根据对称性C 、D 两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E 点产生的磁感应强度02B B = 由几何关系可知 AE =CE =DE所以若仅将D 处的导线平移至A 处在E 处产生的磁感应强度仍为B 0，如图所示仅将D 处的导线平移至A 处，则E 点的磁感应强度为032cos302B B B '=︒=方向垂直于AC 向下。
A ．大小仍为B ,方向垂直于AC 向上 与上述结论不相符，故A 错误；B 3，方向垂直于AC 向下 与上述结论相符，故B 正确； C 3，方向垂直于AC 向上 与上述结论不相符，故C 错误；D．大小为3B，方向垂直于AC向下与上述结论不相符，故D错误；故选B。
3．正三角形ABC在纸面内，在顶点B、C处分别有垂直纸面的长直导线，通有方向如图所示、大小相等的电流，正方形abcd也在纸面内，A点为正方形对角线的交点，ac连线与BC平行，要使A点处的磁感应强度为零，可行的措施是A．在a点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向外B．在b点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向里C．在c点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向外D．在d点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向里【答案】A【解析】【详解】由图可知，B导线中方向向里，C导线中方向向外，根据安培定则知两导线在a点处的磁'=．如图所示：感应强度方向夹角为120°，合磁感应强度B B要使A点处的磁感应强度为零，则：A.在a点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向外，根据安培定则可知a 在A点产生的磁场方向向上，A点处的磁感应强度可能为零，故A正确；B.在b点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向里，根据安培定则可知b 在A点产生的磁场方向向左，A点处的磁感应强度不可能为零，故B错误；C.在c点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向外，根据安培定则可知c 在A点产生的磁场方向向下，A点处的磁感应强度不可能为零，故C错误；D.在d 点加一个垂直纸面的通电长直导线，电流方向垂直纸面向里，根据安培定则可知b 在A 点产生的磁场方向向右，A 点处的磁感应强度不可能为零，故D 错误。
4．在直角三角形PQS 中，∠S=30°，O 为PS 的中点，四根长度均为L 的直导线均垂直于纸面并分别固定于P 、Q 、S 、O 点。
若四根导线均通有大小为I 的电流，方向如图所示。
已知通电直导线Q 在P 处产生的磁感应强度大小为0B ，则通电直导线O 受到的安培力大小为（ ）A ．03B ILB ．05B ILC ．07B ILD ．03B IL【答案】A【解析】【分析】【详解】 由于OQ =PQ =OP =OS ，通电直导线Q 在P 处产生的磁感应强度大小为0B ，所以通电直导线P 、Q 、S 分别在O 处产生的磁感应强度大小都为0B ，方向如图所示根据余弦定理，合磁感应强度()2200000222cos 603B B B B B B =+-⋅=︒由F=BIL 得通电直导线O 受到的安培力大小为 03F B IL =故选A 。
5．下列关于电磁感应现象的认识，正确的是( )A ．它最先是由奥斯特通过实验发现的B ．它说明了电能生磁C ．它是指变化的磁场产生电流的现象D ．它揭示了电流受到安培力的原因【答案】C【解析】【分析】【详解】电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，它说明了磁能生电的问题，它是指变化的磁场产生电流的现象，故选项C正确．6．三根通电长直导线平行放置，其截面构成等边三角形，O点为三角形的中心，通过三根直导线的电流大小分别用小I1，I2、I3表示，电流方向如图所示.当I1=I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为B，通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小跟电流成正比，则下列说法正确的是（）A．当I1=3I，I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为2BB．当I1=3I，I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为3BC．当I2=3I，I1=I3=I时，O点的磁感应强度大小为3 BD．当I3=3I，I1=I2=I时，O点的磁感应强度大小为23B【答案】A【解析】【详解】AB．根据安培定则画出I1、I2、I3在O点的磁感应强度示意图，当I1=I2=I3时，令B1=B2=B3=B0，示意图如图甲所示根据磁场叠加原理，可知此时O点的磁感应强度大小B与B0满足关系01 2B B；当I1=3I2，I2=I3=I时，B1=3B0，B2=B3=B0，示意图如图乙所示由图乙解得O 点的磁感应强度大小为4B 0=2B ，故A 正确，B 错误；CD ．当I 2=3I ，I 1=I 3=I 时，B 1=B 3=B 0，B 2=3B 0，示意图如图丙所示由图丙解得O 点的磁感应强度大小为0233B B =，同理可得，当I 3=3I ，I 1=I 2=I 时，O 点的磁感应强度大小也为3B ，故CD 错误。
故选A 。
7．如图所示，ACE 是半圆弧，O 为圆心，C 为半圆弧的最高点，37COD ∠=︒，A 、C 、D 处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小均为I ，长度均为L ，A 和D 处通电直导线的电流方向垂直纸面向外，C 处通电直导线的电流方向垂直纸面向里，三根通电直导线在O 点处产生的磁感应强度大小均为B ，则O 处的磁感应强度大小为（ ）A 5BB ．2BC ．55BD ．0【答案】C【解析】【详解】 根据右手螺旋定则画出A 、C 、D 各通电直导线在O 处产生的磁感应强度，如图所示。
将D B 分解到水平和竖直两个方向上，并分别在两个方向合成，则水平方向的合矢量cos370.2x B B B B ︒=-=竖直方向的合矢量sin370.4y B B B B ︒=-=所以O 点处的磁感应强度大小225(0.2)(0.4)5O B B B B =+=故选C 。
8．如图所示，在匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l ，图中P 、Q 连线竖直。
当两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零。
已知通电导线P 在a 处产生的磁感应强度大小为0B ，则（ ）A 03B ，方向竖直向上B 03B ，方向竖直向下C 02B ，方向水平向右D 02B ，方向水平向左【答案】A【解析】【分析】【详解】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离为l 的a 点处的磁感应强度为0B ，如下图所示由此可知，外加的磁场方向与PQ 平行，且由Q 指向P ，即竖直向上，依据几何关系，及三角知识，则有103B B =故A 正确，BCD 错误。
故选A 。
9．如图甲所示，一个条形磁铁P 固定在水平桌面上，以P 的右端点为原点，中轴线为x 轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q 放置在x 轴上不同位置，设Q 与x 轴之间的夹角为θ.实验测得sin θ与x 之间的关系如图乙所示．已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B 0.下列说法正确的是( )A ．P 的右端为S 极B ．P 的中轴线与地磁场方向平行C ．P 在x 0处产生的磁感应强度大小为B 0D ．x 0处合磁场的磁感应强度大小为2B 0【答案】C【解析】【分析】【详解】磁场是客观存在的特殊物质形态，我们感觉不到，但可通过小磁针来体现．小磁针N 极的受力方向即为磁场方向，或磁感线该点的切线方向为磁场方向．A ．当x 趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x 趋向无穷大时，sin θ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x 的方向垂直，所以x 的方向为向东．当x 非常小时，小磁针的N 极沿x 方向，即向东．由图可知，开始时N 背离O 点，所以O 点处的磁极是N 极，故A 错误；B ．由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B 错误； C ．由乙图可知，x 0处2sin 2θ=则 45θ=︒P 在0x 处产生的磁感应强度大小P B0tan 45PB B ︒=所以 0P B B =故C 正确；D ．0x 处合磁场的磁感应强度大小为002sin 45B B B ==︒故D 错误。
故选C 。
10．N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布，熔喷布的纤维里加入了驻极体材料，它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm 量级或更小的微粒，从而有了更好的过滤效果。
制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化，然后在强电场中进行极化冷却。
电介质中每个分子都呈电中性，但分子内正、负电荷分布并不完全重合，每个分子可以看成是等量异号的电荷对。
如图所示，某种电介质未加电场时，分子取向随机排布，熔化时施加水平向左的匀强电场，正、负电荷受电场力的作用，分子取向会发生一致性的变化。
冷却后撤掉电场，形成驻极体，分子取向能够较长时间维持基本不变。
这个过程就像铁在强磁场中被磁化成磁铁的过程。
根据以上信息可知，下列说法中正确的是（ ）A ．驻极体能够吸引带电的微粒，但不能吸引电中性的微粒B ．驻极体吸附小微粒利用了静电感应，所以驻极体所带的总电荷量一定不为零C ．不带电的微粒也能被驻极体吸引，但并不会中和驻极体表面的电荷D ．加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是驻极体向外放电使电荷减少的结果【答案】C【解析】【分析】【详解】A．极体不仅能够吸引带电的微粒，还能依靠静电效应吸引微小的电中性颗粒，故A错误；B．极体吸附小微粒利用了静电感应，但驻极体内部的总电荷量为零，只是分子取向一致，对外显示静电效应而已，故B错误；C．带电的微粒由于静电效应能被驻极体吸引，但驻极体内部正负电荷代数和为零，不存在中和现象，故C正确；D．有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是因为驻极体内部的分子取向再次变得杂乱无章的缘故，故D错误。