天津市静海区物理第十三章电磁感应与电磁波精选测试卷专题练习一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象认识它，这种方法在科学上叫做“转换法”，下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是（）A．研究电流、电压和电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系；然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系B．用磁感线去研究磁场问题C．研究电流时，将它比做水流D．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定【答案】D【解析】【分析】【详解】A．这种研究方法叫控制变量法，让一个量发生变化，其它量不变，A错误；B．用磁感线去研究磁场问题的方法是建立模型法，使抽象的问题具体化，B错误C．将电流比做水流，这是类比法，C错误D．判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，即将电流的有无转化为灯泡是否发光，故是转化法，D正确。
故选D。
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32B，方向垂直于AC向下C 3，方向垂直于AC向上D3，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 ．大小为32B ，方向垂直于AC 向上 与上述结论不相符，故C 错误；D 3，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点处的磁感应强度方向夹角为120°，合磁感应强度B B'=．如图所示：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．已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B0与通电导线中的电流强度I成正比，与该点到通电导线的距离r成反比，即0IB kr=，式中k为比例系数。
现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置，空间中存在平行于图示的菱形PbQa的匀强磁场（图中未画出）。
已知菱形PbQa 的边长也为L ，当导线a 和b 中通以大小相等、方向如图所示的电流I 时，P 点处的磁感应强度恰好为零。
则下列说法正确的是（ ）A ．Q 点处的磁感应强度大小为I kLB ．匀强磁场的方向从P 点指向Q 点，大小为2I kLC ．匀强磁场的方向从Q 点指向P 点，大小为2I k LD ．两导线连线中点处的磁感应强度大小为3I k L【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由题意知每股电流在P 点处产生的磁场的磁感应强度大小为I B kL， 由安培定则知导线a 和b 中的电流在P 点处产生的磁场的磁感应强度方向分别垂直Pa 和Pb 。
BC ．由平行四边形定则知匀强磁场的磁感应强度方向应由P 点指向Q 点，且大小为I k L，才能使P 点处的合磁感应强度恰为零，B 、C 项错误； A ．同理可知Q 点处的磁感应强度也为零，A 项错误； D ．由于两导线连线中点到两导线的距离均为2L，两导线在该处产生的磁感应强度加倍，大小均为2I k L ，合磁感应强度的大小为3Ik L，D 项正确。
故选D 。
5．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 ．匀强磁场的磁感应强度大小为03B ，方向竖直向上 B ．匀强磁场的磁感应强度大小为03B ，方向竖直向下C ．匀强磁场的磁感应强度大小为02B ，方向水平向右D ．匀强磁场的磁感应强度大小为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 。
6．如图是生产中常用的一种延时继电器，铁芯上有两个线圈P和Q，线圈P与电源连接，线圈Q与电流表G连接，分别构成闭合回路。
下列说法正确的是（）A．闭合S瞬间，线圈P具有延时作用B．断开S瞬间，线圈Q具有延时作用C．闭合S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→bD．断开S瞬间，Q中感应电流的方向为b→G→a【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．将S断开闭合，导致穿过线圈Q的磁通量变化，根据楞次定律可知，线圈Q产生有延时的作用，故A错误，B正确；C．闭合S瞬间，线圈P产生磁场，Q的磁通量变大，根据楞次定律，穿过Q中感应电流的方向为b→G→a，故C错误；D．断开S瞬间，线圈P产生磁场，Q的磁通量变小，根据楞次定律，穿过Q中感应电流的方向为a→G→b，故D错误。
故选B。
7．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sinθ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B0.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x0处产生的磁感应强度大小为B0D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0【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sin θ=则45θ=︒P 在0x 处产生的磁感应强度大小P Btan 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0sin 45B B ==︒故D 错误。
故选C 。
8．如图甲所示，是某电磁泵的结构示意图，竖直面上的矩形铁芯留有缝隙，缝隙间垂直嵌入横截面为矩形的金属泵沟（泵沟是闭合的环形，图中只画出了一部份），泵沟与铁芯间绝缘，泵沟内是液态金属，它的左右侧接有电极．图乙给出了绕组的绕线和整个电路的连接情况．由此可判断，当接通交流电源后，泵沟内的液态金属流动的情况是图甲图乙A．始终由内流向外B．始终由外流向内C．内外来回流动D．不会流动【答案】A【解析】【分析】【详解】线圈中接有交变电流，交变电产生交变磁场，交变磁场在泵沟内产生交变电场，当产生的交变磁场方向竖直向下在增大时，根据“麦克斯韦电磁场”理论可知，在泵沟中产生从上往下看逆时针的电场，在电场中形成逆时针的电流，所以液态金属流动方向从内流向外，同理可知，当产生的交变磁场方向竖直向上在增大时，液态金属流动方向从内流向外；故选A．9．如图所示，在等腰直角三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线，其电流强度分别为I A和I B，∠A=45°，通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小IB kr，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。
当一小磁针在C点N极所受磁场力方向沿BC方向时，两直导线的电流强度I B与I A 之比为（）A．12B．24C．22D．14【答案】A【解析】【分析】【详解】由题意可知C点处磁场的磁感应强度B合的方向平行BC向右，设A点处导线和B点处导线在C 点处形成的磁场的磁感应强度大小分別为A B 和B B ，方向分别与AC 和BC 垂直，如图所示由图可知2sin 45B A B B =︒= 又由于BBCB AA ACkI l B kI B l = 计算可得12B A I I = 故A 正确，B 、C 、D 错误； 故选A 。
10．在导线中电流在周围空间产生的磁感应强度大小为： IB kr=，k 为常数，r 为到导线的距离，如图所示，两个半径相同，材料不同的半圆环并联地接在电路中，电路中的总电流为I ，流过ABD 半圆环的电流为3I ，流过ACD 半圆环的电流为23I ,在圆环圆心处电流产生的磁场的磁感应强度为B ，若将ABD 半圆环绕直径AD 转过90°，这时在O 点的磁感应强度大小为（ ）A ．3B B 5C 2BD ．B【答案】B 【解析】ABD 半圆环的电流和ACD 半圆环的电流产生的磁场在O 点处的磁场的磁感应强度方向相反，根据磁场叠加可知，半圆环中13I 电流在O 点产生的磁场的磁感应强度大小为B ，那么ACD 半圆环的电流为23I ，在O 点产生磁场的磁感应强度大小为2B ，因此将ABD 半圆环绕直径转过90°，这时在O 点磁场的磁感应强度大小为22(2)5B B B B '=+=，故B 正确，ACD 错误；故选B ．11．如图通有向上电流的导体AA '、BB '、CC '和'DD 为正方体的棱，电流大小均为I ，O 为正方体的中心，O '为面ABB A ''的中心，电流AA '在O '点产生的磁感应强度大小为B ，已知直导线在过导线中央的垂直平面某处产生的磁感应强度与电流成正比、与距离成反比，则下列说法正确的是（ ）A ．电流AA '在O 2B B ．O '处的磁感应强度方向沿AA B B ''平面垂直指向BB 'C ．若仅将AA '中电流反向，O 2BD ．若仅将AA '中电流加倍，O 2B 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】设正方体的棱长为a ，AA '到O '点的距离为2a，到O 的距离 222()()22a a d =+=直导线在过导线中央的垂直平面某处产生的磁感应强度与电流成正比、与距离成反比，设电流为I ，距离为r ，比例系数为k ，则磁感应强度IB kr= A ．电流AA '在O '点产生的磁感应强度大小为B ，则电流AA '在O 点产生的磁感应强度大2，选项A 正确；B ．由安培定则可知，O '处的磁感应强度方向沿AA B B ''平面垂直指向BB '，选项B 正确；C ．AA '、BB '、CC '、'DD 中电流相等，它们到O 点的距离相等，它们在O 点产生的磁感应强度相等都是22B ，若AA '方向反向，由安培定则可知，AA '在O 点产生的磁场方向与BB '、CC '、'DD 在O 点产生的的磁场方向相反，AA '、BB '、CC '、'DD 在O 点产生的总磁场为2B ，选项C 正确；D ．若仅将AA '中电流加倍，AA '在O 处产生的磁感应强度为2B ，BB '、CC '、'DD 中电流在O 处产生的磁感应强度为22B ，则O 处的磁感应强度大小为 222B B B -= 选项D 错误。