高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷达标检测（Word 版 含解析）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．如图为两形状完全相同的金属环A 、B 平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O l 、O 2的连线为一条水平线，其中M 、N 、P 为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO l =O 1N=NO 2 =O 2P ．当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M 点的磁感应强度大小为B 1、N 点的磁感应强度大小为B 2，如果将右侧的金属环B 取走，P 点的磁感应强度大小应为A ．21B B - B ．212B B -C ．122B B -D ．13B 【答案】B 【解析】对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在轴线上的磁场方向均是向左，故P 点的磁场方向也是向左的.设1122MO O N NO O P l ====，设单个环形电流在距离中点l 位置的磁感应强度为1l B ，在距离中点3l 位置的磁感应强度为3l B ，故M 点磁感应强度113l l B B B =+，N 点磁感应强度211l l B B B =+，当拿走金属环B 后，P 点磁感应强度2312P l B B B B ==-，B 正确；故选B. 【点睛】本题研究矢量的叠加合成(力的合成，加速度，速度，位移，电场强度，磁感应强度等)，满足平行四边形定则；掌握特殊的方法（对称法、微元法、补偿法等）．2．如图所示，三根相互平行的固定长直导线1L 、2L 和3L 垂直纸面如图放置，与坐标原点分别位于边长为a 的正方形的四个点上， 1L 与2L 中的电流均为I ，方向均垂直于纸面向外， 3L 中的电流为2I ，方向垂直纸面向里（已知电流为I 的长直导线产生的磁场中，距导线r 处的磁感应强度kIB r=（其中k 为常数）．某时刻有一质子（电量为e ）正好沿与x 轴正方向成45°斜向上经过原点O ，速度大小为v ，则质子此时所受磁场力为( )A．方向垂直纸面向里，大小为23kIveaB ．方向垂直纸面向外，大小为32kIveC ．方向垂直纸面向里，大小为32kIveD ．方向垂直纸面向外，大小为23kIve【答案】B 【解析】 【详解】根据安培定则，作出三根导线分别在O 点的磁场方向，如图：由题意知，L 1在O 点产生的磁感应强度大小为B 1＝ kI a，L 2在O 点产生的磁感应强度大小为B 2＝2a L 3在O 点产生的磁感应强度大小为B 3＝2 kIa，先将B 2正交分解，则沿x 轴负方向的分量为B 2x ＝ 2a °＝ 2kIa，同理沿y 轴负方向的分量为B 2y ＝2a °＝ 2kI a ，故x 轴方向的合磁感应强度为B x ＝B 1+B 2x ＝3 2kIa，y 轴方向的合磁感应强度为B y ＝B 3−B 2y ＝32kI a ，故最终的合磁感应强度的大小为22322x y kI B B B a＝＝，方向为tanα＝ yxB B ＝1，则α=45°，如图：故某时刻有一质子（电量为e）正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O，由左手定则可知，洛伦兹力的方向为垂直纸面向外，大小为f＝eBv＝322kIvea，故B正确; 故选B．【点睛】磁感应强度为矢量，合成时要用平行四边形定则，因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提.3．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为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，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（）A．0 B．0.5B C．B D．2 B【答案】A【解析】试题分析：乙为双绕线圈，两股导线产生的磁场相互抵消，管内磁感应强度为零，故A正确．考点：磁场的叠加名师点睛：本题比较简单，考查了通电螺线管周围的磁场，弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解答本题．4．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是（）A ．将电键突然断开的瞬间B ．线圈中通以恒定的电流C ．通电时，使滑动变阻器的滑片P 做加速移动D ．通电时，使滑动变阻器的滑片P 做匀速移动 【答案】B 【解析】 【详解】A.将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过铜环a 的磁通量减小，产生感应电流，故A 不符合题意；B.线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环a 的磁通量不变，没有感应电流产生，故B 符合题意；C.通电时，使变阻器的滑片P 作加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环a 磁通量变化，产生感应电流，故C 不符合题意；D.通电时，使变阻器的滑片P 作匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，回路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过铜环a 磁通量增大，产生感应电流，故D 不符合题意；5．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 3，方向垂直于AC 向下 C 3，方向垂直于AC 向上 D 3，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 。

6．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述符合物理学史实的是（ ）A ．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了人类对电磁现象的研究B ．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C ．牛顿利用“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点D ．胡克认为弹簧的弹力与弹簧的长度成正比 【答案】A 【解析】 【详解】A 、法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，故A 正确；B 、伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验验证这个结论．故B 错误．C 、伽利略利用“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点，故C 错误；D 、胡克认为弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D 错误.故选A. 【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．7．如图所示，真空中两个等量异种点电荷＋q (q ＞0)和-q 以相同角速度绕O 点在纸面中沿逆时针方向匀速转动，O 点离＋q 较近，则( )A ．O 点的磁感应强度方向始终垂直纸面向外B ．O 点的磁感应强度方向始终垂直纸面向里C ．O 点的磁感应强度方向随时间周期性变化D ．O 点的磁感应强度大小随时间周期性变化 【答案】A 【解析】 【详解】点电荷＋q 绕O 点匀速转动，相当于逆时针方向的环形电流，由安培定则可知，在O 点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外；点电荷－q 绕O 点匀速转动，相当于顺时针方向的环形电流，由安培定则可知，在O 点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里．因＋q 离O 点近，＋q 在O 点激发的磁场的磁感应强度较强，故合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，选项A 正确，B 、C 错误；由于＋q 和－q 离O 点的距离始终保持不变，则等效电流在该点产生的磁感应强度大小不变，合磁场的磁感应强度大小保持不变，选项D 错误．8．如图，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP =90 。

在M 、N 处各有一条长直导线垂直于纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流、方向如图所示，这时O 点磁感应强度的大小为B 1；若将N 处的长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小变为B 2。

则B 1与B 2之比为A ．1∶1B ．12C 2∶1D ．2∶1【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知O 点为MN 的中点，O 点磁感应强度的大小为B 1，则可知M 和N 在O 点处产生的磁场磁感应强度为12B ；当将N 处的长直导线移至P 处后，M 和N 在O 处产生的磁场如图所示：由几何关系可知O 点的合磁感应强度大小为：112222B B B =⨯= 所以：11212::2:12B B B B == 故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

9．三条在同一平面（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 ，方向如图所示。

a 、b 和c 三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上，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B 1、B 2和B 3，下列说法正确的是（ ）A ．B 1=B 2<B 3 B ．B 1=B 2=B 3C ．a 和c 处磁场方向垂直于纸面向外，b 处磁场方向垂直于纸面向里D ．a 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 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB ．由安培定则判断，对a 和b ，其临近的两条导线在a 和b 点产生的磁感应强度等大方向，磁感应强度相互抵消，则a 和b 处的磁感应强度就等于远离的那条导线产生的磁感应强度，有12B B =；对c ，其临近的两条导线在c 产生的磁感应强度等大同向，磁感应强度加倍，而远离c 的那条导线在c 产生的磁感应强度小于其临近的两条导线在c 产生的磁感应强度，且方向相反，在c 处的磁感应强度3B 应大于a 和b 处的磁感应强度1B 和2B , A 正确，B 错误；CD ．由安培定则判断可得a 和b 处磁场方向垂直于纸面向外，c 处磁场方向垂直于纸面向里，CD错误；故选A．10．如图所示，三根通电长直导线A、B、C互相平行，其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线中通入的电流大小相等，且A、C中电流方向垂直于纸面向外，B中电流方向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度kIBr =，其中I为通电导线中的电流强度，r为某处到通电直导线的距离，k为常量．下列说法正确的是( )A．A所受磁场作用力的方向与B、C所在平面垂直B．B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直C．A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2D．A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．利用右手定则可知：A处的合磁场方向沿AC方向，所以A所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直，A错；B．利用右手定则可知：B处的合磁场方向沿AC方向，所以B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直，B对；CD．知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度kIBr=，根据磁场的叠加知：A处的磁场大小为22kIr，而B2kIr，所以A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:2，C对，D错；故选：BC11．某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，该激光器发出的A．是紫外线B．是红外线C．光子能量约为1.3×10-18J D．光子数约为每秒3.8×1016个【答案】BD【解析】【分析】 【详解】波长的大小大于可见光的波长，属于红外线．故A 错误，B 正确．光子能量8341963106.63101.326101.510cE h J J λ---⨯=⨯⨯=⨯⨯＝．故C 错误．每秒钟发出的光子数163.810Ptn E =⨯＝．故D 正确．故选BD ． 【点睛】 解决本题的关键熟悉电磁波谱中波长的大小关系，以及掌握光子能量与波长的大小关系cE hλ=．12．如图所示，两根细长直导线平行竖直固定放置，且与水平固定放置的光滑绝缘杆MN 分别交于a 、b 两点，点O 是ab 的中点，杆MN 上c 、d 两点关于O 点对称．两导线均通有大小相等、方向相反的电流，通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B =Ikr，其中I 为导线中电流大小，r 为该点到导线的距离，k 为常量．一带负电的小球穿在杆上，以初速度v 0由c 点沿杆运动到d 点．设在c 、O 、d 三点杆对小球的支持力大小分别为F c 、F O 、F d ，则下列说法正确的是A ．F c =F dB ．F O <F dC ．小球做变加速直线运动D ．小球做匀速直线运动 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】CD ．根据右手螺旋定则可知，从a 点出发沿连线运动到b 点，左边直导线产生的磁场垂直纸面向里，右边直导线产生的磁场垂直纸面也向里；距离左边直导线x 处的合磁场12()I I kIl B B B kk x l x x l x =+=+=-- 由数学知识可知，当12x l = 时B 最小，可知在ab 连线中点O 处磁场最弱，连线上合磁场大小先减小过O点后增大，方向先里，根据左手定则可知，小球从a向b运动过程中，受到向下的洛伦兹力作用，在速度方向不受力的作用，则将做匀速直线运动，故C错误，D 正确．AB．cd两点关于O点对称，磁感应强度相等，则小球受洛伦兹力相等，则杆对小球的支持力F c=F d；O点磁场最弱，则F O<F d，选项AB正确；故选ABD．点睛：本题考查了右手螺旋定则和左手定则的熟练应用，正确解答带电粒子在磁场中运动的思路为明确受力情况，进一步明确其运动形式和规律．13．下列说法中正确的是（）A．机械波和电磁波都能在真空中传播B．铁路，民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测C．根据狭义相对论的原理知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的D．两列波叠加时产生干涉现象，其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的【答案】CD【解析】【分析】【详解】机械波的传播需要介质，A错；红外线热效应显著，而穿透本领较弱，不能用来安检，铁路、民航等安检口使用x射线线对行李内物品进行检测．故B错误．根据相对论的基本原理得知：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．故C正确．两列波发生干涉时，振动加强区域与减弱区域是相互间隔，是稳定不变的．故D正确．14．如图，正四棱柱abcd—a′b′c′d′的两条棱bb′和dd′上各有一根通有相同恒定电流的无限长直导线，则（）A．a点磁场方向平行于db连线B．a、c两点的磁感应强度相同C．ac连线上由a到c磁感应强度先增大后减小D．穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．由右手螺旋定则可知，bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度垂直纸面向外，dd′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿ab向下，且两导线在a处产生的磁感应强度大小相等，由矢量合成可知，a点磁场方向平行于db连线，故A正确；B．由右手螺旋定则可知，dd′处通电导线在c点产生的磁感应强度垂直纸面向里，bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿cd向上，且两导线在c处产生的磁感应强度大小相等，由矢量合成可知，c点磁场方向平行于db连线，但与a点磁场方向相反，故B错误；C．由于ac与bd相互垂直，设垂足为M，由右手螺旋定则可知，M点的磁感应强度为0，则ac连线上由a到c磁感应强度先减小后增大，故C错误；D．bb′处通电导线产生的磁场穿过矩形abb′a′的磁通量为0，dd′处通电导线产生的磁场穿过矩形add′a′的磁通量为0，则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数别为dd′处通电导线产生的磁场和bb′处通电导线产生的磁场，由于两导线电流相等，分别到两距形的距离相等，则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等，故D正确。