福建省宁德市霞浦第一中学物理第十三章 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．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）

A． B． C． D．

【答案】B

【解析】

【分析】

要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向．

【详解】

地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确．

【点睛】

主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定．

2．如图为两组同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示的I1方向的电流，则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是( )

A．I2顺时针方向，F沿半径指向圆心

B．I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外

C．I2逆时针方向，F沿半径指向圆心

D．I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外

【答案】D

【解析】

【详解】

如图内线圈的电流方向为顺时针方向，由安培定则分析得知，外线圈中磁通量方向向里，当I1增大时，穿过外线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针，外线圈所在处磁场方向向外。根据左手定则分析得到：I2受到的安培力F方向是沿半径背离圆心向外．所以D正确，ABC错误。

3．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；

4．降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱．某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪过程包括如下几个环节：首先，由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低频噪声（比如 100Hz～1000Hz）；接下来，将噪声信号传至降噪电路，降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作；在降噪电路处理完成后，通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声；最后，我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了．对于该降噪耳机的下述说法中，正确的有

A．该耳机正常使用时，降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能够完全抵消

B．该耳机正常使用时，该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有频率的噪声

C．如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小，则该耳机降噪效果一定会更好

D．如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则耳机使用者可能会听到更强的噪声

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．因周围环境产生的噪声频率在100Hz～1000Hz范围之内，而降噪电路只能发出某一种与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声，所以降噪电路发出的声波与周围环境的噪声不能够完全抵消，即不能完全消除来自周围环境中所有频率的噪声，选项AB错误；

C．如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变大，则该耳机降噪效果一定会更好，选项C错误；

D．如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则在降噪电路处理完成后，通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声，则耳机使用者可能会听到更强的噪声，选项D正确；

故选D.

5．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．03BIL B．05BIL C．07BIL D．03BIL

【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

2200000222cos603BBBBBB

由F=BIL得通电直导线O受到的安培力大小为

03FBIL

故选A。

6．如图所示，把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置，它们的圆心位于一个共同点O上，当通以相同大小的电流时，O点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比是( )

A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．2∶1

【答案】B

【解析】

【详解】

根据安培定则可知，竖直方向的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为B，水平方向的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向竖直向上，大小为B，两者相互垂直，圆心O处的磁感强度的大小是2OBB，一个线圈单独产生的磁感应强度大小为B，则O点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比2:1，故B正确，A、C、D错误；

故选B．

【点睛】

该题是关于磁场的叠加问题，首先运用安培定则每个圆环在圆心O处产生的磁感应强度的方向，利用平行四边形定则进行矢量合成，即求出O处的磁感应强度大小．

7．2019年被称为5G元年，这一年全球很多国家开通了5G网络。5G网络使用的无线电波通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比目前4G通信频率在0.3GHz~3.0GHz

间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（ ）

A．4G信号是横波，5G信号是纵波

B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象

C．5G信号比4G信号波长更长，相同时间传递的信息量更大

D．5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A错误；

B．4G和5G信号的频率不同，不能发生稳定的干涉现象，故B错误；

C．5G信号比4G信号波长小，频率高，光子的能量大，故相同时间传递的信息量更大，故C错误；

D．因5G信号的频率高，则波长小，4G信号的频率低，则波长长，则5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故D正确。

故选D。

8．三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2B

B．当I1=3I，I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为3B

C．当I2=3I，I1=I3=I时，O点的磁感应强度大小为32B

D．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012BB；

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4B0=2B，故A正确，B错误；

CD．当I2=3I，I1=I3=I时，B1=B3=B0，B2=3B0，示意图如图丙所示

由图丙解得O点的磁感应强度大小为0233BB，同理可得，当I3=3I，I1=I2=I时，O点的磁感应强度大小也为3B，故CD错误。

故选A。

9．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。

故选C。

10．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IA和IB，∠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IBkr，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IB与IA之比为（ ）

A．12 B．24 C．22 D．14

【答案】A