高中物理必修第3册第十三章-电磁感应与电磁波试卷复习练习(Word版-含答案)

高中物理必修第3册第十三章电磁感应与电磁波试卷复习练习(Word版含答案)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Ol、O2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MOl=O1N=NO2=O2P．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B1、N点的磁感应强度大小为B2，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．21BBB．212BBC．122BB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1122MOONNOOPl，设单个环形电流在距离中点l位置的磁感应强度为1lB，在距离中点3l位置的磁感应强度为3lB，故M点磁感应强度113llBBB，N点磁感应强度211llBBB，当拿走金属环B后，P点磁感应强度2312PlBBBB，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，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是()A．ab向左运动，cd向右运动B．ab向右运动，cd向左运动C．ab、cd都向右运动D．ab、cd保持静止【答案】A【解析】【分析】【详解】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动；A.ab向左运动，cd向右运动，与结果一致，故A正确；B.ab向右运动，cd向左运动，与结果不一致，故B错误；C.ab、cd都向右运动，与结果不一致，故C错误；D.ab、cd保持静止，与结果不一致，故D错误；3．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kIBr（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322kIveaC．方向垂直纸面向里，大小为32kIveaD．方向垂直纸面向外，大小为232kIvea【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，L1在O点产生的磁感应强度大小为B1＝ kIa，L2在O点产生的磁感应强度大小为B2＝ 2kIa，L3在O点产生的磁感应强度大小为B3＝2 kIa，先将B2正交分解，则沿x轴负方向的分量为B2x＝ 2kIasin45°＝ 2kIa，同理沿y轴负方向的分量为B2y＝ 2kIasin45°＝ 2kIa，故x轴方向的合磁感应强度为Bx＝B1+B2x＝3 2kIa，y轴方向的合磁感应强度为By＝B3−B2y＝3 2kIa，故最终的合磁感应强度的大小为22322xykIBBBa＝＝，方向为tanα＝ yxBB＝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＝32 2kIvea，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.4．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。5．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BB．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。6．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.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∶1B．2∶1C．1∶2D．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．9．通电直导线在其周围形成的磁场中某一点的磁感应强度大小与电流的大小成正比，与该点到导线的垂直距离成反比．如图所示，菱形ABCD在水平面内，O点为菱形的中心，∠DAB＝60°，在A、B、C三点垂直于水平面放置三根平行直导线，导线中电流的大小和方向均相同，则O点和D点处的磁感应强度方向的关系以及大小之比为()A．相反，1∶2B．相同，1∶1C．垂直，2∶1D．垂直，1∶2【答案】B【解析】【详解】如图甲所示，A、C处导线在O点处产生的磁场的磁感应强度等大反向，矢量和为零，B处导线在O点处产生的磁场的磁感应强度沿OC方向，设菱形的边长为a，导线中的电流大小为I，则O点处的磁感应强度大小为02BkIa．如图乙所示，A、C处导线在D点处产生的磁场的磁感应强度的矢量和为kIa，方向垂直BD向右，B处导线在D点处产生的磁场的磁感应强度方向垂直BD向右，大小为kIa，因此D点处的磁感应强度方向垂直BD向右，大小为2DBkIa，则O、D两点处的磁感应强度方向相同，大小之比为1∶1，B正确．10．丹麦物理学家奥斯特在1820年通过实验发现电流磁效应，下列说法正确的是()A．奥斯特在实验中观察到电流磁效应，揭示了电磁感应定律B．将直导线沿东西方向水平放置，把小磁针放在导线的正下方，给导线通以足够大电流，小磁针一定会转动C．将直导线沿南北方向水平放置，把小磁针放在导线的正下方，给导线通以足够大电流，小磁针一定会转动D．将直导线沿南北方向水平放置，把铜针(用铜制成的指针)放在导线的正下方，给导线通以足够大电流，铜针一定会转动【答案】C【解析】【分析】【详解】奥斯特在实验中观察到了电流的磁效应，而法拉第发现了电磁感应定律；故A错误；将直导线沿东西方向水平放置，把小磁针放在导线的正下方时，小磁针所在位置的磁场方向可能与地磁场相同，故小磁针不一定会转动；故B错误；将直导线沿南北方向水平放置，把小磁针放在导线的正下方，给导线通以足够大电流，由于磁场沿东西方向，则小磁针一定会转动；故C正确；铜不具有磁性，故将导线放在上方不会受力的作用，故不会偏转；故D错误；故选C．【点