第十三章电磁感应与电磁波初步 一、选择题（共 15 题） 1．下列有关物理学史的说法，正确的是（ ） A．库仑发现了电流的磁效应 B．法拉第提出了电磁感应定律 C．奥斯特发现了电磁感应现象 D．安培发现了感应电流方向的一般规律 2．关于电场和磁场的下列说法中，正确的是（　　） A．在电场中，同一等势面上，各点的电场强度大小一定相等 B．在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能一定大 C．通电导线在磁场中某处受到的磁场力为零，则说明该处的磁感应强度为零 D．空间中可以同时存在电场和磁场 3．如图为“探究感应电流与磁通量变化关系”的实验装置图．下列操作中不能产生感应电流的是 A．开关 S 闭合瞬间 B．开关 S 断开瞬间 C．开关 S 闭合后，变阻器滑片 P 移动 D．开关 S 闭合后，变阻器滑片 P 不移动 4．如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针，直导线通以向右的恒定电流，不计 其他磁场的影响，则小磁针（　　） A．保持不动 B．N 极向下转动 C．N 极将垂直于纸面向里转动 D．N 极将垂直于纸面向外转动 5．关于磁场，以下说法正确的是（　　） A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式 B  F ，它跟 F，I，L 都有关 IL C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 6．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为 1T 的匀强磁场中，以导线为中心，半径为 R 的圆周 上有 a、b、c、d 四个点，已知 c 点的实际磁感应强度为 0，则下列说法中正确的是（　　） A．直导线中电流方向垂直纸面向里 B．d 点的磁感应强度为 0 C．a 点的磁感应强度为 2T，方向向右 D．b，d 两点的磁感应强度相同 7．下图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（　　） A．小锤击打铃碗时，电磁铁没有磁性 B．电磁铁吸引衔铁，电能转化为机械能 C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，且 A 端为 S 极 8．关于电磁波传播速度表达式 c＝λf，下列说法正确的是 (　　) A．波长越长，传播速度越快 B．频率越高，传播速度越快 C．发射能量越大，传播速度越快 D．电磁波的传播速度与传播介质有关 9．下列描述中符合物理学史实的是 A．奥斯特提出了分子电流假说，并很好地解释了一些磁现象 B．安培提出了用电场线来描述电场的观点 C．库仑发现了真空中两个静止电荷之间的相互作用规律 D．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应 10．下列关于电磁感应的说法正确的是（　　） A．只要导线做切割磁感线的运动，导线中就产生感应电流 B．只要闭合金属线圈在磁场中运动，线圈中就产生感应电流 C．闭合金属线圈放在磁场中，只要磁感应强度发生变化，线圈中就产生感应电流 D．闭合金属线圈放在磁场中，只要线圈中磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流 11．下列说法正确的是（　　） A．法国物理学家傅科曾经详尽地研究过单摆的振动，发现单摆做简谐运动的周期 T 与摆长 l 的二次方根成 正比 B．奥地利物理学家多普勒发现波源与观察者靠近时，观察者接收到的频率小于波源频率 C．英国物理学家托马斯·杨用激光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝，成功观察到了光的干涉 现象 D．德国科学家赫兹在实验中发现了电磁波，并进一步发现了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等 现象 12．如图所示，三条长直导线处于同一平面内，导线 a1a2 与导线 b1b2、c1c2 均垂直，M 点到三条导线的距离 均相等，N 点与 M 点关于导线 a1a2 对称。当三条长直导线中分别通以方向如图的恒定电流 I1、I1 与 I2 时，M 点的磁感应强度为 2B0，N 点的磁感应强度为 B0。下列说法正确的有（　　） A．当导线 a1a2 与 b1b2 中的电流均变为零时， N 点的磁感应强度为 2B0 B．当导线 a1a2 与 b1b2 中的电流均变为零时，N 点的磁感应强度为 B0 B0 C．当导线 b1b2 与 c1c2 中 的电流均变为零时，N 点的磁感应强度为2 D．当导线 b1b2 与 c1c2 中的电流均变为零时，N 点的磁感应强度为 B0 2 13．下列关于振动和波的说法正确的是______． A．在空间某处只要有振动发生，周围空间一定会形成机械波 B．声源振动频率越高，在同种介质中形成的声波的波长就越短 C．机械波、电磁波和光波都适用公式 v=λf （v 波速，λ 波长，f 频率） D．声波和光波的波速只与介质有关，而跟频率、强度均无关 E．机械波、电磁波和光波都会产生干涉、衍射和折射现象 14．如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是（ ） A． B． C． D． 15．如图所示，通电直导线 MN 与闭合的矩形金属线圈 abcd 彼此绝缘，它们处于同一水平面内，直导线与 线圈的对称轴线重合，直导线中电流方向由 M 到 N．为了使线圈中产生感应电流，可行的方法是( A．减弱直导线中的电流强度 B．MN 不动，使线圈上下平动 C．MN 不动，使线圈向右平动 D．MN 不动，使线圈向左平动 ) 二、填空题 16．磁通量 （1）定义：匀强磁场中_____和与磁场方向____ 的平面面积 S 的乘积。即 Φ=BS。 （2）拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的______与磁感应强度的乘积表示磁通量。 （3）单位：国际单位是______，简称韦，符号是 Wb，1 Wb=______。 （4）引申： B   ，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。 S 17．如图所示的电器工作时，与电磁波应用有关的是___ 18．实验表明,当穿过闭合回路的________________发生变化时,闭合回路中应有__________________产 生。 19．长波的波长范围为 3 000～30 000 m，短波的波长范围为 10～50 m，则长波的频率范围是________， 短波的频率范围是________。 三、综合题 20．如图所示，在边长为 2l 的正方形区域内存在着磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里， 有一边长为 l 的正方形导线框沿垂直磁场的方向以速度 v 匀速通过磁场区域，从 ab 刚进入磁场时开始计时 (t  0) ： (1)指出哪些时间段内有感应电流产生； (2)画出磁通量随时间变化的图像。 2 21．将面积为 0.4m 的导线环置入通电螺线管中部，环面与磁场方向垂直，已知穿过导线环的磁通量是 2.0 �102 Wb ，求导线环处磁场的磁感应强度。 22．如图，匀强磁场的磁感应强度 B 为 0.2T ，方向沿 x 轴的正方向，且线段 MN 、 DC 相等，长度为 0.4m ，线段 、 Φ3 NC 、 EF 、 MD 、 NE 、 CF 相等，长度为 0.3m ，通过面积 S MNCD 、 S NEFC 、 SMEFD 的磁通量 1 、 2 各是多少？ 23．某居住地 A 位于某山脉的一边，山脉的另一边 P 处建有一无线电波发射站，如图所示。该发射站可发 8 送频率为 400kHz 的中波和频率为 300MHz 的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为 3 �10 m/s ， 求： （1）该中波和微波的波长各是多少； （2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地 A 处； （3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？参考答案： 1．B 【详解】 AC．奥斯特发现了电流的磁效应，故 AC 错误； B．法拉第提出了电磁感应定律，故 B 正确； D．楞次发现了电磁感应电流方向的一般规律，故 D 错误。 故选 B。 2．D 【详解】 A．在等势面上，电势处处相等，场强不一定相等，故 A 错误； B．根据电势能与电势的关系为 Ep  q 可知电势高的地方，正电荷在该点的电势能越大，相反，负电荷在该点电势能越小，故 B 错误； C．直通电导线在某处不受磁场力作用，可能是导线与磁感线平行，未必是此处的磁感应强度为零。故 C 错误； D．空间中可以同时存在电场和磁场，故 D 正确。 故选 D。 3．D 【详解】 A 项：开关 S 闭合瞬间，穿过线圈 B 的磁通量发生变化，线圈产生感应电流，故 A 错误； B 项：开关 S 断开瞬间，穿过线圈 B 的磁通量发生变化，有感应电流产生，故 B 错误； C 项：开关 S 闭合后，变阻器滑片 P 移动，穿过线圈 B 的磁通量发生变化，有感应电流产生，故 C 错误； D 项：开关 S 闭合后，变阻器滑片 P 不移动，穿过线圈 B 的磁通量不发生变化，没有感应电流产生，故 D 正确． 故选 D． 4．C 【详解】 根据安培定则，小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向里，N 极将垂直于纸面向里转动。 故选 C。 5．D 【详解】 A．电流在磁场中某点的受力情况，与电流方向和磁场的夹角有关，若电流方向和磁场方向平行，则电流 不受磁场力的作用，故 A 错误； B．磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与 F、I、L 都无关，故 B 错误； C．磁场中某点的磁感应强度的方向和该点的磁场方向一致，故 C 错误； D．当平面与磁场垂直时，穿过平面的磁通量为   BS 可得 B  S 即磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量，故 D 正确。 故选 D。 6．C 【详解】 A．由题，c 点的磁感应强度为 0，说明通电导线在 c 点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相 等、方向相反，即得到通电导线在 c 点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线 中的电流方向垂直纸面向外．故 A 错误； B．通电导线在 d 处的磁感应强度方向竖直向上，根据磁场的叠加可知 d 点感应强度为 2 T，方向与 B 的 方向成 45°斜向上，不为 0．故 B 错误； C．通电导线在 a 处的磁感应强度方向水平向右，则 a 点磁感应强度为 2T，方向向右．故 C 正确； D．通电导线在 b 点产生的磁感应强度大小为 1T，方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得 知，b 点感应强度为 2 T，方向与 B 的方向成 45°斜向下；则 b，d 两点的磁感应强度大小相同，方向不 同，故 D 错误。 故选 C。 7．D 【详解】 AB．闭合开关时