山东省聊城市物理第十三章 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．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 ．21
B B -
B ．212B B -
C ．122B B -
D ．13
B 【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2312
P 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．已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B 的表达式：00
2I B r μπ=，其中r 0是该点到通电直导线的距离，I 为电流强度，μ0为比例系数（单位为N/A 2）．试推断，一个半径为R 的圆环，当通过的电流为I 时，其轴线上距圆心O 点为r 0处的磁感应强度应为（ ）
A ．()
20322
202r I
R r + B ．()0322202IR R r μ+ C ．()2
0322
202IR R r μ+ D ．()200322
202r I R r μ+
【答案】C
【解析】 根据，00
2I B r μπ=,μ0单位为：T?m/A ； A 、等式右边单位：23m A =A/m m
，左边单位为T ，不同，故A 错误；B 、等式右边单位：3(T m/A)m A =T/m m
??，左边单位为T ，不同，故B 错误；C 、等式右边单位：23(T m/A)m A =T m
??，左边单位为T ，相同，故C 正确；D 、等式右边单位23(T m/A)m A =T m
??，左边单位为T ，相同，但当r 0=0时B =0，显然不合实际，故D 错误；故选C.
【点睛】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断，即先根据单位判断，再结合r 0取最小值进行分析.结合量纲和特殊值进行判断是解决物理问题的常见方法.
3．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．
4．2019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 。
5．如图所示，ACE 是半圆弧，O 为圆心，C 为半圆弧的最高点，37COD ∠=?，A 、C 、D 处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小均为I ，长度均为L ，A 和D 处通电直导线的电流方向垂直纸面向外，C 处通电直导线的电流方向垂直纸面向里，三根通电直导线在O 点处产生的磁感应强度大小均为B ，则O 处的磁感应强度大小为（ ）
A 5B
B ．2B
C 5B
D ．0
【答案】C
【解析】
【详解】 根据右手螺旋定则画出A 、C 、D 各通电直导线在O 处产生的磁感应强度，如图所示。将D B 分解到水平和竖直两个方向上，并分别在两个方向合成，则水平方向的合矢量
cos370.2x B B B B ?=-=
竖直方向的合矢量
sin370.4y B B B B ?=-=
所以O 点处的磁感应强度大小
225(0.2)(0.4)5
O B B B B =+=
故选C 。
6．如图所示，三条有方向的曲线可能是电场中的电场线，也可能是磁场中的磁感线。则下列说法正确的是（ ）
A ．若是磁感线，同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小
B ．若是磁感线，a 、b 两处的磁感应强度的大小不相等，B a
C ．若是电场线，同一电荷放在a 处受力可能比放在b 处受力大
D ．若是电场线，由于a 处电场强度比b 处小，故同一电荷放在a 处的电势能一定比放在b 处小
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．由于通电导线在磁场中受到的作用力不仅与磁感应强度有关，还与电流和磁感线方向的夹角有关，由sin F BIL θ=可知放在a 处的导线受力也可能比放在b 处所受安培力大；故选项A 错误；
B ．若是磁感线，磁感线疏密程度表示磁场的强弱，故a b B B ＜，则选项B 正确；
C ．若是电场线，电场线疏密程度表示电场的强弱，一定有a b E E ＜，由F =Eq 可知，同一电荷在a 处受力-定比b 处受力小，则选项C 错误；
D ．电荷在电场中的电势能与电荷的正负和电势高低有关，与电场强度大小无关，由于不知道电荷的正负，故不确定电势能大小，则选项D 错误；
故B 。
7．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03
B ，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 。
8．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 。
9．已知长直导线中电流I 产生磁场的磁感应强度分布规律是B =I k r
（k 为常数，r 为某点到直导线的距离）。如图所示，在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小分别为2I 和I 且方向相反的电流，O 点到两导线的距离相等。现测得O 点的磁感应强度的大小为0B 。则甲导线单位长度受到的安培力大小为（ ）
A ．06
B I B ．04B I
C ．03B I
D ．02
B I
【答案】C 【解析】 【详解】 设两导线间距为
d ，根据右手螺旋定则知，甲导线和乙导线在O 点的磁感应强度方向均为垂直纸面向里，根据矢量叠加有
02622I I kI B k k d d d =+=
乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小 06
B I B k
d == 则甲导线单位长度受到的安培力大小 023
B I B IL F L ?=
= C 正确，ABD 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I B k r
=，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 ．12
B ．24
C ．22
D ．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
2
sin45
2
B
A
B
B
=?=
又由于
B
BC
B
A
A
AC
kI
l
B
kI
B
l
=
计算可得
1
2
B
A
I
I
=
故A正确，B、C、D错误；
故选A。
11．如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是（）
A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转
C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转
D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．先闭合S2，构成闭合电路，当后闭合S1的瞬间时，通过线圈A的电流增大，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针发生偏转，故A正确；
B．当S1、S2闭合后，稳定后线圈B中没有磁通量的变化，因而线圈B中没有感应电流，在断开S2的瞬间，当然指针也不偏转，故B错误；
C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，穿过线圈B的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，
故C 错误；
D ．当S 1、S 2闭合后，在断开S 1的瞬间，导致穿过线圈B 的磁通量发生变化，因而出现感应电流，故D 正确，
故选AD
12．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 2
B 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 2B
D ．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2
a ，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
I B k r
= 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小为22
B ，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 '、'D
D 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2
B ，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 '、C
C '、'D
D 在O 点产生的的磁场方向相反，AA '、BB '、CC '、'DD 在O 点
，选项C 正确；
D ．若仅将AA '中电流加倍，AA '在O ，BB '、CC '、'DD
中电流在O 处产生的磁感应强度为2
B ，则O 处的磁感应强度大小为
选项D 错误。
故选ABC 。
13．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834
1963106.6310 1.326101.510
c E h J J λ---?=??=??＝．故C 错误．每秒钟发出的光子数163.810Pt n 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c
E h λ=．
14．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．
15．如图所示，用同种材料制成的四根相互平行的通电长直导线（每根导线电阻为r ）a b c d 、、、分别置于正方形的四个顶点上，四根导线都垂直于正方形所在平面。若每根通电直导线单独存在时，通电直导线上的电流I 与通电直导线上的电流在正方形中心O 处产生的感应磁场B 的大小关系为(0)I B k
k r
=>，则四根通电导线同时存在时，以下选项正确的是（ ）
A ．a 和b 通电电流都为I ，c 和d 通电电流为都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为32I k
r
，方向水平向左 B ．a 通电电流为2I ，b c d 、、通电电流都为I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为32I k r
，方向向左下方 C ．a 和b c 、通电电流都为I ，d 通电电流为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
5I k
r
，方向向左下方 D ．a 通电电流为I ，b c d 、、通电电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为5I k
r
，方向向左上方 【答案】AD
【解析】
【详解】 A.当四根导线同时存在时，根据安培定则可知，四根导线在O 点产生的磁感应方向分别为：a 导线产生的磁感应强度方向沿Oc 方向；b 导线产生的磁感应强度方向沿Oa ；c 导线产生的磁感应强度方向沿Oa ；d 导线产生的磁感应强度方向沿Oc ；根据平行四边形定
则可知：a 和b 通电电流都为I ，c 和d 通电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
°°2cos 452cos 45232I I I B k k k r r r
=??+??=， 方向水平向左，故A 正确；
B.a 通电电流为2I ，b c d 、、通电电流都为I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
222()()13I I I I I B k
k k k k r r r r r
=+++=， 方向向左下方，故B 错误； C.a 和b c 、通电电流都为I ，d 通电电流为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
222()()13I I I I I B k
k k k k r r r r r
=+++=， 方向向左下方，故C 错误； D.a 通电电流为I ，b c d 、、通电电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
22222()()5I I I I I B k
k k k k r r r r r
=+++=， 方向向左上方，D 正确。
故选：AD 。
二、第十三章 电磁感应与电磁波初步实验题易错题培优（难）
16．下图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指针的偏转情况．
（1）图甲电路中串联定值电阻R 主要是为了（_____）
A ．减小电路两端的电压，保护电源
B ．增大电路两端的电压，保护电源
C ．减小电路中的电流，保护灵敏检流计
D ．减小电路中的电流，便于观察灵敏检流计的读数
（2）实验操作如图乙所示，当磁铁向上抽出时，检流计G中指针是____偏（填“左”或“右”）；继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是________线圈（填“插入”或“抽出”）．
（3）通过完整实验，最后归纳总结出关于感应电流方向的结论是： _______________．【答案】C 右抽出感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏检流计．故C正确，A、B、D 错误．
（2）[2][3]在乙图中，当磁铁向上抽出，磁通量减小，根据楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，则流过电流计的电流方向为从下往上，所以检流计指针向右偏．在丙图中，知感应电流流过检流计的方向是从上而下，则感应电流的磁场方向向上，与原磁场方向相同，知磁通量在减小，即磁铁抽出线圈．
（3）[4]结论是感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化．
17．在研究电磁感应现象的实验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央．然后按图乙所示，将电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器R′和开关S串联成另一个闭合电路．
（1）S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将如何偏转？
__________(填不偏转、向右偏转或向左偏转)
（2）线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？__________(填不偏转、向右偏转或向左偏转)
（3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？__________(填不偏转、向右偏转或向左偏转)
（4）线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将如何偏转？_________(填不偏转、向右偏转或向左偏转)
【答案】向右偏转不偏转向右偏转向左偏转
【解析】
【详解】
（1）线圈A中磁场方向向上，插入B线圈，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；
（2）线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；
（3）线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；（4）线圈A中磁场方向向上，突然断开S，磁通量减小，阻碍减小，故感应电流的磁场方向向上，故电流从左向右流过电流表，故电流表指针向左偏转；
【点睛】本题关键是先根据安培定则判断出A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B 中感应电流的方向．
18．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。（____）
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于_________端（选填“左”或“右”）
(3)下列能引起电流表指针偏转的操作是（____）
A．开关闭合或断开瞬间
B．开关闭合后，原线圈在副线圈中上下迅速移动
C．开关保持闭合，且不改变变阻器滑片的位置
D．断开开关，将变阻器的滑片Р向右移动
【答案】电路图见解析左 AB
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]将线圈B和电流计串联形成一个回路，将电键、滑动变阻器、电压、线圈A串联而成另一个回路即可，实物图如下所示
(2)[2]闭合开关前，应使得滑动变阻器阻值最大，即将滑动变阻器的滑片P置于最左端；
(3)[3]A．开关闭合或断开瞬间，通过线圈A的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生
变化，则有感应电流产生，电流计指针偏转，选项A正确；
B．开关闭合后，原线圈在副线圈中上下迅速移动，则穿过线圈B的磁通量会发生变化，在线圈B中会有感应电流产生，电流计指针偏转，选项B正确；
C．开关保持闭合，且不改变变阻器滑片的位置，回路中电流不变，穿过线圈B的磁通量不变，不会产生感应电流，电流计指针不偏转，选项C错误；
D．断开开关，将变阻器的滑片Р向右移动，电路中电流总为零，穿过线圈B的磁通量不变，不会产生感应电流，电流计指针不偏转，选项D错误；
故选AB。
19．某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
(1)首先按图甲(1)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲(2)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是
（______）
A．检查电流计测量电路的电流是否准确
B．检查干电池是否为新电池
C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
(2)接下来用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向。
(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成_______________（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。
实验记录表（部分）
操作N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图（B0表示原磁场，
即磁铁产生的磁场）
原磁场通过螺线管磁通量的增减增加
感应电流的方向沿逆时针方向
感应电流的磁场B'的方向
(4)该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验，有同学认为，理解楞次定律，关键在于抓住__________（选填“B0”或“'B”）总是要阻碍
________填“B0”或“B'”）磁通量的变化。
【答案】C 顺时针垂直纸面向外B′B0
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由题意可知，电流从电流计左边进时，指针左偏，右边进时，指针右偏，本实验目的是探究感应电流的方向，则进行上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系，故选C；
(2)[2]电流计指针向右偏转，说明电流从电流计的右边（正接线柱）流入，则说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向；
(3)[3]由题意可知，感应电流的方向为逆时针，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向垂直纸面向外；
(4)[4]由题意可知，理解楞次定律，关键在于抓住'B总是要阻碍0B磁通量的变化
20．应用下图器材研究电磁感应现象的实验．
（1）将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是_________
A．开关位置错误 B．电流表的正、负极接反
C．线圈B的接头3、4接反 D．蓄电池的正、负极接反
（2）如果想验证楞次定律，必需先要明确_________
A．线圈A和B的绕线方向
B．线圈A和B的自感系数大小
C．电流表指针偏向与流入的电流方向的关系
D．线圈A和B的匝数大小
【答案】A AC
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．由电路图可知，电键接在电流表所在电路，电键连接错误，闭合与断开电键时，通过螺线管A的电流不变，穿过螺线管B的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转；故A正确；
（2）[2]．因为实验中需要根据右手定则判断螺线管中的磁场，所以需要明确两个线圈的绕线方向；在判断感应线圈中的电流方向时，需要根据电流表指针偏向与流入的电流方向的关系判断，故AC正确；而自感系数和匝数跟产生感应电流大小有关，本实验要验证感应电流方向规律，所以只要有感应电流即可，感应电流的大小与实验无关，BD错误．
第四节电磁波的发现及应用 一、选择题 1．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是() A．变化的电场一定能产生磁场 B．变化的磁场一定能产生变化的电场 C．恒定的电场一定能产生恒定的磁场 D．恒定的磁场一定能产生恒定的电场 2．(2020·天津市南开中学高二下学期期中)下列关于电磁波的说法，正确的是() A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．紫外线的波长比X射线的长，它具有杀菌消毒的作用 D．电磁波的传播方向与电场方向(或磁场方向)一致 3．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是() 4．手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，手机A拨手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的号码为12345670002。若手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨叫手机A，则() A．发出响声，并显示B的号码为12345670008 B．不发出响声，但显示B的号码为12345670008 C．不发出响声，但显示B的号码为12345670002 D．即不发出响声，也不显示号码 5．(2020·浙江省温州中学高二下学期期中)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是() A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 6．(2020·安徽省蚌埠市第五中学高二下学期检测)按频率由小到大，电磁波谱的排列顺序是() A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 B．无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线 C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D．红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、X射线 7. (2020·荆门市龙泉中学高二下学期检测)如图所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可判定() A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 8．(2020·浙江绍兴一中月考)(多选)第四代移动通信技术(4G)采用1 800 MHz～2 635 MHz 频段的无线电波；2020年我国正在全面推行第五代移动通信技术(5G)，采用3 300 MHz～5 000 MHz频段的无线电波。未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。下列说法正确的是() A．5G信号和4G信号都是电磁波 B．在真空中5G信号比4G信号传播速度大 C．在真空中5G信号比4G信号的波长小 D．5G信号和4G信号在空间产生的磁场的磁感应强度随时间是均匀变化的 9．(多选)各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示，其中能产生持续电磁波的是()
电磁感应试题 一．选择题 1．关于磁通量的概念，下面说法正确的是 （） A ．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大 C．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零 D．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的 2．下列关于电磁感应的说法中正确的是（） A．只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流 B．只要导体在磁场中作用相对运动，导体两端就一定会产生电势差 C．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比 D．闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关 3．关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是（） A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化 B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同C．感应电流 的磁场方向，总是跟原磁砀方向相反 D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现 象的是（） A. 回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.速度选择器 5．如图 1 所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O 点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过 程中经过匀强磁场区域，则（空气阻力不计）（） A ．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原高度 B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D．圆环最终将静止在平衡位置 6．如图（ 2），电灯的灯丝电阻为 2Ω，电池电动势为 2V ，内阻不计，线圈图（ 1）匝数足够多，其直流电阻为 3Ω．先合上电键 K ，稳定后突然断开 K ，则下列说法正确的是（） A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 7．如果第 6 题中，线圈电阻为零，当 K 突然断开时，下列说法正确的是（）A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相反 8．如图（ 3），一光滑的平面上，右方有一条形磁铁，一金属环以初速度V沿磁铁的中线向右滚动，则以下说法正确的是（） A 环的速度越来越小 B 环保持匀速运动
第3章测试 学校：斗鸡中学命题人：孙亚娟 一、选择题（每小题至少有一个选项正确，每小题4分，共48分）1．根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是（）A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电场一定产生稳定的磁场 D．振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场 2、关于LC振荡电路在振荡过程中，下列说法正确的是（） A、电流最大的时刻电压也最高 B、电流增大的过程是电容器的放电过程 C、电流最小的时刻电压却最高 D、自感电动势最大时电容器带电量最大 3．要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是（）A．自感系数L和电容C都增大一倍 B．自感系数L和电容C都减小一半 C．自感系数L增大一倍，而电容C减小一半 D．自感系数L减小一半，而电容C增大一倍 4．在LC振荡电路的工作过程中，下列的说法正确的是（）A．在一个周期内，电容器充、放电各一次 B．电容器两极板间的电压最大时，线圈中的电流也最大
C．电容器放电完了时，两极板间的电压为零，电路中的电流达到最大值 D．振荡电路的电流变大时，电场能减少，磁场能增加 5．LC回路发生电磁振荡时，振荡周期为T．若从电容器开始放电取作t＝0，则（） A．5T/4和7T/4两个时刻，回路中电流最大，方向相反 B．3T/2和2T两个时刻，电容器所带电量最大 C．5T/4至3T/2时间内，回路中电流减小，电容器所带电量增加D．3T/2至7T/4时间内，磁场能向电场能转化 6、下列说法正确的是（） A、摄像机摄像管实际上是一种将光信号转变为电信号的装置 B、电视机显像管实际上是一种将电信号转变为光信号的装置 C、摄像机在一秒钟内要送出25张画面 D、电视机接收的画面是连续的 7、由自感系数为L的线圈和可变电容器C构成收音机的调谐电路，为使收音机能接收到f1为550千赫至 f2为1650千赫范围内的所有电台的播音，则可变电容器与f1对应的电容C1与f2对应的电容C2之比为（） A、1：3 B、 3 ：1 C、1：9 D、9：1 8、如图所示，L是不计电阻的电感器，C是电容器，闭合电键K，待电路达到稳定状态后，再断开电键K，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定电感L中的电流方向从a到b为正，断开电键K的时刻为t
人教版物理高中二选修3－4 14.1电磁波的发现同步练习D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题： (共15题；共30分) 1. （2分） (2017高二下·绵阳期中) 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（） A . 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B . 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 C . 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波 D . 紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒 【考点】 2. （2分） (2017高二下·曲周期末) 以下说法中不正确的是（） A . 简谐运动中回复力总指向平衡位置 B . 太阳光是偏振光 C . 电磁波是横波，它的传播不需要介质 D . 家电的遥控器是利用红外线的遥感 【考点】 3. （2分） (2020高二上·嘉定月考) 下列波中，不属于电磁波的是（） A . X射线 B . 红外线 C . 超声波
D . γ射线 【考点】 4. （2分）磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v0刷卡 时，在线圈中产生感应电动势．其E﹣t关系如图所示．如果只将刷卡速度改为，线圈中的E﹣t关系可能是（） A . B . C . D . 【考点】 5. （2分）下列关于电磁场理论的说法，正确的是（） A . 变化的磁场产生电场
B . 电磁场理论是由法拉第提出的 C . 安培用实验验证了电磁场理论 D . 电磁场就是空间内有稳定的电场和磁场 【考点】 6. （2分） (2019高二下·绵阳期末) 关于电磁波，下列说法正确的是（） A . 只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波 B . 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 C . 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 D . 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 【考点】 7. （2分）下列说法中正确的是（） A . 在电场周围一定存在磁场 B . 静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场 C . 变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播形成电磁波 D . 以上说法都不对 【考点】 8. （2分）关于电磁波，下列说法正确的是 A . 雷达是用X光来确定物体位置的设备
1. 如图所示， 有一线密度 的无限大电流薄片置于平面上，周 围媒质为空气。试求场中各点的磁感应强度。 解： 根据安培环路定律, 在面电流两侧作一对称的环路。则 由 2. 已知同轴电缆的内外半径分别为 和 ,其间媒质的磁导率 为，且电缆 长度 ， 忽略端部效应， 求电缆单位长度的外自感。 解： 设电缆带有电流则 3. 在附图所示媒质中，有一载流为的长直导线，导线到媒质分界面的距离为。 试求载流导线单位长度受到 的作用力。 解： 镜像电流 镜像电流在导线处产生的值为 单位长度导线受到的作用力
力的方向使导线远离媒质的交界面。 4. 图示空气中有两根半径均为a ，其轴线间距离为 d 的平行长直圆柱导体，设它们单位长度上所带的电荷 量分别为和 ， 若忽略端部的 边缘效应，试求 (1) 圆柱导体外任意点p 的电场强度的电位的表达式 ； (2) 圆柱导体面上的电荷面密度与值。 解： 以y 轴为电位参考点，则 5. 图示球形电容器的内导体半径 ， 外导体内径 ，其间充有 两种电介质与， 它们的分界面的半径为。 已知与的相对 6. 电常数分别为 。 求此球形电容器的电 容。 解
6. 一平板电容器有两层介质，极板面积为,一层电介质厚度，电导率，相对介电常数，另一层电介质厚度，电导率。相对介电常数，当电容器加有电压 时，求 (1) 电介质中的电流； (2) 两电介质分界面上积累的电荷； (3) 电容器消耗的功率。 解： (1) (2) (3) 7. 有两平行放置的线圈，载有相同方向的电流，请定性画出场中的磁感应强度分布(线)。 解：线上、下对称。
第一章： 1. 设电荷均匀分布在半径为a 的介质球内，其体电荷密度为ρ，求该电荷产生的电场分布。球内的介电常数为ε，球外为0ε。求介质球内外的电场强度。 2. 频率为3GHz 的平面电磁波，在理想介质（ 2.1,1r r εμ==）中传播。计算该平面波的相位常数、相波长和波阻抗。 3. 正弦平面波由自由空间向一理想介质（4,1r r εμ==）垂直入射，求反射系数 R 和折射系数T 。 第二章： 1. 一圆极化波()j z m x y E E e je e β=+从空气垂直投射于一理想介质平面上。求反射波的电 场。 2.一负载(15050)L Z j =-Ω与特性阻抗075Z =Ω，长度为5cm 的传输线相连，波长为6cm ，计算：（1）输入阻抗in Z ；（2）工作频率f ，假定相速是光速的77%。 第三章： 1.矩形波导切面尺寸为22310mm ?，内充空气，信号源频率为10kHz ，求此波导中可以传 输的模式。 2.因为工作于截止频率附近损耗很大，通常取工作频率下限等于1.25倍截止频率。现需要传输4.8GHz-7.2GHz 的矩形波导实现单模传输，试决定波导尺寸。 3.由空气填充的矩形谐振腔，其尺寸为a=25mm ，b=12.5mm ，d=60mm ，谐振于TE 102模式。若在腔内填充介质，则在同一工作频率上将谐振于TE 103模式。求介质的介电常数r ε应为多大？ 4.a=5cm 、b=2.5cm 的矩形波导，填充03εε=的介质，求当f=4GHz 时，波导中能传播的模式及这些传输模式的g λ，p v 。 第四章： 1.考虑一个沿z 轴取向的传输线，它的特性阻抗为Z 0，在d=0处负载为Z L ,试推导传输系数T 0。 2.负载阻抗Z L =（30+j60）Ω与长为2cm 的50Ω传输线相连，工作频率在2GHz ，求反射系
高中物理-电磁波的发现导学案 【学习目标】 知道麦克斯韦电磁理论的主要内容,知道电磁波的形成和特点,知道赫兹的贡献 【重点难点】 麦克斯韦电磁理论、电磁波的形成和电磁波的特点; 麦克斯韦电磁理论的理解. 【课前预习】 一、伟大的预言 （1）变化的磁场产生电场：实验基础：在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里将会产生感应电流,麦克斯韦对现象的分析：回路中有感应电流产生,一定是变化的磁场产生了电场,自由电荷在电场力作用下发生了定向移动,麦克斯韦第一条假设,即使在变化的磁场周围没有闭合回路,同样要产生电场,变化的磁场产生电场是一个普遍规律。 （2）变化的电场产生磁场：麦克斯韦确信自然规律的统一性、和谐性,相信电场和磁场的对称之美,他大胆的假设,既然变化的磁场能产生电场,变化的电场也会在空间产生磁场。 二、电磁波 （1）麦克斯韦集电磁学研究成果之大成,不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性,建立了完整的电磁场理论。 （2）电磁波的产生：如果空间某区域存在不均匀变化的电场,那么它就在空间引起不均匀变化的磁场,这个不均匀变化的磁场又引起新的不均匀变化的电场,于是,变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远向周围传播,形成了电磁波。 （3）根据麦克斯韦的电磁理论,电磁波中的电场与磁场方向互相垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,因此电磁波是横波。 （4）麦克斯韦指出了光的电磁本质,他预言电磁波的速度等于光速。 三、赫兹的实验： 1.赫兹证实了电磁波的存在。 2.其它实验成果：赫兹做了一系列的实验,观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象,并通过测量证明,电磁波在真空中具有与光相同的速度,证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论。 【预习检测】 1．建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是（）
高二物理同步测试（5）—电磁感应 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，考试用时60分钟． 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确 的，全部选对得4分，对而不全得2分。） 1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 （） A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 2. 为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量 海水的流速．假设海洋某处的地磁场竖直分量为B＝×10－4T，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若 两极相距L＝10m，与两电极相连的灵敏电压表的读数为U＝2mV，则海水 的流速大小为（） A．40 m／s B．4 m／s C． m／s D．4×10－3m／s 3．日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下，下列说法正确的是（） A．灯管点燃后，起动器中两个触片是分离的 B．灯管点燃后，镇流器起降压和限流作用 C．镇流器在日光灯开始点燃时，为灯管提供瞬间高压 D．镇流器的作用是将交变电流变成直流电使用 4．如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为
可匀速行进的磁带a 和绕有线圈的磁头b ，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象，下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法，正确的是 （ ） A ．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应 B ．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 C ．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D ．放音和录音的主要原理都是电磁感应 5．两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导 体环，当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流。则（ ） A ．A 可能带正电且转速减小 B ．A 可能带正电且转速增大 C ．A 可能带负电且转速减小 D ．A 可能带负电且转速增大 6．为了测出自感线圈的直流电阻，可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该（ ） A ．首先断开开关S 1 B ．首先断开开关S 2 C ．首先拆除电源 D ．首先拆除安培表 7．如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b ）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a ），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 （ ） A ．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针 B ．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 C ．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针 D ．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 8．如图所示，xoy 坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁 场，第 x y o a b
电磁波测试题 班级姓名 1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是() A．在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场B．在变化的电场周围空间，一定存在着和它联系着的磁场C．恒定电流在其周围不产生磁场D．恒定电流周围存在着稳定的磁场 2．在LC振荡电路中，下列哪个说法是错误的() A．电容器开始放电时，电路中电流最大B．电路中电流最大时，电路中的电场能最小 C．电容器放电结束时，电路中的电流最大D．电容器反向充电开始时，电路中的磁场能最大 3、关于电磁场理论，下列说法中正确的是() A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 4、如图所示的四种电场中，哪一种能产生电磁波() 5、如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是() A．电容器正在充电B．电感线圈中的磁场能正在增加 C．电感线圈中的电流正在增大D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 6、一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示．当磁 感应强度均匀增大时，此粒子的() A．动能不变B．动能增大 C．动能减小D．以上情况都可能 7、某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是() A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场在迅速增强 D．沿BA方向磁场在迅速减弱 8、关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是() A．恒定的电场能够产生电磁B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变D．电磁波在传播过程中也传递了能量 9、下列关于电磁波的说法正确的是() A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象 C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播 10、关于电磁波的传播，下列叙述正确的是() A．电磁波频率越高，越易沿地面传播 B．电磁波频率越高，越易沿直线传播 C．电磁波在各种媒质中传播波长恒定 D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传播到全世界 11、关于电磁波的接收，下列说法正确的是() A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流 B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
《电磁场与电磁波》试卷1 一. 填空题（每空2分,共40分） 1．矢量场的环流量有两种特性：一是环流量为0，表明这个矢量场 无漩涡流动 。另一个是环流量不为0，表明矢量场的 流体沿着闭合回做漩涡流动 。 2．带电导体内静电场值为 0 ，从电位的角度来说，导体是一个 等电位体 ，电荷分布在导体的 表面 。 3．分离变量法是一种重要的求解微分方程的方法，这种方法要求待求的偏微分方程的解可以表示为 3个 函数的乘积，而且每个函数仅是 一个 坐标的函数，这样可以把偏微分方程化为 常微分方程 来求解。 4．求解边值问题时的边界条件分为3类，第一类为 整个边界上的电位函数为已知 ，这种条件成为狄利克莱条件。第二类为已知 整个边界上的电位法向导数 ，成为诺伊曼条件。第三类条件为 部分边界上的电位为已知，另一部分边界上电位法向导数已知 ，称为混合边界条件。在每种边界条件下，方程的解是 唯一的 。 5．无界的介质空间中场的基本变量B 和H 是 连续可导的 ，当遇到不同介质的分 界面时，B 和H 经过分解面时要发生 突变 ，用公式表示就是 12()0n B B ?-=，12()s n H H J ?-=。 6．亥姆霍兹定理可以对Maxwell 方程做一个简单的解释：矢量场的 旋度 ，和 散度 都表示矢量场的源，Maxwell 方程表明了 电磁场 和它们的 源 之间的关系。 二．简述和计算题（60分） 1．简述均匀导波系统上传播的电磁波的模式。（10分） 答：（1）在电磁波传播方向上没有电场和磁场分量，即电场和磁场完全在横平面内，这种模式的电磁波称为横电磁波，简称TEM 波。 （2）在电磁波传播方向上有电场和但没有磁场分量，即磁场在横平面内，这种模式的电磁波称为横磁波，简称TM 波。因为它只有纵向电场分量，又成为电波或E 波。 （3）在电磁波传播方向上有磁场但没有电场分量，即电场在横平面内，这种模式的电磁波称为横电波，简称TE 波。因为它只有纵向磁场分量，又成为磁波或M 波。 从Maxwell 方程和边界条件求解得到的场型分布都可以用一个或几个上述模式的适当幅相组合来表征。 2．写出时变电磁场的几种场参量的边界条件。（12分） 解：H 的边界条件 12()s n H H J ?-= E 的边界条件
高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷复习练习(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kI B 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23kIve B ．方向垂直纸面向外，大小为322kIve a C ．方向垂直纸面向里，大小为32kIve a D ．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B2＝ 2 kI a ，L3在O点产生的磁感应强度大小为B3＝2kI a ，先将B2正交分解，则沿x轴 负方向的分量为B2x＝ 2 kI a sin45°＝ 2 kI a ，同理沿y轴负方向的分量为 B2y＝ 2 kI a sin45°＝ 2 kI a ，故x轴方向的合磁感应强度为B x＝B1+B2x＝ 3 2 kI a ，y轴方向的合磁感应强度为B y＝B3?B2y＝ 3 2 kI a ，故最终的合磁感应强度的大小为22 32 2 x y kI B B B a ＝＝， 方向为tanα＝y x B 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＝ 32 2 kIve a ，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. 2．如图所示，匀强磁场中有一圆形闭合线圈，线圈平面与磁感线平行，能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种（） A．线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动 B．线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动 C．线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转 D．线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转 【答案】D 【解析】
《电磁场与电磁波》单元测试一 （适用于电子、电科2009级本科） 1.在直角坐标系中，试将微分形式的麦克斯韦方程写成8个标量方程。 2.计算)1(3 r r ? ??。 3.试由微分形式麦克斯韦方程组，导出电流连续性方程。 4.求矢量2x y x xy =+A e e 沿圆周222 x y a +=的线积分，再计算??A 对此 圆面积的积分。 5.真空中无限长的宽度为a 的平板上电荷密度为ρs ，求空间任一点上的电场强度。（提示：无限长窄条，可看成无限长的线电荷） 第5题图 6.真空中一半径为a 的无限长圆柱体中，电流沿轴向流动，电流分布 为22 0a J J ρz e =，求磁感应强度。 7.证明=0A ???? 在普遍意义下成立。
答案 1、在直角坐标系中，试将微分形式的麦克斯韦方程写成8个标量方程。 解：高斯通量定理和磁通连续性原理分别是两个标量方程： 0 , =??+??+??=??+??+??z B y B x B z D y D x D z y x z y x ρ 法拉第电磁感应定律可以写成3个标量方程： t B y E x E t B x E z E t B z E y E z x y y z x x y z ??-=??-????-=??-????-=??-?? ，， 全电流定律也可以写成3个标量方程： t H J y H x H t D J x H z H t D J z H y H z z x y y y z x x x y z ??+ =??-????+=??-????+=??-?? ，， 共8个标量方程。 2、解：4343333)1(r r r r r r r r r r ??-=??? ???-?-?=????????? ???-??=? ?? ?? ? ????--=??? ????+??-=r r r r r r r r 5444433113444543433433r r r r r r =??? ??--=??? ???--=r r 3、试由微分形式麦克斯韦方程组，导出电流连续性方程 解：麦克斯韦方程组中微分形式的全电流定律为 t ??+ =??D J H 对上式等号两边进行散度运算，由题1-2知，等号左边的散度为零，等号右边的散度亦应为零，即 0)(=???+?=??? ? ? ??+????D J D J t t 把微分形式的高斯通量定理 ? ? D = ρ 代入上式，考虑到坐标变量和时间变量是相互独立的 自变量，可得 0=??+ ??t ρ J 4、求矢量2x y x xy =+A e e 沿圆周222 x y a +=的线积分，再计算??A 对此圆面积的积 分。 解 ： 2 d d d C C x x xy y =+?? A l 24 2 422 (cos sin cos sin )d 4a a a π πφφφφφ=-+= ? d ()d y x z z S S A A S x y ????=-???? A S e e 24222 00 d sin d d 4a S a y S r r r π πφφ===??? 5、真空中无限长的宽度为a 的平板上电荷密度为ρs ，求空间任一点上的电场强度。 解: 在平板上'x 处取宽度为'dx 的无限长窄条，可看成无限长的线电荷，电荷线密度为
1.麦克斯韦的物理意义：根据亥姆霍兹定理，矢量场的旋度和散度都表示矢量场的源。麦克斯韦方程表明了电磁场和它们的源之间的全部关系：除了真实电流外，变化的电场（位移电流）也是磁场的源；除电荷外，变化的磁场也是电场的源。 1. 写出非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式，并简要说明其物理意义。 2.答非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式为,,0,D B H J E B D t t ρ????=+ ??=-??=??=??，(3分)（表明了电磁场和它们的源之间的全部关系除了真实电流外，变化的电场（位移电流）也是磁场的源；除电荷外，变化的磁 场也是电场的源。 1.简述集总参数电路和分布参数电路的区别： 2.答：总参数电路和分布参数电路的区别主要有二：（1）集总参数电路上传输的信号的波长远大于传输线的几何尺寸；而分布参数电路上传输的信号的波长和传输线的几何尺寸可以比拟。（2）集总参数电路的传输线上各点电压（或电流）的大小与相位可近似认为相同，无分布参数效应；而分布参数电路的传输线上各点电压（或电流）的大小与相位均不相同，呈现出电路参数的分布效应。 1.写出求解静电场边值问题常用的三类边界条件。 2.答：实际边值问题的边界条件可以分为三类：第一类是整个边界上的电位已知，称为“狄利克莱”边界条件；第二类是已知边界上的电位法向导数，称为“诺依曼”边界条件；第三类是一部分边界上电位已知，而另一部分上的电位法向导数已知，称为混合边界条件。 1.简述色散效应和趋肤效应。 2.答：在导电媒质中，电磁波的传播速度（相速）随频率改变的现象，称为色散效应。在良导体中电磁波只存在于导体表面的现象称为趋肤效应。 1.在无界的理想媒质中传播的均匀平面波有何特性？在导电媒质中传播的均匀平面波有何特性？ 2. 在无界的理想媒质中传播的均匀平面波的特点如下：电场、磁场的振幅不随传播距离增加而衰减，幅度相差一个实数因子η（理想媒质的本征阻抗）；时间相位相同；在空间相互垂直，与传播方向呈右手螺旋关系，为TEM 波。 在导电媒质中传播的均匀平面波的特点如下：电磁场的振幅随传播距离增加而呈指数规律衰减；电、磁场不同相，电场相位超前于磁场相位；在空间相互垂直，与传播方向呈右手螺旋关系，为色散的TEM 啵。 1. 写出时变电磁场在1为理想导体与2为理想介质分界面时的边界条件。 2. 时变场的一般边界条件 2n D σ=、20t E =、2t s H J =、20n B =。 (或矢量式2n D σ=、20n E ?=、 2s n H J ?=、20n B =) 1. 写出矢量位、动态矢量位与动态标量位的表达式,并简要说明库仑规范与洛仑兹规范的意义。 2. 答矢量位,0B A A =????=；动态矢量位A E t ??=-?- ?或A E t ??+=-??。库仑规范与洛仑兹规范的作用都 是限制A 的散度，从而使A 的取值具有唯一性；库仑规范用在静态场，洛仑兹规范用在时变场。 1. 简述穿过闭合曲面的通量及其物理定义 2. s A ds φ=??? 是矢量A 穿过闭合曲面S 的通量或发散量。若Ф> 0，流出S 面的通量大于流入的通量，即通 量由S 面内向外扩散，说明S 面内有正源若Ф< 0，则流入S 面的通量大于流出的通量，即通量向S 面内汇集，说明S 面内有负源。若Ф=0，则流入S 面的通量等于流出的通量，说明S 面内无源。 1. 证明位置矢量 x y z r e x e y e z =++ 的散度，并由此说明矢量场的散度与坐标的选择无关。 2. 证明在直角坐标系里计算 ，则有 ()()x y z x y z r r e e e e x e y e z x y z ? ? ?????=++?++ ?????? 3x y z x y z ???= ++=??? 若在球坐标系里计算，则 23 22 11()()()3r r r r r r r r r ????===??由此说明了矢量场的散度与坐标的选择无关。 1. 在直角坐标系证明0A ????= 2.
第二章电磁感应与电磁场章末综合检测 (时间：90分钟；满分100分) 一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1．下列过程中一定能产生感应电流的是( ) A．导体和磁场做相对运动 B．导体一部分在磁场中做切割磁感线运动 C．闭合导体静止不动，磁场相对导体运动 D．闭合导体内磁通量发生变化 2．关于磁通量的概念，下列说法中正确的是( ) A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 C．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零 D．磁通量发生变化时，磁感应强度一定发生变化 3．如图2－3，半径为R的圆形线圈和矩形线圈abcd在同一平面内，且在矩形线圈内有变化的磁场，则( ) 图2－3 A．圆形线圈有感应电流，矩形线圈无感应电流 B．圆形线圈无感应电流，矩形线圈有感应电流 C．圆形线圈和矩形线圈都有感应电流 D．圆形线圈和矩形线圈都无感应电流 4．以下叙述不正确的是( ) A．任何电磁波在真空中的传播速度都等于光速 B．电磁波是横波 C．电磁波可以脱离“波源”而独自存在 D．任何变化的磁场都可以产生电磁波 5．德国《世界报》曾报道过个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹．若一枚原始脉冲波功率10 kW、频率5千兆赫的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸，它将使方圆400 m2～500 m2地面范围内电场达到每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏．电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( ) A．电磁脉冲引起的电磁感应现象 B．电磁脉冲产生的动能 C．电磁脉冲产生的高温 D．电磁脉冲产生的强光 6．在图2－4中，理想变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1，A、B为完全相同的灯泡，电源电压为U，则B灯两端的电压有( ) 图2－4 A．U/2 B．2U
第十四章《电磁波》单元测试题 一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.下列说法正确的是() A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速 B． X射线比红外线更容易发生干涉和衍射现象 C．玻璃对红光的折射率比紫光小，所以红光在玻璃中传播的速率也比紫光小 D．由红光和紫光组成的细光束从水中折射人空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是红 光 2.LC振荡电路中电容器极板上电荷量q随时间t变化的图线如图，由图可知() A．在t1时刻电路中的磁场能最大 B．从t1到t2，电路中的电流值不断变小 C．从t2到t3，电容器正在充电 D．在t4时刻电容器的电场能最大 3.在LC振荡电路中，电容器C的带电量随时间变化图象如图所示，在1×10－6s到2×10－6s内， 关于电容器充放电的判定及由此LC振荡电路产生的电磁波在真空中的波长，正确的结论是() A．充电过程，波长为1 200 m B．充电过程，波长为1 500 m C．放电过程，波长为1 200 m D．放电过程，波长为1 500 m 4.如图所示，L为直流电阻可忽略不计的电感线圈，闭合S后，电路有稳定电流，若在t＝0时， 断开开关，则电容器C的A板上电荷量随时间t的变化图象是下图中的() A．B．C．D． 5.下列说法正确的是() A．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线 B．红外线有显著的热作用，照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光 C．紫外线能杀死多种细菌，还用于遥感技术中 D．在医学上常利用伦琴射线穿透能力强，检查人体内的病变及骨骼情况 6.下列有关电磁波和光现象的说法中正确的是() A．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，并计算出了电磁波的速度 B．刮胡刀刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象 C．水的视深比实际深度浅是光的全反射现象
第4节电磁波的发现及应用 1．(2020·安徽省蚌埠市第五中学高二下学期检测)按频率由小到大，电磁波谱的排列顺序是( A ) A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 B．无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线 C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D．红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、X射线 解析：根据电磁波谱，按频率由小到大，排列顺序正确的是选项A。 2. (2020·荆门市龙泉中学高二下学期检测)如图所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可判定( C ) A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 解析：地面呈现的圆形黑影，说明该溶液对可见光是不透明的；温度计示数明显上升，由于红外线有显著的热作用，所以说明含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的，故选项C 正确，ABD错误。 3．(2020·浙江绍兴一中月考)(多选)第四代移动通信技术(4G)采用1 800 MHz～2 635 MHz 频段的无线电波；2020年我国正在全面推行第五代移动通信技术(5G)，采用3 300 MHz～5 000 MHz频段的无线电波。未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。下列说法正确的是( AC ) A．5G信号和4G信号都是电磁波 B．在真空中5G信号比4G信号传播速度大 C．在真空中5G信号比4G信号的波长小 D．5G信号和4G信号在空间产生的磁场的磁感应强度随时间是均匀变化的 解析：5G和4G信号都是电磁波，A正确；任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故5G信号和4G信号在真空中的传播速度相同，B错误；根据题意，在真空中5G信号比4G信号的频率大，结合c＝λf可知，5G信号比4G信号的波长小，C正确；根据麦克斯韦电磁场理
2009——2010学年第一学期期末考试 ?电磁场与微波技术?试卷A 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分) 1. 静电场是( ) A. 无散场 B. 旋涡场 C.无旋场 D. 既是有散场又是旋涡场 2. 已知(23)()(22)x y z D x y e x y e y x e =-+-+- ，如已知电介质的介电常数为0ε，则自由电荷密度ρ为( ) A. B. 1/ C. 1 D. 0 3. 磁场的标量位函数的单位是( ) A. V/m B. A C. A/m D. Wb 4. 导体在静电平衡下，其内部电场强度( ) A.为零 B.为常数 C.不为零 D.不确定 5. 磁介质在外部磁场作用下，磁化介质出现( ) A. 自由电流 B. 磁化电流 C. 传导电流 D. 磁偶极子 6. 磁感应强度与磁场强度的一般关系为( ) A.H B μ= B.0H B μ= C.B H μ= D.0B H μ= 7. 极化强度与电场强度成正比的电介质称为( )介质。 A.各向同性 B. 均匀 C.线性 D.可极化 8. 均匀导电媒质的电导率不随( )变化。 A.电流密度 B.空间位置 C.时间 D.温度 9. 磁场能量密度等于( ) A. E D B. B H C. 21E D D. 2 1B H 10. 镜像法中的镜像电荷是( )的等效电荷。 A.感应电荷 B.原电荷 C. 原电荷和感应电荷 D. 不确定 二、填空题(每空2分，共20分) 1. 电场强度可表示为_______的负梯度。 2. 体分布电荷在场点r 处产生的电位为_______。 0ε0ε
高中物理选修3-2期中测试 一、选择题 1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法 ①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 其中正确的是（） A .只有②④正确 B .只有①③正确 C .只有②③正确 D .只有①④正确 2.一飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行，飞机机身长为a ，翼展为b ；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B 1，竖直分量为B 2；驾驶员左侧机翼的端点用A 表示，右侧机翼的端点用B 表示，用E 表示飞机产生的感应电动势，则（） A .E = B 1vb ，且A 点电势低于B 点电势 B .E =B 1vb ，且A 点电势高于B 点电势 C .E =B 2vb ，且A 点电势低于B 点电势 D . E =B 2vb ，且A 点电势高于B 点电势 3.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈部）（） A .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 4.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0-T /2时间，直导线中电流向上，则在T /2-T 时间，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（） A .感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 i i