章末綜合測評(六)電磁現象與電磁波一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．建立了完整的電磁場理論，并首先預言電磁波存在的科學家是()A．法拉第 B．奧斯特C．赫茲 D．麥克斯韋D[麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲用試驗證明了麥克斯韋預言的正確性，D正確。]2．關于磁感應強度，下列說法正確的是()A．通電導線在磁場中受力大的地方，磁感應強度肯定大B．磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向有關C．磁感線的疏密表示磁感應強度的大小D．磁感線的指向就是磁感應強度減小的方向C[由通電導線在磁場中受力公式F＝BILsinθ可知，通電導線所受磁場力的大小還與導線與磁場的夾角有關，故A錯誤；磁感應強度的大小和方向由磁場本身確定，與其他因素無關，磁感線的疏密表示磁感應強度的大小，故C正確，B、D錯誤。]3．如圖所示，一束電子沿z軸正向運動，則在圖中y軸上A點的磁場方向是()A．＋x方向 B．－x方向C．＋y方向 D．－y方向A[電子沿z軸正向運動，電流方向沿z軸負向，由安培定則可以推斷電流激發的磁場產生的磁感線是以z軸上各點為圓心的同心圓，方向沿順時針方向(沿z軸負方向看)，則可知y軸A點磁場方向沿x軸正向，選項A正確。]4．關于電磁場理論，下列說法中正確的是()A．在電場四周肯定產生磁場，磁場四周肯定產生電場B．在變更的電場四周肯定產生變更的磁場，變更的磁場四周肯定產生變更的電場C．勻稱變更的電場四周肯定產生勻稱變更的磁場D．周期性變更的電場四周肯定產生周期性變更的磁場D[依據麥克斯韋的電磁場理論，變更的電場才產生磁場，勻稱變更的電場產生恒定的磁場，非勻稱變更的電場產生變更的磁場，D正確。]5．如圖所示，在垂直于紙面的勻強磁場中(范圍足夠大)，有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2和O3O4都是線圈的對稱軸，應使線圈怎樣運動才能使其產生感應電流()A．向左平動 B．向右平動C．繞O1O2轉動 D．向上或向下平動C[只要穿過線圈的磁通量發生變更，線圈中就會產生感應電流。當線圈向左、向右、向上、向下等方向平動時穿過線圈的磁通量均不變，不會產生感應電流，選項A、B、D錯誤；當線圈繞O1O2轉動時穿過線圈的磁通量發生變更，會產生感應電流，選項C正確。]6．如圖所示，一個半球殼放在勻強磁場中，磁感線的方向與半球底面垂直，設半球殼表面積為S1，底面積為S2，半球面上的磁感應強度為B1，底面處的磁感應強度為B2，穿過它們的磁通量分別為Φ1和Φ2，則下列說法中正確的是()A．由于Φ1＝Φ2，且S1＞S2，所以B1＜B2B．由于B1＝B2，且S1＞S2，所以Φ1＞Φ2C．Φ1＝Φ2，B1＝B2D．因為半球面是一曲面，無法推斷上述結論是否正確C[因為磁場是勻強磁場，故B1＝B2；依據磁通量的定義可知，Φ1＝Φ2。故選C。]7．如圖所示，四根通電長直導線A、B、C、D外層涂有絕緣物質，固定在水平面上且四個交點的連線構成一正方形，其中四根導線中通有大小相等的電流，方向如圖所示，a、b、c、d為正方形對角線延長線上的四點。則關于a、b、c、d處的磁場，下列說法正確的是()A．a、b兩點的磁場方向垂直紙面對外B．a、c兩點的磁場方向垂直紙面對外C．b、d兩點的磁場方向垂直紙面對里D．a、d兩點的磁場方向垂直紙面對里A[a、b、c、d四點的磁場由四根通電導線在該位置形成的磁場疊加而成。對a點，導線A在a點的磁場方向向里，導線B在a點的磁場方向向外，且大小相等可抵消，導線C在a點的磁場方向向外，導線D在a點的磁場方向向外，因此a點的磁場方向向外；同理b點的磁場方向向外，c、d兩點的磁場方向均向里，故只有選項A正確。]二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8．依據麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是()A．電場四周肯定產生磁場，磁場四周肯定產生電場B．變更的電場四周肯定產生磁場，變更的磁場四周肯定產生電場C．變更的電場四周肯定產生變更的磁場D．電磁波在真空中的傳播速度為3.0×108m/sBD[依據麥克斯韋的電磁場理論，只有變更的電場四周產生磁場，變更的磁場四周產生電場，但變更的電場四周不肯定產生變更的磁場，如勻稱變更的電場產生的是穩定的磁場。依據以上分析，選項B、D正確。]9．下列關于氫原子能級敘述中正確的是()A．電子繞核運動有加速度，就要向外輻射電磁波B．處于定態的原子，其電子做變速運動，但它并不向外輻射能量C．原子內電子的軌道是連續的D．原子內電子的軌道是不連續的BD[依據經典物理學的觀點，電子繞核運動有加速度，肯定會向外輻射電磁波，很短時間內電子的能量就會消逝，與客觀事實相沖突，由能級和能量子理論可知選項A錯誤，B正確；原子內電子軌道是不連續的，C錯誤，D正確。]10．相互靠近的兩條直導線相互垂直，如圖所示，兩導線中電流I1＞I2，要使A點的磁場增加且方向垂直紙面對里，則應()A．保持I1不變，增加I2B．保持I2不變，增加I1C．I1和I2都增加D．增加I1，減弱I2BD[電流I1和電流I2在A點產生的磁場方向相反，由于I1＞I2，所以A點的合磁感應強度方向垂直紙面對里。為使A點磁場增加，必需使I1的磁場增加或減弱I2的磁場，所以B、D正確。]三、非選擇題：共5個小題，共54分。11．(6分)面積為500cm2的線圈共50匝，其平面與大小為0.4T的勻強磁場成30°角，如圖所示，穿過該線圈平面的磁通量大小為____________。若夾角θ從30°變成60°，則其磁通量的變更量為______。當線圈平面與磁感應強度B成0°夾角時，穿過線圈的磁通量為________，此狀況下磁通密度大小是________。[解析]由題意可知面積在垂直于磁場方向上的投影為Ssinθ。所以穿過該線圈平面的磁通量大小為Φ＝BSsinθ＝0.4×500×10－4×0.5Wb＝1×10－2Wb。當夾角θ變成60°時，磁通量Φ′＝BSsinθ＝0.4×500×10－4×eq\f(\r(3),2)Wb≈1.73×10－2Wb。所以磁通量的變更量ΔΦ＝Φ′－Φ≈7.3×10－3Wb。當線圈平面與磁感應強度B成0°角時，S在垂直B方向上的投影為0，所以磁通量為0。無論線圈如何變更，磁場的強弱不變，所以磁通密度即單位面積上穿過的磁感線的條數不變，磁感應強度不變，為0.4T。[答案]1×10－2Wb7.3×10－3Wb00.4T12．(8分)某同學在做“探究感應電流產生的條件”的試驗時，進行了如下操作：(1)如圖所示，導體AB做切割磁感線運動時，線路中________電流產生，而導體AB順著磁感線運動時，線路中________電流產生。(選填“有”或“無”)(2)如圖所示，當條形磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中________電流產生，但條形磁鐵在線圈中靜止不動時，線圈中______電流產生。(選填“有”或“無”)(3)如圖所示，將小螺線管A插入大螺線管B中不動，當開關S閉合或斷開時，電流表中________電流通過；若開關S始終閉合，當變更滑動變阻器的阻值時，電流表中________電流通過；而開關始終閉合，滑動變阻器的滑動觸頭不動時，電流表中________電流通過。(選填“有”或“無”)[解析]試驗一中：導體棒切割磁感線運動，引起回路面積發生變更，從而引起了磁通量的變更，產生了感應電流。試驗二中：磁鐵插入或拔出線圈時，引起線圈中的磁場變更，從而引起了磁通量的變更，產生了感應電流。試驗三中：開關閉合、斷開、滑動變阻器的滑動觸頭移動時，A線圈中電流變更，從而引起穿過B的磁通量變更，產生了感應電流。[答案](1)有無(2)有無(3)有有無13．(12分)如圖所示，平面的面積S＝0.6m2，它與勻強磁場方向的夾角α＝30°，若該磁場磁感應強度B＝0.4T，磁場區域足夠大。(1)求通過S的磁通量Φ1；(2)若線圈再順時針轉過120°時，求磁通量Φ2；(3)求這個過程中磁通量的變更量ΔΦ。[解析](1)題圖位置通過線圈的磁通量為Φ1＝BSsinα＝0.4×0.6×eq\f(1,2)Wb＝0.12Wb。(2)再轉過120°，線圈平面與磁場方向垂直，只不過磁感線穿過線圈的方向變更了。Φ2＝－BS＝－0.4×0.6Wb＝－0.24Wb。(3)轉過120°過程磁通量變更量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12|Wb＝0.36Wb。[答案](1)0.12Wb(2)－0.24Wb(3)0.36Wb14．(12分)三根平行的長直導線分別垂直地通過一個等腰直角三角形的三個頂點，如圖所示，現在使每根通電導線在斜邊中點O處所產生的磁感應強度大小均為B，則O點實際磁感應強度的大小和方向如何？[解析]依據安培定則可知，I1和I3在O點處產生的磁感應強度B1、B3方向相同，I2在O點處產生的磁感應強度方向與B1、B3方向垂直，如圖所示，故O點處實際磁感應強度大小為B0＝eq\r(B1＋B32＋B\o\al(2,2))＝eq\r(5)B，又tanθ＝eq\f(B1＋B3,B2)＝2，則實際磁感應強度方向與斜邊夾角為：θ＝arctan2。[答案]見解析15．(14分)如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t＝0時刻，磁感應強度大小為B0，此時刻MN到達的位置使MD