2025年高中物理人教版必修3（第十三章 电磁感应与电磁波初步）同步训练
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如，1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是（ ）
A．该实验线圈中肯定没有电流产生
B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束
D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为该实验中的磁铁磁性太弱
2．如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧，当闭合开关S后，不计其他磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是（ ）
A．向右 B．向左
C．向上 D．向下
3．关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（ ）
A．磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线
B．磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线
C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷
D．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向
4．关于磁感应强度的单位，以下用国际制基本单位符号表示正确的是（ ）
A．T B．N/（A·s） C．kg/（C·s） D．kg/（A·s2）
5．下列说法正确的是（ ）
A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零
B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
6．如图所示为一边长为d的正方体，在FE、ND两边放置足够长直导线，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中C、O两点处的磁感应强度大小分别为（ ）
A．2B、0 B．2B、2B
C．0、 D．、
7．电磁波在空气中的传播速度为v。北京交通广播电台发射电磁波的频率为f，该电磁波在空气中传播的波长λ为（ ）
A．v f B． C． D．
8．地下电缆方向及深度探测装置示意图如下图，圆形金属线圈可沿水平面不同方向运动，若水平地面下有一平行于轴且通有恒定电流的长直导线，和为地面上的三点，线圈圆心点位于导线正上方，平行于轴，平行于轴、关于导线上下对称。则（ ）
A．电流在两点产生磁感应强度相同
B．线圈沿方向加速运动时将产生感应电流
C．线圈从图中位置运动到点过程中将产生感应电流
D．线圈从点沿直线加速运动到点过程中将产生感应电流
9．如图所示的磁场中,稳定时小磁针位置正确的是( )
A． B．
C． D．
10．如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ。设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（ ）
A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1=ΔΦ2
C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
11．如图所示为黑体辐射的规律，由此图象得到下列结论正确的是（ ）
A．随着温度的降低，各种波长的辐射强度都增大
B．随着温度的降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
D．黑体热辐射的强度与波长无关
12．如图所示，矩形线框面积为S，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框可绕虚线轴逆时针转动，初始时刻线圈平面与磁场方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A．初始位置穿过线圈的磁通量为
B．当线圈从图示位置逆时针转过时，穿过线圈的磁通量为0
C．当线圈从图示位置逆时针转过时，穿过线圈的磁通量为
D．在线圈从图示位置逆时针转过过程中，线圈磁通量的变化的大小为
13．如图所示，A、B、C、E、F是在纸面内圆上的五个点，其中连线EF、AC过圆心O点，A、B关于EF对称，，在E、F两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流。已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离。若E处的电流在A点产生的磁感应强度大小为，下列说法中正确的是（ ）
A．若两根导线中的电流同向，则O点磁感应强度大小为
B．若两根导线中的电流同向，则A、B两点磁感应强度相同，均为
C．若两根导线中的电流反向，则A、C两点磁感应强度相同，均为
D．无论两根导线中的电流同向还是反向，A、B、C三点的磁感应强度大小均为
14．电流可以在其周围空间激发出磁场，直线电流在空间某点激发的磁场磁感应强度大小满足，其中为磁导率，I为电流大小，r为该点到直线电流的距离。如图所示，A、B、C、D、E是半径为R的圆的五等分点，其中B、C、D、E四点有垂直于纸面向里的恒定直线电流，大小均为，A点直线电流大小也为，方向垂直于纸面向外。磁导率可以认为是常量，则圆心O点的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．0
15．如图所示的装置中，当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则（ ）
A．电源左侧为正极
B．小磁针B的N极向纸里转
C．小磁针B会不断的转动
D．小磁针B不转动
16．如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外，若过a点的导线在O点产生的磁感应强度为B，则（ ）
A．O点的磁感应强度为0
B．O点的磁感应强度为
C．移走d点的导线，O点磁感应强度变为B
D．移走d点的导线，O点磁感应强度变为
17．已知通电长直导线在周围空间中某点产生的磁场的磁感应强度的大小与导线中的电流成正比，与该点到直导线的距离成反比。若在同一平面内等间距放置六根通电长直导线，通以相等的电流，方向如图所示，则在a、b、c、d四个面积相等的正方形区域中，磁通量最大且合磁场的方向指向纸外的区域是（ ）
A．a区 B．b区
C．c区 D．d区
18．如图所示，两根平行放置的导线a、b位于x轴上且关于坐标原点O对称分布，现对两导线通入等大同向的电流，电流方向垂直纸面向外，设磁场方向垂直x轴向上为正方向，下列关于x轴上各点磁感应强度B随坐标x分布的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
19．弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于一通电螺线管的正上方，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．若接电源正极，接负极，弹簧测力计示数不变
B．若接电源正极，接负极，弹簧测力计示数减小
C．若接电源正极，接负极，弹簧测力计示数不变
D．若接电源正极，接负极，弹簧测力计示数减小
20．已知通电长直导线在周围某点产生的磁感应强度大小为，即磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N相距为，长直导线M中通以大小为I0、方向竖直向上的电流P、O、Q为同一水平线上间距相等的三个点，其中PO两点关于长直导线M对称，O点到直导线M、N的距离相等。已知O处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。下列说法正确的是（ ）
A．长直导线N中通以大小为，方向竖直向下的电流；Q处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里
B．长直导线N中通以大小为，方向竖直向上的电流；P处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外
C．长直导线N中通以大小为方向竖直向上的电流；P处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外
D．长直导线N中通以大小为，方向竖直向上的电流；Q处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里
二、解答题
21．在奥斯特电流磁效应的实验中，水平放置的导线如果不恰好沿南北方向平行地放在小磁针的上方，能否发现小磁针的偏转？
22．电流的磁效应与电磁感应有什么区别？
23．如图所示，围绕条形磁体中央有两个面积大小不同且处于同一平面内的线圈a和b、试比较通过的线圈a与线圈b的磁通量大小，并简述理由。
24．两根通电直导线M和N都垂直于纸面放置，通过的电流和大小相等而方向相反，如图所示。P点是纸面内距离M、N相等的一点，这两个电流产生的磁场在P点的磁感强度分别为和，请在图上画出表示和的箭头，以及它们的合矢量B的箭头。
25．如图所示，是边长为的正方形金属框，在虚线所示的梯形区域内存在匀强磁场，匀强磁场区域左边界到的距离也为，右边界与水平线间的夹角，且点为边的中点。磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。
(1)求图示位置通过金属框的磁通量的大小；
(2)若将金属框以为轴，向纸面外转动，求此过程中通过金属框的磁通量的变化量的大小。
试卷第1页，共3页
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《2025年高中物理人教版必修3（第十三章 电磁感应与电磁波初步）同步训练》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A A D C D D C A C
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 C D D A A C C C B D
1．C
【详解】B．通电导线周围产生磁场的现象叫电流的磁效应。B错误；
ACD．将磁铁插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流；电流周围存在磁场，故小磁针会发生转动。但当科拉顿跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束，此时穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，所以小磁针不偏转，C正确，AD错误。
故选C。
2．A
【详解】根据右手螺旋定则可判定，开关闭合后通电螺线管右端为N极，左端为S极．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针静止时N极指向右侧。
故选A。
3．A
【详解】A．磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极回到N极，磁感线是闭合曲线，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，静电场线不是闭合曲线，故A正确；
B．磁感线或电场线不一定互相平行，故B错误；
C．电场线起始于正电荷，终止于负电荷，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极回到N极，故C错误；
D．磁感线和电场线不仅能表示方向，分布疏密可以反映磁场的强弱，越密越强，反之越弱，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】根据题意，由磁感应强度定义式可得
故ABC错误D正确。
故选D。
5．C
【详解】AC．在定义电场强度和磁感应强度时，都是在场中放一个小物体，使场对它有力的作用。在电场中放入的是试探电荷，电场强度E用来定义，但E与F、q无关，由可得F＝qE，故E＝0时，F＝0，故A错误，C正确；
BD．在磁场中放入一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线放置的方向有关，平行于磁场方向放置时，磁场力F＝0，垂直于磁场方向放置时，磁场力F最大。在定义式中，通电导线必须垂直磁场方向放置，故BD错误。
故选C。
6．D
【详解】根据右手螺旋定则，放置在FE边的电流在C点产生的磁场大小为B、方向沿CM，放置在ND边的电流在C点产生的磁场大小为B、方向沿FC，故C点处的磁感应强度大小为；放置在FE边的电流在O点产生的磁场大小为B、方向沿NO，放置在ND边的电流在C点产生的磁场大小为B、方向沿OP，故O点处的磁感应强度大小为。
故选D。
7．D
【详解】该电磁波在空气中传播的波长为
故选D。
8．C
【详解】A．根据安培定则，电流I在P处和Q处产生的磁感应强度方向相反，故A错误；
B．线圈沿y方向运动，线圈始终在长直导线的正上方，线圈中磁通量始终为零，故线圈中不会产生感应电流，故B错误；
C．电流I在P处产生的磁感应强度沿x轴方向，故线圈在P点的磁通量为零，而线圈在N点的磁通量不为零，故线圈从P点到N点的过程中的磁通量发生了变化，将产生感应电流，故C正确；
D．由于MN平行y轴，电流I也平行y轴，且M、N到长直导线的距离相等，线圈从N点沿直线加速运动到M点过程中，穿过线圈的磁通量始终不变，则不会产生感应电流，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】磁铁外部，磁感线由极指向极，而磁感线的切线方向就是小磁针静止时N极所指方向。
故选A。
10．C
【详解】设金属框在位置Ⅰ的磁通量大小为Φ1在位置Ⅱ的磁通量大小为Φ2。第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，磁通量变化量的大小为
第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，磁通量变化量的大小为
则
ΔΦ1＜ΔΦ2
故选C。
11．C
【详解】A．由图像可知，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都减小，A错误；
B．随着温度的降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动，B错误；
CD．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与其他因素无关，C正确，D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．初始位置穿过线圈的磁通量为
选项A错误；
BC．当线圈从图示位置逆时针转过和转过时，线圈平面与磁场方向的夹角都为，穿过线圈的磁通量为
选项BC错误；
D． 在线圈从图示位置逆时针转过时，穿过线圈的磁通量为
因此此过程线圈磁通量的变化大小为
选项D正确。
故选D。
13．D
【详解】A．同向电流在O点的磁场方向相反，磁感应强度大小相等，故若两根导线中的电流同向，O点磁感应强度大小为零，故A错误；
B．根据几何关系有
作出同向电流（假设电流方向向内），在A、B点磁感应强度的矢量图如图甲所示，则
，
则A点磁感应强度为
同理可得B点磁感应强度为
故则A、B两点磁感应强度大小相等，大小均为，根据矢量图可知A、B两点磁感应强度方向不同，故B错误；
C．作出反向电流（假设E流入、F流出），在A、C点磁感应强度的矢量图如图乙所示，同前面分析，可以发现A、C两点磁感应强度矢量和的方向相同，大小均为，故C错误；
D．根据前面的分析可知，无论两根导线中的电流同向还是反向，A、B、C三点的磁感应强度大小均为，故D正确。
故选D。
14．A
【详解】若A点直线电流方向垂直于纸面也向里，大小也为，则根据磁感应强度的矢量运算法则，圆心O点的磁感应强度大小为0。但实际A点直线电流大小为，方向垂直于纸面向外，则其它四个点的直线电流在圆心O点的磁感应强度的矢量合与A点直线电流在O点的磁感应强度的等大同向。故实际圆心O点的磁感应强度大小为
故选A。
15．A
【详解】A．根据图像可知通电螺线管的左边为S极，根据右手螺旋定则可知电路中有顺时针方向的电流，所以电源的左端为正极，故A正确；
BCD．小磁针B在电流产生的磁场中，根据右手螺旋定则可知小磁针B的N极向外转动，故BCD错误。
故选A。
16．C
【详解】AB．四条导线中的电流大小相等，且到O点的距离相等，故四条通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，均为B。根据安培定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示。
由图可知，Bb与Bc相互抵消，Ba与Bd合成，根据平行四边形定则可知，O点的磁感应强度方向由O指向c其大小为2B，故AB错误；
CD．移走d点的导线，其它三条导线在O点的磁感应强度不变，则O点磁感应强度变为B，故C正确、D错误。
故选C。
17．C
【详解】每个正方形区域都是由其中的四根导线围成，另外两根距该区域相对较远，由题意并根据对称性可知，围成正方向的四根导线分别产生的磁场在该正方形区域的磁通量大小相等，设为，另外远离该区域的两根导线分别产生的磁场在该正方形区域的磁通量大小也相等，设为，则。规定垂直纸面向里的磁通量为正，根据安培定则可知a、b、c、d四个区域的磁通量分别为
所以，磁通量最大且合磁场的方向指向纸外的区域是c区。
故选C。
18．C
【详解】根据右手螺旋定则可知，当两根导线通入等大同向的电流时，在坐标原点的磁感应强度等大反向，故坐标原点位置的磁感应强度为0。在a导线的左侧，a、b两导线中电流形成的磁场方向垂直x轴向下，所以合场强的方向垂直x轴向下，且越靠近a导线场强越大。在b导线的右侧，a、b两导线中电流形成的磁场方向垂直x轴向上，所以合场强的方向垂直x轴向上，越靠近b导线场强越大。ao之间区域，由于a导线的场强大于b导线的场强，所以合场强方向垂直x轴向上，bo之间区域，由于b导线的场强大于a导线的场强，所以合场强方向垂直x轴向下。
故选C。
19．B
【详解】AB．当螺线管将a接电源正极，b接负极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向上，上端相当于N极，对磁铁产生向上的斥力，所以弹簧秤示数减小，故A错误，B正确；
CD．当螺线管将a接电源负极，b接正极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向下，上端相当于S，对磁铁产生向下的引力，所以弹簧秤示数增大，故CD错误。
故选B。
20．D
【详解】根据题目中的定义，长直导线M在O点产生的磁场为
方向为垂直纸面向里；已知O处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外，则长直导线N在O点产生的磁场方向垂直于纸面向外，即电流方向为竖直向上，根据磁场强度的矢量式得
解得
则P点场强方向为垂直于纸面向外，大小为
Q点场强方向为垂直于纸面向里，大小为
故选D。
21．见解析
【详解】地磁场的方向是沿南北方向的，也就是说不加导线时候小磁针受力平衡后的指向是南北方向；除了重力之外，只有地磁场力让它指向南北，将导线沿南北方向平行放在小磁针的上方，这样放的时候恰好导线产生的磁场作用于小磁针的方向就是东西方向，产生的效果最为明显。因此当水平放置的导线如果不恰好沿南北方向平行地放在小磁针的上方，只会使得水平放置的导线产生的磁场迫使小磁针偏转效果没有南北方向明显而已，只要对应的磁场力能够迫使小磁针转动即可，考虑极端情况，如果导线此时东西放置，导线产生的磁场和地磁场一致，那么小磁针便不会发生偏转，将保持原来的南北指向。
22．见解析
【详解】电流的磁效应是指电流周围产生磁场，即“电生磁”。电磁感应是利用磁场产生感应电流，即“磁生电”。“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象。
23．
【详解】条形磁铁内部的磁感线方向从S极指向N极（向左），磁铁外面磁感线从N极指向S极（向右）。可知磁铁内部的磁感线全部穿过两线圈，而磁铁外部的磁感线穿过a线圈的多于b线圈，由，可知通过的线圈a磁通量小于通过线圈b的磁通量，即。
24．
【详解】MN在P点产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则，电流M在P点的磁场向右上方，电流N在P点的磁场的方向向右下方，所以合磁场的方向一定右。如图。
25．(1)
(2)
【详解】（1）图示位置金属框的磁通量大小为
求得
（2）若将金属框以为轴，向纸面外转动，金属框的磁通量为
磁通量的变化量大小为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
