第十三章 电磁感应与电磁波精选试卷测试与练习(word解析版)

第十三章 电磁感应与电磁波精选试卷测试与练习(word解析版)
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第十三章电磁感应与电磁波精选试卷测试与练习(word解析版)

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.如图为两组同心闭合线圈的俯视图,若内线圈通有图示的I1方向的电流,则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是( )

A.I2顺时针方向,F沿半径指向圆心

B.I2顺时针方向,F沿半径背离圆心向外

C.I2逆时针方向,F沿半径指向圆心

D.I2逆时针方向,F沿半径背离圆心向外

【答案】D

【解析】

【详解】

如图内线圈的电流方向为顺时针方向,由安培定则分析得知,外线圈中磁通量方向向里,当I1增大时,穿过外线圈的磁通量增大,根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针,外线圈所在处磁场方向向外。根据左手定则分析得到:I2受到的安培力F方向是沿半径背离圆心向外.所以D正确,ABC错误。

2.如图所示为六根与水平面平行的导线的横截面示意图,导线分布在正六边形的六个角,

B,则正六边导线所通电流方向已在图中标出。已知每条导线在O点磁感应强度大小为

形中心O处磁感应强度的大小和方向()

A.大小为零

2B,方向沿x轴负方向

B.大小0

4B,方向沿x轴正方向

C.大小0

4B,方向沿y轴正方向

D.大小0

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

根据磁场的叠加原理,将最右面电流向里的导线在O 点产生的磁场与最左面电流向外的导线在O 点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B 1;

同理,将左上方电流向外的导线在O 点产生的磁场与右下方电流向里的导线在O 点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B 2;

将右上方电流向里的导线在O 点产生的磁场与左下方电流向外的导线在O 点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B 3。

如图所示:

根据磁场叠加原理可知

12302B B B B ===

由几何关系可知B 2与B 3的夹角为120°,故将B 2与B 3合成,则它们的合磁感应强度大小也为2B 0,方向与B 1的方向相同,最后将其与B 1合成,可得正六边形中心处磁感应强度大小为4 B 0,方向沿y 轴正方向.

选项D 正确,ABC 错误。

故选D 。

3.当导线中分别通以图示方向的电流,小磁针静止时北极指向读者的是( )

A .

B .

C .

D .

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A 、通电直导线电流从左向右,根据右手螺旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针静止时北极背离读者,故A 错误;

B 、如图所示,根据右手螺旋定则,磁场的方向逆时针(从上向下看),因此小磁针静止时北极背离读者,故B 错误;

C 、环形导线的电流方向如图所示,根据右手螺旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针静止时北极指向读者,故C 正确;

D 、根据右手螺旋定则,结合电流的方向,则通电螺线管的内部磁场方向,由右向左,则小磁针的静止时北极指向左,故D 错误;

4.如图所示,三根完全相同的通电直导线a 、b 、c 平行固定,三根导线截面的连线构成一等边三角形,O 点为三角形的中心,整个空间有磁感应强度大小为B 、方向平行于等边三角形所在平面且垂直bc 边指向a 的匀强磁场。现在三根导线中通以方向均向里的电流,其中I b =I c =I 。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度的大小跟电流成正比,导线b 在O 点产生的磁感应强度大小为B 。则下列说法正确的是( )

A .若O 点的磁感应强度平行ac 边,则I a =(1+

3)I B .若O 点的磁感应强度平行ab 边,则I a =(1+33

)I C .若O 点的磁感应强度垂直ac 边,则I a =(3-1)I

D .若O 点的磁感应强度垂直ab 边,则I a =(3-1)I

【答案】A

【解析】

【详解】

三条直导线在O 点的磁场方向如图;其中B c 和B b 的合场强水平向右大小为B bc =B ;方向水平向右。

A .若O 点的磁感应强度平行ac 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ac 方向的合磁场为零,即

sin 30cos30cos300c a B B B +-=

其中B c =B =kI ,解得

I a =(1+

3)I 选项A 正确;

B .若O 点的磁感应强度平行ab 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ab 方向的合磁场为零,即 sin 30cos30sin 300b a B B B -+=

其中B b =B =kI ,解得

I a =(3-1)I

选项B 错误;

C .若O 点的磁感应强度垂直ac 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ac 方向的合磁场为零,即

cos30sin 30-sin 300a bc B B B +=

表达式无解,则O 点的磁感应强度的方向不可能垂直ac 边,选项C 错误;

D .若O 点的磁感应强度垂直ab 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ab 方向的合磁场为零,即

cos30cos 60cos 600bc a B B B +-=

其中B c =B =kI ,解得

I a =(3+1)I

选项D 错误。

故选A 。

5.如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。O 为MN 的中点,P 为MN 连线的中垂线。一质子此时恰好经过P 点,速度方向指向O 点。下列说法正确的是

A .O 点处的磁感应强度为零

B .质子将向右偏转

C .质子将垂直于纸面向外偏转

D .质子将做直线运动

【答案】D

【解析】

【详解】

A 、根据右手螺旋定则,M 处导线在o 点产生的磁场方向竖直向下,N 处导线在o 点产生

的磁场方向竖直向下,合成后磁感应强度不等于0,故A错误;

BCD、M在P处产生的磁场方向垂直于P M偏下, N在P处产生的磁场方向垂直于P N偏下,根据平行四边形定则,知P处的磁场方向竖直向下,根据左手定则,质子不受到的洛伦兹力作用,将做直线运动,故BC错误,D正确;

故选D。

6.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.

7.2019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。

8.如图所示为两条长直平行导线的横截面图,两导线中均通有垂直纸面向外、强度大小相等的电流,图中的水平虚线为两导线连线的垂直平分线,A、B两点关于交点O对称,已知A点与其中一根导线的连线与垂直平分线的夹角为θ=30°,且其中任意一根导线在A点所产生的磁场的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是()

A.根据对称性可知A、B两点的磁感应强度方向相同

B.A、B两点磁感应强度大小均为3B

C.A、B两点磁感应强度大小均为B

D.在连线的中垂线上所有点的磁感应强度一定不为零

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.根据安培定则判断得知,两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向,由于对称,两根通电导线在A、B两点产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形进行合成得到,A、B两点的磁感应强度大小相等,A点磁场向下,B点磁场向上,方向相反,A错误;BC.两根导线在A点产生的磁感应强度的方向如图所示

根据平行四边形定则进行合成,得到A点的磁感应强度大小为

B B

?=

2cos303

同理,B点的磁感应强度大小也为

B B

?=

2cos303

B正确、C错误;

D.只有当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时,合磁感应强度才为零,则知O点的磁感应强度为零,D错误。

故选B。

9.如图甲所示,一个条形磁铁P固定在水平桌面上,以P的右端点为原点,中轴线为x轴建立一维坐标系.一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置,设Q与x轴之间的夹角为θ.实验测得sinθ与x之间的关系如图乙所示.已知该处地磁场方向水平,磁感应强度大小为B0.下列说法正确的是( )

A.P的右端为S极

B.P的中轴线与地磁场方向平行

C.P在x0处产生的磁感应强度大小为B0

D.x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

磁场是客观存在的特殊物质形态,我们感觉不到,但可通过小磁针来体现.小磁针N极的受力方向即为磁场方向,或磁感线该点的切线方向为磁场方向.

A.当x趋向无穷大时,小磁针所指的方向为地球的磁场的方向,所以根据题图可知,x趋向无穷大时,sinθ趋向1,则θ趋向90°,即小磁针的方向与x的方向垂直,所以x的方向为向东.当x非常小时,小磁针的N极沿x方向,即向东.由图可知,开始时N背离O 点,所以O点处的磁极是N极,故A错误;

B.由以上的分析可知,P的中轴线沿东西方向,与地磁场方向垂直,故B错误;

C.由乙图可知,x0处

2

sinθ=

45

θ=?

P在

x处产生的磁感应强度大小

P

B

tan45

P

B

B

?=

所以

P

B B

=

故C正确;

D.

x处合磁场的磁感应强度大小为

002sin 45B B B =

=?

故D 错误。

故选C 。

10.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 。

11.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.

1

2

B.

2

4

C.

2

2

D.

1

4

【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。

12.在导线中电流在周围空间产生的磁感应强度大小为: I B k r =,k 为常数,r 为到导线的距离,如图所示,两个半径相同,材料不同的半圆环并联地接在电路中,电路中的总电流为I ,流过ABD 半圆环的电流为3I ,流过ACD 半圆环的电流为23

I ,在圆环圆心处电流产生的磁场的磁感应强度为B ,若将ABD 半圆环绕直径AD 转过90°,这时在O 点的磁感应强度大小为( )

A .3B

B .5B

C .2B

D .B

【答案】B

【解析】 ABD 半圆环的电流和ACD 半圆环的电流产生的磁场在O 点处的磁场的磁感应强度方向相反,

根据磁场叠加可知,半圆环中

13I 电流在O 点产生的磁场的磁感应强度大小为B ,那么ACD 半圆环的电流为23

I ,在O 点产生磁场的磁感应强度大小为2B ,因此将ABD 半圆环绕直径转过90°,这时在O 点磁场的磁感应强度大小为22(2)5B B B B '=

+=,故B 正确,

ACD 错误;故选B .

13.如图所示,三根通电长直导线A 、B 、C 互相平行,其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上,三根导线中通入的电流大小相等,且A 、C 中电流方向垂直于纸面向外,B 中电流方向垂直于纸面向内;已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度kI B r

=,其中I 为通电导线中的电流强度,r 为某处到通电直导线的距离,k 为常量.下列说法正确的是( )

A .A 所受磁场作用力的方向与

B 、

C 所在平面垂直

B .B 所受磁场作用力的方向与A 、

C 所在平面垂直

C .A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2

D .A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶

2 【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】 A .利用右手定则可知:A 处的合磁场方向沿AC 方向,所以A 所受磁场作用力的方向与

A 、C 所在平面垂直,A 错;

B .利用右手定则可知:B 处的合磁场方向沿A

C 方向,所以B 所受磁场作用力的方向与

A 、C 所在平面垂直,

B 对;

CD .知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度kI B r =

,根据磁场的叠加知:A 处的磁场大小为2kI ,而B 处的磁场强度为2kI r ,所以A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:2,C 对,D 错;

故选:BC

14.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 点产生的磁感应强度大小为22

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

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2

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

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 。

15.下列说法正确的是( )

A .雷达是利用超声波工作的

B .红外线比紫外线更容易发生衍射现象

C .真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的

D .在同一个周期里,波上的质点沿波传播的方向移动的距离为一个波长

E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同

【答案】BCE

【解析】

【详解】

A.雷达是利用无线电波工作的,A 错误;

B.红外线比紫外线波长长,更容易发生衍射现象,B 正确;

C.在惯性参考下中,真空中的光速,故真空中的光速在不同的惯性参考系中相同,真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的,C 正确;

D.波上的质点不沿波传播的方向移动,D 错误;

E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,到平衡位置的距离相等,故回复力不变,那么

加速度相同;但是,前后两次经过同一位置时,根据振动方向可以知道:速度大小相同,方向相反,故E正确.

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.某实验小组用如图所示的实验装置完成“探究楞次定律”的实验,实验记录如下表

磁铁放置情况磁铁运动情况电表指针偏转情况

N极朝下插入线圈向左偏转

S极朝下①向左偏转

N极朝下从线圈中抽出②

③插入线圈向右偏转

该同学实验记录中有三处忘记记录了,请你补充完整:

①________;②_______;③________.

【答案】从线圈中抽出向右偏转 S极朝下

【解析】

从图中可以看出当N极朝下插入线圈时,穿过线圈的向下的磁通量增加,根据楞次定律,此时感应出向上的磁场,并导致电流表向左偏转,

①当S极朝下并从线圈中抽出时,则穿过线圈向上的磁通量减小,根据楞次定律,则应该感应出向上的磁场,所以这时候电流表也左偏,

②当N极向下并从线圈中抽出时,穿过线圈向下的磁通量减小,根据楞次定律应感应出像下的磁场,与题给条件相反,所以电流表应该右偏;

③当S极朝下并插入线圈时,则向上的磁通量增大,则感应出向下的磁场,则电流表会右偏,

点睛:根据楞次定律判断应磁场的方向,并结合题目说给条件,可以判断电流的方向.

17.(1)在“探究楞次定律”的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外,还要用到电表.请从下列电表中选择(______)

A.量程为0~3 V的电压表

B.量程为0~3 A的电流表

C.量程为0~0.6 A的电流表

D.零刻度在中间的灵敏电流表

(2)某同学按下列步骤进行实验:

①将已知绕向的螺线管与电表连接;

②设计表格,记录将磁铁N、S极插入和抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向;

③分析实验结果,得出结论.

上述实验中,漏掉的实验步骤是______.

(3)图甲为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时,在计算机屏幕上得到的波形,横坐标为时间t,纵坐标为电流I.根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线.现用该磁铁,如图乙所示,从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去.图丙中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是

____.

【答案】D查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系B

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1].由于电流方向会发生变化,所以应该用零刻度在中间的灵敏电流表,故选D。(2)[2].因为本实验时探究“楞次定律”的实验,所以要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系,从而来确定感应电流方向与原磁通量变化之间的关系。

(3)[3].根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线,则表明穿过线圈N极的磁通量增加时,应该形成图①的形状,当磁铁S极从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去,则穿过线圈平面的S极的磁通量先增大后减小,且磁场方向与题中所给的方向恰好相反,所以图像应该是B,故选B。

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.如图为“探究电磁感应现象”的实验装置.

()1将图中所缺的导线补接完整.

()2如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:

①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将________偏转(选填“发生”或“不发生”);

②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针________偏转(选填“发生”或“不发生”);

③在上述两过程中灵敏电流计指针的偏转方向________(选填“相同”或“相反”).()3在做“探究电磁感应现象”实验时,如果副线圈两端不接任何元件,则副线圈电路中将________.(不定项选择)

A.因电路不闭合,无电磁感应现象

B.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势

C.不能用楞次定律判断感应电动势方向

D.可以用楞次定律判断感应电动势方向

【答案】发生,发生,相反, BD

【解析】

(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,电路图如图所示;

(2)闭合电键,磁通量增加,指针向右偏转,将原线圈迅速插入副线圈,磁通量增加,则灵敏电流计的指针将向右偏转一下;

原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电阻增大,则电流减小,穿过副线圈的磁通量减小,则灵敏电流计指针向左偏转一下;

(3)如果副线圈B两端不接任何元件,线圈中仍有磁通量的变化,仍会产生感应电动势,不会没有感应电流存在,但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向,从而可以判断出感应电动势的方向,故BD正确,AC错误;

故选BD.

20.在研究电磁感应现象的实验中,所需的实验器材如图所示。现已用导线连接了部分实验电路

(1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路____;

(2)实验时,将L1插入线圈L2中,合上开关瞬间,观察到检流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是__________________________

(3)某同学设想使线圈L1中电流逆时针(俯视)流动,线圈L2中电流顺时针(俯视)流动,可行的实验操作是__

A.抽出线圈L1 B.插人软铁棒

C.使变阻器滑片P左移 D.断开开关

【答案】穿过闭合电路中的磁通量发生变化,闭合电路中

就会产生感应电流 BC

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]本实验中L1与电源相连,通过调节滑动变阻器使L2中的磁通量发生变化,从而使L2产生电磁感应线象,故L2应与检流计相连;

(2)[2]指针发生偏转说明电路中有电流产生,产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化;故结论为:闭合电路中磁通量发生变化时,闭合电路中产生感应电流

(3)[3]感应电流的方向与原电流方向相反,则它们的磁场也一定相反,由楞次定律可知,原磁场应增强,故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移

故选BC

电磁感应测试题(含答案)

1. A 2. B 3. D 4. A 5. B 6. C 7. D 8. B 9. B 高中物理单元练习试题(电磁感应) 一、单选题(每道小题 3分共 27分 ) 1. 一根0.2m长的直导线,在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中以V=3m/S的速度做切割磁感线运动,直导线垂直于磁感线,运动方向跟磁感线、直导线垂直.那么,直导线中感应电动势的大小是[ ] A.0.48v B.4.8v C.0.24v D.0.96v 2. 如图所示,有导线ab长0.2m,在磁感应强度为0.8T的匀 强磁场中,以3m/S的速度做切割磁感线运动,导线垂直磁感线, 运动方向跟磁感线及直导线均垂直.磁场的有界宽度L=0.15m, 则导线中的感应电动势大小为[ B ] A.0.48V B.0.36V C.0.16V D.0.6V 3. 在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中,金属杆PQ 在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,PQ中产生的 感应电动势为e1;若磁感应强度增为2B,其它条件不变,所产生 的感应电动势大小变为e2.则e1与e2之比及通过电阻R的感应 电流方向为[ ] A.2:1,b→a B.1:2,b→a C.2:1,a→b D.1:2,a→b 4. 图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度B、闭合电路中一部分直导线的运动速度v 和电路中产生的感应电流I的相互关系,其中正确是[ ] 5. 如图所示的金属圆环放在匀强磁场中,将它从磁场中匀速拉出 来,下列哪个说法是正确的\tab [ ] A.向左拉出和向右拉出,其感应电流方向相反 B.不管从什么方向拉出,环中的感应电流方向总是顺时针的 C.不管从什么方向拉出,环中的感应电流方向总是逆时针的 D.在此过程中感应电流大小不变 6. 如图所示,在环形导体的中央放一小条形磁铁,开始时,磁铁和环 在同一平面内,磁铁中心与环的中心重合,下列能在环中产生感应电 流的过程是[ ] A.环在纸面上绕环心顺时针转动30°的过程 B.环沿纸面向上移动一小段距离的过程\par C.磁铁绕轴OO ' 转动 30°的过程 D.磁铁绕中心在纸面上顺时针转动30°的过程 7. 两水平金属导轨置于竖直向下的匀强磁场中(俯视如图),一金属方框abcd两头焊上金属短轴放在导轨上,以下说法中正确的是哪一个[ ]

电磁感应现象的练习题.(DOC)

一、电磁感应现象的练习题 一、选择题: 1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是[ ] A.都会产生感应电流 B.都不会产生感应电流 C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流 D.甲、丙、丁会产生感应电流,乙不会产生感应电流 2.如图2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是[ ] A.绕ad边为轴转动 B.绕oo′为轴转动 C.绕bc边为轴转动 D.绕ab边为轴转动 3.关于产生感应电流的条件,以下说法中错误的是[ ] A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流 B.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流 C.穿过闭合电路的磁通为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流 D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化,闭合电路中一定会有感应电流

4.垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈,能使线圈中产生感应电流的运动是[ ] A.线圈沿自身所在的平面匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面加速运动 C.线圈绕任意一条直径匀速转动 D.线圈绕任意一条直径变速转动 5.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(图3).下列运动中能使线圈中产生感应电流的是[ ] A.N极向外、S极向里绕O点转动 B.N极向里、S极向外,绕O点转动 C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动 D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动 6.在图4的直角坐标系中,矩形线圈两对边中点分别在y轴和z轴上。匀强磁场与y轴平行。线圈如何运动可产生感应电流[ ] A.绕x轴旋转 B.绕y轴旋转 C.绕z轴旋转 D.向x轴正向平移 7.如图5所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成 闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情 况中铜环A中没有感应电流的是[ ] A.线圈中通以恒定的电流 B.通电时,使变阻器的滑片P作匀速移动 C.通电时,使变阻器的滑片P作加速移动 D.将电键突然断开的瞬间 8.如图6所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀

最新电磁场与电磁波复习题(含答案)

电磁场与电磁波复习题 一、填空题 1、矢量的通量物理含义是矢量穿过曲面的矢量线总数,散度的物理意义矢量场中任 意一点处通量对体积的变化率。散度与通量的关系是矢量场中任意一点处通量对体积的变化率。 2、 散度在直角坐标系的表达式 z A y A x A z y x A A ??????++ = ??=ρ ρdiv ; 散度在圆柱坐标系下的表达 ; 3、矢量函数的环量定义矢量A 沿空间有向闭合曲线C 的线积分, 旋度的定义 过点P 作一微小曲面S,它的边界曲线记为L,面的法线方与曲线绕向成右 手螺旋法则。当S 点P 时,存在极限环量密度。二者的关系 n dS dC e A ρρ?=rot ; 旋度的物理意义点P 的旋度的大小是该点环量密度的最大值;点P 的旋度的方向是该 点最 大环量密度的方向。 4.矢量的旋度在直角坐标系下的表达式 。 5、梯度的物理意义标量场的梯度是一个矢量,是空间坐标点的函数。梯度的大小为该点 标量函数 ?的最大变化率,即该点最 大方向导数;梯度的方向为该点最大方向导数的 方向,即与等值线(面)相垂直的方向,它指向函数的增加方向等值面、方向导数与 梯度的关系是梯度的大小为该点标量函数 ?的最大变化率,即该点最 大方向导数; 梯度的方向为该点最大方向导数的方向,即与等值线(面)相垂直的方向,它指向函数 的增加方向.; 6、用方向余弦cos ,cos ,cos αβγ写出直角坐标系中单位矢量l e r 的表达 式 ;

7、直角坐标系下方向导数 u ?的数学表达式是 ,梯度的表达式 8、亥姆霍兹定理的表述在有限区域内,矢量场由它的散度、旋度及边界条件唯一地确定,说明的问题是矢量场的散度应满足的关系及旋度应满足的关系决定了矢量场的基本性质。 9、麦克斯韦方程组的积分形式分别为 ()s l s s l s D dS Q B E dl dS t B dS D H dl J dS t ?=??=-??=?=+????????r r r r r r r r g r r r r r g ???? 其物理描述分别为 10、麦克斯韦方程组的微分形式分别为 2 0E /E /t B 0 B //t B c J E ρεε??=??=-????=??=+??r r r r r r r 其物理意义分别为 11、时谐场是激励源按照单一频率随时间作正弦变化时所激发的也随时间按照正弦变化的 场, 一般采用时谐场来分析时变电磁场的一般规律,是因为任何时变周期函数都可以用正弦函数表示的傅里叶级数来表示;在线性条件下,可以使用叠加原理。 12、坡印廷矢量的数学表达式 2 0S c E B E H ε=?=?r r r r r ,其物理意义表示了单 位面积的瞬时功率流或功率密度。功率流的方向与电场和磁场的方向垂直。表达式 ()s E H dS ??r r r g ?的物理意义穿过包围体积v 的封闭面S 的功率。 13、电介质的极化是指在外电场作用下,电介质中出现有序排列电偶极子以及表面上出

电磁感应单元测试题(含详解答案)

第十二章电磁感应章末自测 时间:90分钟满分:100分 第Ⅰ卷选择题 一、选择题(本题包括10小题,共40分,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分) 图1 1.如图1所示,金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动,匀强磁场方向垂直纸面向里,当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时,发现回路感生电流方向为逆时针方向,则v1和v2的大小、方向可能是() A.v1>v2,v1向右,v2向左B.v1>v2,v1和v2都向左 C.v1=v2,v1和v2都向右D.v1=v2,v1和v2都向左 解析:因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流,由题意可知回路abdc的面积应增大,选项A、C、D错误,B正确. 答案:B 图2 2.(2009年河北唐山高三摸底)如图2所示,把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场),蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动.当蹄形磁铁匀速转动时,线圈也开始转动,当线圈的转动稳定后,有() A.线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反 C.线圈中产生交流电 D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流 解析:本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点.根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误;最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大,则磁铁相对

图3 线圈中心轴做匀速圆周运动,所以产生的电流为交流电. 答案:AC 3.如图3所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流() 解析:据楞次定律,P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的,且方向为正方向时应均匀减弱,故D正确. 答案:D 图4 4.(2008年重庆卷)如图4所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈,当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是() A.N先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.N先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.N先小于mg后大于mg,运动趋势向右 D.N先大于mg后小于mg,运动趋势向右 解析:由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时,穿过线圈的磁通量是先增加后减小,根据楞次定律可判断:在线圈中磁通量增大的过程中,线圈受指向右下方的安培力,在线圈中磁通量减小的过程中,线圈受指向右上方的安培力,故线圈受到的支持力先大于mg 后小于mg,而运动趋势总向右,D正确. 答案:D 5.如图5(a)所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同线圈Q,P和Q 共轴,Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图(b)所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为F N,则() 图5 A.t1时刻F N>G B.t2时刻F N>G C.t3时刻F N

高二物理电磁感应测试题及答案

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

电磁场与电磁波试题及答案

电磁场与电磁波试题及答案

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。

电磁场与电磁波波试卷3套含答案

《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

电磁感应基础练习题

电磁感应基础练习题: 1、面积是0.5m 2的导线环,放在某一匀强磁场中,环面与磁场垂直,穿过导线的磁通量是Wb 2100.1-?,则该磁场的磁感应强度是( ) A、T 2105.0-? B、T 2105.1-? C、T 2101-? D、T 2102-? 2、关于电磁感应现象,下列说法正确的是( ) A、只要磁通量穿过电路,电路中就有感应电流 B、只要穿过闭合导体回路的磁通量足够大,电路中就有感应电流 C、只要闭合导体回路在切割磁感线运动,电路中就有感应电流 D、只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流 3、如图所示,套在条形磁铁外的三个线圈,其面积321S S S =>,穿过各线圈的磁通量依次为1Φ、2Φ、3Φ,则它们的大小关系是( ) A 、32 1 Φ>Φ>Φ B 、321Φ=Φ>Φ C 、321Φ=Φ<Φ D 、321Φ<Φ<Φ 4、关于电磁感应,下列说法正确的是( ) A 、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势就越大 B 、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 C 、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 D 、穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大 5、如图所示,在《探究产生感应电流的条件》的实验中,开关断开时,条形 磁铁插入或拔出线圈的过程中,电流表指针不动;开关闭合时,磁铁静止在 线圈中,电流表指针也不动;开关闭合时,将磁铁插入或拔出线圈的过程中, 电流表指针发生偏转.由此得出,产生感应电流的条件是:电路必须 , 穿过电路的磁通量发生 . 6、如图所示是探究感应电流与磁通量变化关系的实验.下列操作会产生感应 电流的有 . ①闭合开关的瞬间; ②断开开关的瞬间; ③闭合开关,条形磁铁穿过线圈; ④条形磁铁静止在线圈中 此实验表明:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生 闭合导体回路中就有感应电流产生. 1、关于电磁感应,下列说法正确的是( ) A 、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B 、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势为零 C 、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 D 、穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大 2、关于感应电动势的大小,下列说法正确的是( ) A 、跟穿过闭合导体回路的磁通量有关 S

电磁场与电磁波试题及答案

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.

(完整版)电磁感应综合练习题(基本题型,含答案)

电磁感应综合练习题(基本题型) 一、选择题: 1.下面说法正确的是 ( ) A .自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加 B .自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化 C .电路中的电流越大,自感电动势越大 D .电路中的电流变化量越大,自感电动势越大 【答案】B 2.如图9-1所示,M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨,导轨间距为L 磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所 在平面垂直,ab 与ef 为两根金属杆,与导轨垂直且可在导轨上滑 动,金属杆ab 上有一伏特表,除伏特表外,其他部分电阻可以不计,则下列说法正确的是 ( ) A .若ab 固定ef 以速度v 滑动时,伏特表读数为BLv B .若ab 固定ef 以速度v 滑动时,ef 两点间电压为零 C .当两杆以相同的速度v 同向滑动时,伏特表读数为零 D .当两杆以相同的速度v 同向滑动时,伏特表读数为2BLv 【答案】AC 3.如图9-2所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落。 如果线圈中受到的磁场力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 ( ) A .a 1>a 2>a 3>a 4 B .a 1 = a 2 = a 3 = a 4 C .a 1 = a 2>a 3>a 4 D .a 4 = a 2>a 3>a 1 【答案】C 4.如图9-3所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当电键S 接通一瞬间,两铜环的运动情况是( ) A .同时向两侧推开 B .同时向螺线管靠拢 C .一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断 D .同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断 【答案】 A 图9-2 图9-3 图9-4 图9-1

电磁场与电磁波试题集

《电磁场与电磁波》试题1 填空题(每小题1分,共10分) 1.在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的导磁率为μ ,则磁感应强度B 和磁场H 满足的方程 为: 。 2.设线性各向同性的均匀媒质中, 02=?φ称为 方程。 3.时变电磁场中,数学表达式H E S ?=称为 。 4.在理想导体的表面, 的切向分量等于零。 5.矢量场 )(r A 穿过闭合曲面S 的通量的表达式为: 。 6.电磁波从一种媒质入射到理想 表面时,电磁波将发生全反射。 7.静电场是无旋场,故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。 8.如果两个不等于零的矢量的 等于零,则此两个矢量必然相互垂直。 9.对平面电磁波而言,其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。 10.由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是无散场,因此,它可用 函数的旋度来表 示。 二、简述题 (每小题5分,共20分) 11.已知麦克斯韦第二方程为 t B E ??-=?? ,试说明其物理意义,并写出方程的积分形式。 12.试简述唯一性定理,并说明其意义。 13.什么是群速?试写出群速与相速之间的关系式。 14.写出位移电流的表达式,它的提出有何意义? 三、计算题 (每小题10分,共30分) 15.按要求完成下列题目 (1)判断矢量函数y x e xz e y B ??2+-= 是否是某区域的磁通量密度? (2)如果是,求相应的电流分布。 16.矢量z y x e e e A ?3??2-+= ,z y x e e e B ??3?5--= ,求 (1)B A + (2)B A ? 17.在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为 (1) 试写出其时间表达式; (2) 说明电磁波的传播方向; 四、应用题 (每小题10分,共30分) 18.均匀带电导体球,半径为a ,带电量为Q 。试求 (1) 球内任一点的电场强度 (2) 球外任一点的电位移矢量。

电磁场与电磁波试卷(1)

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

高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷练习(Word版 含答案)

高中物理第十三章电磁感应与电磁波精选测试卷练习(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,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; 2.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是() A.B. C. D. 【答案】B 【解析】

【分析】 要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况:地磁的南极在地理北极的附近,故右手的拇指必需指向南方,然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向. 【详解】 地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向,故四指的方向应该向西.故B正确. 【点睛】 主要考查安培定则和地磁场分布,掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在.另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定. 3.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】 【分析】 【详解】 A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故A错误. B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故B错误. C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故C错误. D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转时,磁通量从无到有发生变化,线圈中有感应电流产生;故D正确. 故选D. 【点睛】

电磁场与电磁波试题及答案

《电磁场与电磁波》试题2 一、填空题(每小题1分,共10分) 1.在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的介电常数为ε,则电位移矢量D ?和电场E ? 满足的 方程为: 。 2.设线性各向同性的均匀媒质中电位为φ,媒质的介电常数为ε,电荷体密度为V ρ,电位 所满足的方程为 。 3.时变电磁场中,坡印廷矢量的数学表达式为 。 4.在理想导体的表面,电场强度的 分量等于零。 5.表达式()S d r A S ? ????称为矢量场)(r A ? ?穿过闭合曲面S 的 。 6.电磁波从一种媒质入射到理想导体表面时,电磁波将发生 。 7.静电场是保守场,故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。 8.如果两个不等于零的矢量的点积等于零,则此两个矢量必然相互 。 9.对横电磁波而言,在波的传播方向上电场、磁场分量为 。 10.由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是 场,因此,它可用磁矢位函数的旋度来表示。 二、简述题 (每小题5分,共20分) 11.试简述磁通连续性原理,并写出其数学表达式。 12.简述亥姆霍兹定理,并说明其意义。 13.已知麦克斯韦第二方程为S d t B l d E S C ???????-=???,试说明其物理意义,并写出方程的微 分形式。 14.什么是电磁波的极化?极化分为哪三种? 三、计算题 (每小题10分,共30分) 15.矢量函数 z x e yz e yx A ??2+-=? ,试求 (1)A ? ?? (2)A ? ?? 16.矢量 z x e e A ?2?2-=? , y x e e B ??-=? ,求 (1)B A ? ?- (2)求出两矢量的夹角

电磁场与电磁波试题及答案

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????=+??=-??=??=??v v v v v v v ,(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. 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=v v g 、20n E ?=v v 、2s n H J ?=v v v 、20n B =v v g ) 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 =????=v v v ;动态矢量位A E t ??=-?-?v v 或A E t ??+=-??v v 。库仑规范 与洛仑兹规范的作用都是限制A v 的散度,从而使A v 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=???v v ò 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 =++r r r r 的散度,并由此说明矢量场的散度与坐标的选择

电磁感应测试题及答案

高二物理《电磁感应》测试题(一) 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 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 C 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的N 极 D 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的S 极 9.如图(4)所示,让闭合矩形线圈abcd 从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场,从bc 边开始进入磁场到ad 边刚进入磁场的这一段时间里,图(5)所示的四个V 一t 图象中,肯定不能表示线圈运动情况的是 ( ) 10 R ,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒 ab 横跨导轨,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为v 。若将金属棒的运动速度变为2v , (除 R 外,其余电阻不计,导轨光滑)则 ( ) A .作用在ab 上的外力应增大到原来的2倍 B .感应电动势将增大为原来的4倍 C .感应电流的功率将增大为原来的2倍 D .外力的功率将增大为原来的4倍 11.如图(7)两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面,导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、cd 与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻均为R ,回路上其余部分的电阻不计。在导

电磁感应测试题(题)

电磁感应测试题 一、选择题 1.用如图所示的实验装置研究电磁感应现象.当有电流从电流表的正极流入时,指针 向右偏转.下列说法哪些是正确的: ( ) A .当把磁铁N 极向下插入线圈时,电流表指针向右偏转 B .当把磁铁N 极从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转 C .保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转 D .磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏 2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电流计及电键如图所示连接.下列说法中正确的是( ). A .电键闭合后,线圈A 插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B .线圈A 插入线圈B 中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 C .电键闭合后,滑动变阻器的滑片P 匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度 D .电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P 加速滑动,电流计指针才能偏转 3.如图所示的电路电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L 的电阻可以忽略,下列说法中正确的是:( ) A 、合上开关S 接通电路时,A 2先亮A 1后亮,最后一样亮。 B 、合上开关S 接通电路时,A 1和A 2始终一样亮。 C 、断开开关S 切断电路时,A 2立刻熄灭,A 1过一会熄灭。 D 、断开开关S 切断电路时,A 2突然闪亮一下,然后A 1和A 2一起缓缓熄灭。 4.矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场垂直纸面向里的方向为正方向,磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流i 的正方向,下列各图中正确的是 I 0 -I 0 i /A t /s 1 2 3 4 A B I 0 -I 0 i /A t /s 1 2 3 4 C I 0 -I 0 i /A t /s 1 2 3 4 D I 0 -I 0 i /A t /s 1 2 3 4 N S - +

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