第5章 初识电磁波与电磁波 章末练习

科学认知

1．调查电磁波在现代社会中应用的两个实例，撰写一篇简要的调查报告，说说应用电磁波对现代社会的意义及可能带来的问题。

2．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是

A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁存在联系

B．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流

C．麦克斯韦从场的角度总结电与磁的联系，预言了电磁波

D．法拉第用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波与光的传播速度相同

【AC】

3．对磁感应强度的理解，下列说法正确的是

A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流Il成反比

B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向

C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流Il无关

D．磁感线越密，磁感应强度越大

【BCD】

4．在磁感应强度为 B₀、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中

A．c、d 两点的磁感应强度大小相等        B．a、b 两点的磁感应强度大小相等

C．c 点磁感应强度的值最小                    D．b 点磁感应强度的值最大

【C】

5．如图所示，条形磁铁竖直放置，一水平圆环从磁铁上方位置 I 向下运动，依次经过磁铁上端位置 Ⅱ、磁铁中部位置 Ⅲ、磁铁下端位置 Ⅳ，最后到达下方位置 V。在 I→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→V的过程中，请分析穿过圆环的磁通量变化情况。

【解答】从 I 到 Ⅱ 的过程中，穿过圆环的磁感线条数增多，则磁通量变大；由 Ⅱ 到中部Ⅲ的过程，圆环中包含了磁铁所有的内部磁感线及部分外部磁感线；因越到磁铁的中间位置，外部磁感线越少，所以内外磁感线的一部分相抵消后，磁通量是逐渐变大的。

而 Ⅲ 到 V 的过程中是 Ⅱ 到中部 Ⅲ 的过程的相反过程，磁通量是逐渐变小的；Ⅳ 到 V 的过程中，圆环远离磁铁，故磁通量逐渐变小。

6．如图所示，O₁O₂ 是矩形导线框 abcd 的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下情况中，abcd 中有感应电流产生的是

A．将 abcd 向纸外平移                            B．将 abcd 向右平移

C．将 abcd 以 ab 为轴转动 60°                  D．将 abcd 以 cd 为轴转动 60°

【BD】

7．如图所示，图（a）和图（b）是通电直导线的磁场，图（c）和图（d）是环形电流的磁场，图（e）和图（f）是通电螺线管的磁场。试在各图中补画出电流的方向或磁感线的方向。

科学辨析

8．我们常处于电流产生的磁场中。通电长直导线所产生磁场的磁感应强度可用 B＝\(k\frac{I}{d}\)计算，其中 k＝2×10^-7T·m/A，I 为电流，d 为该点到直导线的垂直距离。利用该公式可估算生活中所遇到的磁场的磁感应强度。

（1）家庭通电导线的电流很少超过 10 A。试比较距离导线 0.5 m 处的磁场与地磁场的磁感应强度大小。

（2）765 kV高压输电线中的电流常可达 200 A。假定这种输电线离地面高度为 20 m，试估算输电线正下方地面处的磁感应强度并与家庭电路中磁场的磁感应强度进行比较。

【解答】（1）B₁＝4×10^-6 T。

地面处地磁场的磁感应强度大小为 3×10^-5～7×10^-5 T。可见，家庭通电导线 0.5 m 之外处的磁感应强度通常要小于地磁场的磁感应强度的大小。

（2）B₂＝2×10^-6 T。

通过比较可得，输电线正下方地面处的磁感应强度与家庭电路中磁场的磁感应强度相近，家庭电路中的磁感应强度稍大一些。

9．如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球 a、b、c 分别位于边长为 l 的正三角形的三个顶点上。a、b 带正电且电荷量均为 q，c 带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为 k，若三个小球均处于静止状态，求匀强电场中电场强度的大小和方向。

【解答】E ＝ \(\frac{{\sqrt 3 kq}}{{{l^2}}}\)，向上

10．请根据第5章（初识电磁场与电磁波）的内容，结合你的理解，画出概念图。

单元自我检测

一、选择题（本题共5小题。在每小题给出的4个选项中，第1~3题只有一项符合题目要求，第4、5题有多项符合题目要求）

1．下列关于电磁场和电磁波的叙述中，不正确的是

A．电磁场是相互联系在一起的变化的电场和变化的磁场

B．交替变化的电磁场传播出去形成了电磁波

C．太空舱外航天员与舱内航天员的通话利用了电磁波

D．所有雷达都是利用目标发射的电磁波来对目标进行定位的

【D】

2．如图所示，矩形线框在匀强磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是

【B】

3．如图所示，矩形线框 abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成 α 角。已知sinα＝\(\frac{4}{5}\)，线框面积为 S，磁感应强度为 B，则通过线框的磁通量为

A．BS           B．\(\frac{{4BS}}{5}\)        C．\(\frac{{3BS}}{5}\)         D．\(\frac{{3BS}}{4}\)

【B】

4．下列各图中，已标出电流I和磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是

【CD】

5．如图所示，一束带电粒子沿虚线飞过磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针 N 极转向读者。这束带电粒子可能是

A．向右飞的正离子            B．向左飞的负离子

C．向右飞的负离子            D．向左飞的正离子

【CD】

二、非选择题

6．探究电磁感应产生条件的实验器材如图所示。

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（1）用实线代替导线把图中所有器材连成实验电路。

（2）有哪些操作可以使电流表的指针发生偏转？

【解答】（1）略

（2）①闭合开关，将螺线管 A 插入 B 或者从 B 中拔出的过程中。

②将开关闭合瞬间，或者由闭合变为断开的瞬间。

③闭合开关，将滑动变阻器的滑动触头左右滑动。

7．某一区域的磁感应强度 B ＝ 5 T，其方向沿x轴正方向，如图所示。图中，ad∥bc∥ef，ab∥cd，be∥cf，ab ＝ 50 cm，be ＝ ef ＝ 40 cm。求：

（1）穿过 abcd 面的磁通量；

（2）穿过 bcfe 面的磁通量；

（3）穿过 adfe 面的磁通量。

【解答】（1）1 Wb

（2）0

（3）1 Wb

8．如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线 1 和 2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b 两点与两根导线共面。a 点在两根导线的中间，与两根导线的距离均为 r；b 点在导线 2 的右侧且与导线 2 的距离也为 r。现测得 a 点磁感应强度的大小为 B，则去掉导线 1 后，求 b 点磁感应强度的大小和方向。

【解答】\(\frac{B}{2}\) ，垂直于纸面向外

单元自我评价

回顾本单元的学业要求和所学内容，结合本次单元白我检测和平时学习情况进行自我评价，写一篇“单元自我评价”报告。说说你学会了什么、存在什么问题及今后努力的方向等。

发布时间：2021/2/17 下午5:21:46  阅读次数：907