2026年广东省北师大版高中物理选修第9章习题解析

2026年广东省北师大版高中物理选修第9章习题解析一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在北师大版高中物理选修第9章中，关于电磁感应现象的描述，以下哪项表述最为准确？A.楞次定律仅适用于闭合回路，法拉第电磁感应定律适用于任何回路B.感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，与磁通量本身成正比C.导体在磁场中运动时，只要切割磁感线就会产生感应电流，无需满足右手定则条件D.自感现象中，线圈电阻越大，自感电动势越小，电流变化越剧烈2.北师大版高中物理选修第9章实验“探究感应电流的产生条件”中，以下操作会导致感应电流方向发生改变的是？A.将磁铁的N极插入线圈，改为S极插入线圈B.保持磁铁与线圈相对运动方向不变，仅改变线圈匝数C.磁铁在线圈中静止，改为在线圈中匀速运动D.将条形磁铁从线圈上方竖直插入，改为从线圈下方竖直插入3.根据北师大版高中物理选修第9章内容，关于交流发电机的工作原理，以下说法正确的是？A.线圈转动时，感应电动势始终为最大值，因为磁通量变化率最大B.交流电的有效值等于最大值的平方根，即U_eff=U_max/√2C.改变磁感应强度，可以同时改变交流电的频率和周期D.线圈转动180°时，感应电动势方向发生突变，但瞬时值保持连续4.北师大版高中物理选修第9章中，关于变压器工作原理的描述，以下哪项存在错误？A.理想变压器中，原副线圈的电压比等于匝数比，即U₁/U₂=n₁/n₂B.变压器能改变直流电压，因为交变电流能产生变化的磁通量C.变压器副线圈电流增大时，原线圈电流必然增大，功率守恒D.铁芯的作用是增强磁场，同时将原副线圈磁通量耦合5.在北师大版高中物理选修第9章“电磁振荡”部分，LC振荡电路中，以下哪个物理量在振荡过程中保持不变？A.电容器极板间的电场能B.电感线圈中的磁场能C.电路中的总能量D.电容器极板上的电荷量6.北师大版高中物理选修第9章实验“观察电磁振荡”中，以下哪个因素会导致振荡周期变长？A.增大电容器电容CB.减小电感线圈匝数C.在电感线圈中插入铁芯D.增大电路中的电阻7.根据北师大版高中物理选修第9章内容，关于电磁波传播特性的描述，以下说法正确的是？A.电磁波在真空中传播速度小于光速，且随频率增大而减小B.电磁波需要介质传播，因此声波和电磁波传播速度相同C.电磁波的能量与频率成正比，即E=hνD.电磁波的波长与频率成反比，与传播速度成正比8.北师大版高中物理选修第9章“电磁场与电磁波”部分，麦克斯韦方程组中，哪个方程揭示了变化的磁场产生电场？A.∇•E=ρ/ε₀（高斯电场定律）B.∇×E=-∂B/∂t（法拉第电磁感应定律）C.∇•B=0（高斯磁场定律）D.∇×B=μ₀J+μ₀ε₀∂E/∂t（安培-麦克斯韦定律）9.在北师大版高中物理选修第9章“电磁波谱”部分，以下哪种电磁波波长最长？A.X射线B.紫外线C.可见光D.无线电波10.北师大版高中物理选修第9章实验“电磁波的产生与接收”中，以下哪个现象验证了电磁波的存在？A.光的折射现象B.赫兹实验中产生的电火花C.电流的磁效应D.法拉第圆盘实验中产生的感应电流二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.北师大版高中物理选修第9章中，法拉第电磁感应定律的数学表达式为______，其中ε表示______，ΔΦ表示______。2.在北师大版高中物理选修第9章实验“探究感应电流的产生条件”中，当磁铁插入线圈时，若感应电流方向与磁铁运动方向相反，则根据______可知磁铁插入时线圈中产生的感应电动势方向为______。3.北师大版高中物理选修第9章中，交流电的瞬时表达式为e=E_maxsin(ωt+φ)，其中ω=______，单位为______。4.在北师大版高中物理选修第9章“变压器”部分，理想变压器原副线圈匝数比为n₁:n₂=1:2，若原线圈输入电压为220V，则副线圈输出电压为______V。5.北师大版高中物理选修第9章中，LC振荡电路的振荡周期T=______，其中L的单位为______，C的单位为______。6.在北师大版高中物理选修第9章“电磁波谱”部分，频率为6×10^14Hz的电磁波属于______波段，其波长约为______m（光速c=3×10^8m/s）。7.北师大版高中物理选修第9章实验“观察电磁振荡”中，若电容器电容为100μF，电感线圈自感系数为0.1H，则振荡周期T=______s。8.根据北师大版高中物理选修第9章内容，麦克斯韦方程组中，______方程揭示了变化的电场产生磁场。9.在北师大版高中物理选修第9章“电磁波的产生与接收”部分，赫兹实验中使用的振荡电路结构类似于______电路，其产生的电磁波频率可达______MHz。10.北师大版高中物理选修第9章中，电磁波在介质中传播时，其速度v=______，其中f为频率，λ为波长。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.北师大版高中物理选修第9章中，导体在磁场中运动时，只要切割磁感线就会产生感应电动势，无论是否形成闭合回路。（×）2.在北师大版高中物理选修第9章实验“探究感应电流的产生条件”中，改变磁铁运动速度不会影响感应电流的大小。（√）3.北师大版高中物理选修第9章中，交流电的有效值等于最大值的1/√2倍，因此交流电表测量的都是瞬时值。（×）4.在北师大版高中物理选修第9章“变压器”部分，变压器能改变直流电压，因为交变电流能产生变化的磁通量。（×）5.北师大版高中物理选修第9章中，LC振荡电路中，电容器放电过程中，电场能转化为磁场能。（√）6.在北师大版高中物理选修第9章实验“观察电磁振荡”中，增大电感线圈电阻会导致振荡周期变短。（×）7.根据北师大版高中物理选修第9章内容，电磁波在真空中传播速度小于光速，且随频率增大而减小。（×）8.北师大版高中物理选修第9章“电磁场与电磁波”部分，麦克斯韦方程组中，∇×E=-∂B/∂t揭示了变化的磁场产生电场。（×）9.在北师大版高中物理选修第9章“电磁波谱”部分，频率越高的电磁波，其波长越长。（×）10.北师大版高中物理选修第9章实验“电磁波的产生与接收”中，赫兹实验验证了电磁波的存在，其产生的电磁波频率可达几百MHz。（√）四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述北师大版高中物理选修第9章中，楞次定律的内容及其物理意义。2.在北师大版高中物理选修第9章实验“探究感应电流的产生条件”中，如何判断感应电流的方向？3.北师大版高中物理选修第9章中，交流电与直流电的主要区别是什么？4.在北师大版高中物理选修第9章“变压器”部分，理想变压器的条件有哪些？5.北师大版高中物理选修第9章中，LC振荡电路的振荡能量是如何转换的？6.在北师大版高中物理选修第9章实验“观察电磁振荡”中，如何测量振荡周期？7.根据北师大版高中物理选修第9章内容，电磁波谱按波长从长到短排列的顺序是什么？8.北师大版高中物理选修第9章中，麦克斯韦方程组的主要作用是什么？五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.北师大版高中物理选修第9章实验“探究感应电流的产生条件”中，某同学将条形磁铁从线圈上方竖直插入，观察到电流表指针偏转。若将磁铁插入速度减慢，感应电流大小会发生什么变化？请解释原因。2.北师大版高中物理选修第9章中，某交流发电机的线圈匝数为100匝，有效面积S=0.1m²，磁感应强度B=0.5T，角速度ω=100πrad/s。求该发电机产生的交流电动势的最大值和有效值。3.北师大版高中物理选修第9章“变压器”部分，某理想变压器原副线圈匝数比为1:5，原线圈输入电压为220V，副线圈连接一个标有“36V60W”的灯泡。求原线圈输入电流和副线圈电流。4.北师大版高中物理选修第9章中，LC振荡电路中，电容器电容为200μF，电感线圈自感系数为0.5H。求该电路的振荡周期和频率。5.北师大版高中物理选修第9章实验“观察电磁振荡”中，某同学测量得到振荡周期T=2π√(LC)，若L=0.1H，C=100μF，求振荡频率。6.北师大版高中物理选修第9章“电磁波谱”部分，频率为5×10^14Hz的可见光，其波长是多少？7.北师大版高中物理选修第9章中，麦克斯韦方程组如何描述电磁波的传播？8.北师大版高中物理选修第9章实验“电磁波的产生与接收”中，赫兹实验中产生的电磁波频率为100MHz，求其波长。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A（楞次定律适用于闭合回路，法拉第定律适用于任何回路；感应电动势与磁通量变化率成正比，与磁通量本身无关；导体切割磁感线产生感应电动势，但形成感应电流需闭合回路；自感电动势与电流变化率成正比，电阻不影响自感电动势）2.A（磁极方向改变导致磁通量变化方向改变，根据楞次定律，感应电流方向随之改变；线圈匝数改变影响感应电动势大小，不影响方向；静止时无感应电流；磁铁上下插入方向不同，但磁通量变化方向相同）3.B（线圈转动时，感应电动势是周期性变化的，最大值出现在线圈平面与磁感线垂直时；有效值与最大值关系为U_eff=U_max/√2；改变磁感应强度影响电动势大小，不影响频率和周期；线圈转动180°时，感应电动势方向相反，瞬时值不连续）4.B（变压器仅改变交流电压，不能改变直流电压；理想变压器满足U₁/U₂=n₁/n₂，P₁=P₂；副线圈电流增大时，原线圈电流必然增大，满足功率守恒；铁芯的作用是增强磁场，实现磁通量耦合）5.C（电容器极板间的电场能周期性变化；电感线圈中的磁场能周期性变化；电路中的总能量守恒；电容器极板上的电荷量周期性变化）6.A（振荡周期T=2π√(LC)，增大电容C会导致周期变长；减小电感匝数会减小自感系数，周期变短；插入铁芯会增大自感系数，周期变长；增大电阻会消耗能量，但基本不影响振荡周期）7.C（电磁波在真空中传播速度等于光速c；电磁波不需要介质传播；电磁波的能量与频率成正比；波长λ=c/f，与频率成反比）8.B（∇×E=-∂B/∂t是法拉第电磁感应定律；∇•E=ρ/ε₀是高斯电场定律；∇•B=0是高斯磁场定律；∇×B=μ₀J+μ₀ε₀∂E/∂t是安培-麦克斯韦定律）9.D（无线电波波长最长，X射线波长最短；紫外线波长比可见光短；无线电波波长可达千米级）10.B（赫兹实验中产生的电火花验证了电磁波的存在；光的折射是光学现象；电流的磁效应是电磁学现象；法拉第圆盘实验研究电磁感应）二、填空题1.ε=-nΔΦ/Δt，感应电动势，磁通量变化量2.楞次定律，与磁铁运动方向相反3.2πf，rad/s4.4405.2π√(LC)，H，F6.红外线，5×10⁻⁷7.3.148.∇×B=μ₀J+μ₀ε₀∂E/∂t9.谐振，几百10.c/f三、判断题1.×（切割磁感线产生感应电动势，但形成感应电流需闭合回路）2.√（感应电流大小与磁通量变化率成正比，速度减慢导致变化率减小）3.×（交流电表测量的是有效值，不是瞬时值）4.×（变压器仅改变交流电压）5.√（电容器放电过程中，电场能转化为磁场能）6.×（增大电阻会消耗能量，但基本不影响振荡周期）7.×（电磁波在真空中传播速度等于光速）8.×（∇×E=-∂B/∂t是法拉第电磁感应定律）9.×（频率越高，波长越短）10.√（赫兹实验验证了电磁波的存在，频率可达几百MHz）四、简答题1.楞次定律内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。物理意义：体现能量守恒，感应电流总要消耗其他形式的能量来维持。2.判断感应电流方向：①用右手定则判断感应电动势方向；②根据感应电动势方向确定感应电流方向。3.交流电方向周期性变化，大小随时间变化；直流电方向恒定，大小可能变化但非周期性。4.理想变压器条件：①无漏磁；②线圈电阻为零；③无铁损。5.LC振荡电路中，电容器放电时，电场能转化为磁场