2025-2026年重庆市北师大版高中物理选修3-1第5章课后习题

2025-2026年重庆市北师大版高中物理选修3-1第5章课后习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究电磁感应现象的实验中，某同学用条形磁铁插入线圈时，观察到电流表指针偏转。若将磁铁插入速度减慢，则关于电流表指针偏转幅度的变化，下列说法正确的是（）A.偏转幅度增大，因为磁通量变化率减小B.偏转幅度减小，因为磁通量变化率减小C.偏转幅度不变，因为磁通量变化率与速度无关D.偏转幅度增大，因为磁通量变化率与速度成正比2.如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的瞬时值为e=10sin100πt（V）。下列说法正确的是（）A.线圈转动角速度为100πrad/sB.当t=0.01s时，线圈平面与磁感线平行C.感应电动势的有效值为10√2VD.若磁感应强度增大一倍，感应电动势最大值将变为20V3.在LC振荡电路中，电容器极板电压从最大值下降到零的过程中，下列说法正确的是（）A.电感线圈中电流逐渐增大B.电容器正在放电C.电路中只有电场能向磁场能转化D.振荡电流方向保持不变4.一个理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接在220V交流电源上，副线圈输出电压为（）A.22VB.220VC.2200VD.无法确定，因负载未知5.在远距离输电中，为减少电能损耗，应采取的措施是（）A.提高输电电流B.降低输电电压C.增加输电线路电阻D.使用超导材料6.如图所示，一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。下列说法正确的是（）A.导体内部电场强度处处为零B.导体左侧电势高于右侧C.若将导体接地，负电荷会从大地流向导体D.若移走金属球，导体上电荷会重新分布7.在LC振荡电路中，若电容器电容为100pF，要使其振荡频率为500kHz，应选择电感值为（）A.0.1μHB.1μHC.10μHD.100μH8.一个理想变压器原副线圈匝数比为3:1，原线圈接在36V直流电源上，则副线圈输出电压为（）A.12VB.0VC.108VD.无法确定，因直流电不能产生感应电动势9.在研究电磁感应现象的实验中，某同学用条形磁铁插入线圈时，观察到电流表指针偏转。若将磁铁插入速度减慢，则关于电流表指针偏转幅度的变化，下列说法正确的是（）A.偏转幅度增大，因为磁通量变化率减小B.偏转幅度减小，因为磁通量变化率减小C.偏转幅度不变，因为磁通量变化率与速度无关D.偏转幅度增大，因为磁通量变化率与速度成正比10.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的瞬时值为e=10sin100πt（V）。下列说法正确的是（）A.线圈转动角速度为100πrad/sB.当t=0.01s时，线圈平面与磁感线平行C.感应电动势的有效值为10√2VD.若磁感应强度增大一倍，感应电动势最大值将变为20V二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在LC振荡电路中，电容器极板电压从最大值下降到零的过程中，电路中能量转化的主要形式是__________。2.一个理想变压器原副线圈匝数比为5:1，原线圈接在220V交流电源上，副线圈输出电压为__________V。3.在远距离输电中，为减少电能损耗，应采取的措施是__________。4.一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。导体内部电场强度处处为__________。5.在LC振荡电路中，若电容器电容为200pF，要使其振荡频率为250kHz，应选择电感值为__________μH。6.一个理想变压器原副线圈匝数比为2:1，原线圈接在12V直流电源上，则副线圈输出电压为__________V。7.在研究电磁感应现象的实验中，某同学用条形磁铁插入线圈时，观察到电流表指针偏转。若将磁铁插入速度减慢，则关于电流表指针偏转幅度的变化，正确的说法是__________。8.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的瞬时值为e=15sin50πt（V）。线圈转动角速度为__________rad/s。9.在LC振荡电路中，电容器极板电压从最大值下降到零的过程中，电路中能量转化的主要形式是__________。10.一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。导体左侧电势__________右侧。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在LC振荡电路中，电容器极板电压从最大值下降到零的过程中，电路中只有电场能向磁场能转化。（）2.一个理想变压器原副线圈匝数比为3:1，原线圈接在36V直流电源上，副线圈输出电压为12V。（）3.在远距离输电中，为减少电能损耗，应降低输电电压。（）4.一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。导体内部电场强度处处为零。（）5.在LC振荡电路中，若电容器电容为100pF，要使其振荡频率为500kHz，应选择电感值为1μH。（）6.一个理想变压器原副线圈匝数比为2:1，原线圈接在12V直流电源上，副线圈输出电压为24V。（）7.在研究电磁感应现象的实验中，某同学用条形磁铁插入线圈时，观察到电流表指针偏转。若将磁铁插入速度减慢，则关于电流表指针偏转幅度的变化，正确的说法是偏转幅度减小，因为磁通量变化率减小。（）8.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的瞬时值为e=20sin100πt（V）。线圈转动角速度为100πrad/s。（）9.在LC振荡电路中，电容器极板电压从最大值下降到零的过程中，电路中能量转化的主要形式是电场能向磁场能转化。（）10.一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。导体左侧电势低于右侧。（）四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述电磁感应现象的基本原理。2.简述理想变压器的原理及其工作过程。3.简述LC振荡电路的振荡过程。4.简述远距离输电的原理及其优缺点。5.简述静电感应现象的原理。6.简述LC振荡电路的振荡频率公式及其物理意义。7.简述电磁感应现象中的法拉第电磁感应定律。8.简述电磁感应现象中的楞次定律。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的瞬时值为e=10sin100πt（V）。求线圈转动角速度、感应电动势的最大值和有效值。2.一个理想变压器原副线圈匝数比为5:1，原线圈接在220V交流电源上，副线圈接一个电阻为10Ω的负载。求副线圈输出电压、输出电流和副线圈匝数。3.在LC振荡电路中，电容器电容为200pF，电感为1μH。求电路的振荡频率。4.一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。解释导体内部电场强度处处为零的原因。5.在远距离输电中，为减少电能损耗，应采取哪些措施？解释其原理。6.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的瞬时值为e=15sin50πt（V）。求线圈转动角速度、感应电动势的最大值和有效值。7.在研究电磁感应现象的实验中，某同学用条形磁铁插入线圈时，观察到电流表指针偏转。解释电流表指针偏转的原因。8.一个理想变压器原副线圈匝数比为3:1，原线圈接在36V直流电源上，副线圈输出电压为12V。解释为什么副线圈输出电压为12V。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。磁铁插入速度减慢，磁通量变化率减小，因此感应电动势减小，电流表指针偏转幅度减小。2.A解析：感应电动势瞬时值表达式为e=10sin100πt（V），其中角频率ω=100πrad/s，因此线圈转动角速度为100πrad/s。3.B解析：在LC振荡电路中，电容器极板电压从最大值下降到零的过程中，电容器正在放电，电路中能量转化的主要形式是电场能向磁场能转化。4.B解析：根据理想变压器电压比公式，原副线圈电压比等于匝数比，因此副线圈输出电压为220V/10=22V。5.D解析：为减少电能损耗，应使用超导材料，因为超导材料电阻为零，可以减少电能损耗。6.C解析：导体内部电场强度处处为零，因为导体是等势体。若将导体接地，负电荷会从大地流向导体，使导体电势为零。7.B解析：根据LC振荡电路频率公式f=1/(2π√(LC))，电感值为1μH。8.B解析：直流电不能产生感应电动势，因此副线圈输出电压为0V。9.B解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。磁铁插入速度减慢，磁通量变化率减小，因此感应电动势减小，电流表指针偏转幅度减小。10.A解析：感应电动势瞬时值表达式为e=10sin100πt（V），其中角频率ω=100πrad/s，因此线圈转动角速度为100πrad/s。二、填空题1.电场能向磁场能转化2.22V3.使用超导材料4.零5.1μH6.0V7.偏转幅度减小，因为磁通量变化率减小8.50π9.电场能向磁场能转化10.低于三、判断题1.×解析：在LC振荡电路中，电容器极板电压从最大值下降到零的过程中，电路中能量转化的主要形式是电场能向磁场能转化，同时磁场能也向电场能转化。2.×解析：直流电不能产生感应电动势，因此副线圈输出电压为0V。3.×解析：为减少电能损耗，应提高输电电压，因为输电电流与输电功率成正比，与输电电压成反比。4.√解析：导体内部电场强度处处为零，因为导体是等势体。5.√解析：根据LC振荡电路频率公式f=1/(2π√(LC))，电感值为1μH。6.×解析：直流电不能产生感应电动势，因此副线圈输出电压为0V。7.√解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。磁铁插入速度减慢，磁通量变化率减小，因此感应电动势减小，电流表指针偏转幅度减小。8.√解析：感应电动势瞬时值表达式为e=20sin100πt（V），其中角频率ω=100πrad/s，因此线圈转动角速度为100πrad/s。9.√解析：在LC振荡电路中，电容器极板电压从最大值下降到零的过程中，电路中能量转化的主要形式是电场能向磁场能转化。10.√解析：导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷，因此导体左侧电势低于右侧。四、简答题1.电磁感应现象的基本原理是：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，从而产生感应电流。2.理想变压器的原理是：利用电磁感应现象，通过改变原副线圈匝数比，实现电压的升高或降低。工作过程是：原线圈接交流电源，产生变化的磁通量，副线圈切割磁感线产生感应电动势，从而实现电压的变换。3.LC振荡电路的振荡过程是：电容器充电，电流逐渐减小，电场能逐渐转化为磁场能；电容器放电，电流逐渐增大，磁场能逐渐转化为电场能。如此反复，形成振荡。4.远距离输电的原理是：通过提高输电电压，降低输电电流，从而减少电能损耗。优点是减少电能损耗，提高输电效率；缺点是需要高压输电设备，成本较高。5.静电感应现象的原理是：当一个带电体靠近绝缘导体时，导体内部的自由电荷受到电场力的作用，发生重新分布，使导体一侧出现感应电荷。6.LC振荡电路的振荡频率公式为f=1/(2π√(LC))，其中f为振荡频率，L为电感，C为电容。物理意义是：振荡频率由电感和电容决定，与电感和电容的乘积成反比。7.法拉第电磁感应定律是：闭合回路中产生的感应电动势的大小，等于穿过该回路的磁通量变化率的绝对值。数学表达式为e=|ΔΦ/Δt|。8.楞次定律是：感应电流的方向总是使得感应电流产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。五、应用题1.线圈转动角速度为100πrad/s，感应电动势的最大值为10V，有效值为5√2V。解析：根据感应电动势瞬时值表达式e=10sin100πt（V），其中角频率ω=100πrad/s，因此线圈转