2025-2026年重庆市北师大版高中物理选修3-2第9章课后习题

2025-2026年重庆市北师大版高中物理选修3-2第9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，下列哪个操作能够增大感应电流的大小？（）A.减小磁铁的磁感应强度B.增加线圈匝数C.减慢磁铁插入线圈的速率D.改变线圈与磁铁的相对方向解析：感应电流的大小由法拉第电磁感应定律决定，即感应电动势与线圈匝数和磁通量变化率成正比。选项B增加线圈匝数会直接增大感应电动势，从而增大感应电流；选项C减慢磁铁插入速率会减小磁通量变化率，反而减小感应电流；选项A和D对感应电流的影响较小或无影响。正确答案为B。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零。此时线圈平面与磁感线的夹角可能是多少？（）A.0°B.30°C.60°D.90°解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当瞬时值为零时，sinωt=0，即ωt=kπ（k为整数）。此时线圈平面与磁感线的夹角为90°-ωt，可能为0°或90°。但题目要求瞬时值为零，故夹角应为90°。正确答案为D。3.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变化到零的过程中，以下哪个物理量始终在增大？（）A.电感中的磁能B.电容器中的电能C.电路中的电流D.振荡频率解析：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变化到零的过程中，电容器正在放电，电能逐渐转化为磁能。此时电感中的磁能逐渐增大，而电容器中的电能逐渐减小，电路中的电流先增大后减小，振荡频率由LC决定，保持不变。正确答案为A。4.一个理想变压器原线圈匝数为1000匝，副线圈匝数为200匝，原线圈接在220V的交流电源上，副线圈输出电压为多少？（）A.44VB.220VC.440VD.110V解析：理想变压器的电压比等于匝数比，即U₁/U₂=n₁/n₂。代入数据得220/U₂=1000/200，解得U₂=44V。正确答案为A。5.在LC振荡电路中，若将电感L增大一倍，电容C不变，振荡频率将如何变化？（）A.增大一倍B.减小一半C.不变D.无法确定解析：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当L增大一倍，C不变时，√(LC)增大，f减小一半。正确答案为B。6.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀。当线圈平面与磁感线的夹角为60°时，感应电动势的瞬时值为多少？（）A.E₀/2B.√3E₀/2C.E₀D.0解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为60°时，ωt=π/3，sinωt=√3/2，瞬时值为√3E₀/2。正确答案为B。7.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从零变化到最大值的过程中，以下哪个物理量始终在减小？（）A.电感中的磁能B.电容器中的电能C.电路中的电流D.振荡频率解析：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从零变化到最大值的过程中，电容器正在充电，磁能逐渐转化为电能。此时电感中的磁能逐渐减小，电容器中的电能逐渐增大，电路中的电流先减小后增大，振荡频率由LC决定，保持不变。正确答案为A。8.一个理想变压器原线圈接在220V的直流电源上，副线圈输出电压为多少？（）A.0VB.110VC.440VD.220V解析：理想变压器只能改变交流电压，对直流电压无作用，因此副线圈输出电压为0V。正确答案为A。9.在LC振荡电路中，若将电容C增大一倍，电感L不变，振荡频率将如何变化？（）A.增大一倍B.减小一半C.不变D.无法确定解析：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当C增大一倍，L不变时，√(LC)增大，f减小一半。正确答案为B。10.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀。当线圈平面与磁感线的夹角为45°时，感应电动势的瞬时值为多少？（）A.E₀/√2B.E₀√2/2C.E₀D.0解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为45°时，ωt=π/4，sinωt=√2/2，瞬时值为E₀√2/2。正确答案为B。二、填空题（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，当磁铁插入线圈时，电流计的指针会发生偏转，这是因为线圈中产生了__________。参考答案：感应电流解析：根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，线圈中会产生感应电动势，从而形成感应电流。电流计的指针偏转正是由于感应电流的存在。2.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀，当线圈平面与磁感线的夹角为30°时，感应电动势的瞬时值为__________。参考答案：E₀√3/2解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为30°时，ωt=π/6，sinωt=1/2，瞬时值为E₀√3/2。3.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变化到零的过程中，电感中的磁能逐渐__________，电容器中的电能逐渐__________。参考答案：增大；减小解析：在LC振荡电路中，电容器正在放电，电能逐渐转化为磁能。此时电感中的磁能逐渐增大，电容器中的电能逐渐减小。4.一个理想变压器原线圈匝数为1000匝，副线圈匝数为200匝，原线圈接在220V的交流电源上，副线圈输出电流为5A，原线圈中的电流为多少？参考答案：0.1A解析：理想变压器的电流比等于匝数的倒数，即I₁/I₂=n₂/n₁。代入数据得I₁/5=200/1000，解得I₁=0.1A。5.在LC振荡电路中，若将电感L增大一倍，电容C不变，振荡频率将__________。参考答案：减小一半解析：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当L增大一倍，C不变时，√(LC)增大，f减小一半。6.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀，当线圈平面与磁感线的夹角为90°时，感应电动势的瞬时值为__________。参考答案：0解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为90°时，ωt=π/2，sinωt=1，瞬时值为E₀。但题目要求夹角为90°时，瞬时值为0，故应为特殊情况。7.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从零变化到最大值的过程中，电路中的电流先__________后__________。参考答案：增大；减小解析：在LC振荡电路中，电容器正在充电，电流先增大后减小。8.一个理想变压器原线圈接在220V的交流电源上，副线圈匝数为原线圈的1/2，副线圈输出电压为多少？参考答案：110V解析：理想变压器的电压比等于匝数比，即U₁/U₂=n₁/n₂。代入数据得220/U₂=2/1，解得U₂=110V。9.在LC振荡电路中，若将电容C增大一倍，电感L不变，振荡频率将__________。参考答案：减小一半解析：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当C增大一倍，L不变时，√(LC)增大，f减小一半。10.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀，当线圈平面与磁感线的夹角为60°时，感应电动势的瞬时值为__________。参考答案：E₀√3/2解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为60°时，ωt=π/3，sinωt=√3/2，瞬时值为E₀√3/2。三、判断题（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，当磁铁插入线圈时，电流计的指针会发生偏转，这是因为线圈中产生了感应电动势。（）参考答案：正确解析：根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，线圈中会产生感应电动势，从而形成感应电流。电流计的指针偏转正是由于感应电流的存在。2.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀，当线圈平面与磁感线的夹角为45°时，感应电动势的瞬时值为E₀√2/2。（）参考答案：正确解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为45°时，ωt=π/4，sinωt=√2/2，瞬时值为E₀√2/2。3.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变化到零的过程中，电感中的磁能逐渐增大，电容器中的电能逐渐减小。（）参考答案：正确解析：在LC振荡电路中，电容器正在放电，电能逐渐转化为磁能。此时电感中的磁能逐渐增大，电容器中的电能逐渐减小。4.一个理想变压器原线圈接在220V的直流电源上，副线圈输出电压为0V。（）参考答案：正确解析：理想变压器只能改变交流电压，对直流电压无作用，因此副线圈输出电压为0V。5.在LC振荡电路中，若将电感L增大一倍，电容C不变，振荡频率将减小一半。（）参考答案：正确解析：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当L增大一倍，C不变时，√(LC)增大，f减小一半。6.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀，当线圈平面与磁感线的夹角为90°时，感应电动势的瞬时值为E₀。（）参考答案：错误解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为90°时，ωt=π/2，sinωt=1，瞬时值为E₀。但题目要求夹角为90°时，瞬时值为0，故应为特殊情况。7.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从零变化到最大值的过程中，电路中的电流先增大后减小。（）参考答案：正确解析：在LC振荡电路中，电容器正在充电，电流先增大后减小。8.一个理想变压器原线圈接在220V的交流电源上，副线圈匝数为原线圈的1/2，副线圈输出电压为110V。（）参考答案：正确解析：理想变压器的电压比等于匝数比，即U₁/U₂=n₁/n₂。代入数据得220/U₂=2/1，解得U₂=110V。9.在LC振荡电路中，若将电容C增大一倍，电感L不变，振荡频率将减小一半。（）参考答案：正确解析：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当C增大一倍，L不变时，√(LC)增大，f减小一半。10.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀，当线圈平面与磁感线的夹角为60°时，感应电动势的瞬时值为E₀√3/2。（）参考答案：正确解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为60°时，ωt=π/3，sinωt=√3/2，瞬时值为E₀√3/2。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述法拉第电磁感应定律的内容及其应用。参考答案：法拉第电磁感应定律指出，闭合电路中产生的感应电动势的大小，等于穿过这一电路的磁通量变化率的绝对值。其表达式为E=|ΔΦ/Δt|。该定律的应用广泛，例如发电机、变压器等设备都是基于电磁感应原理工作的。解析：法拉第电磁感应定律是电磁学的基本定律之一，它描述了磁通量变化与感应电动势之间的关系。该定律的应用非常广泛，例如发电机通过线圈在磁场中旋转产生感应电动势，变压器通过原副线圈的磁通量变化实现电压的变换。2.解释什么是LC振荡电路，并简述其振荡过程。参考答案：LC振荡电路是由电感L和电容C组成的电路，它能产生振荡电流。振荡过程如下：电容器开始放电，电流逐渐增大，电感中的磁场能逐渐增大，电容器中的电场能逐渐减小；当电容器放电完毕时，电流达到最大值，磁场能最大，电场能为零；随后电容器开始反向充电，电流逐渐减小，电感中的磁场能逐渐减小，电容器中的电场能逐渐增大；当电流为零时，磁场能为零，电场能最大；如此循环往复，形成振荡。解析：LC振荡电路是一种能产生振荡电流的电路，它由电感L和电容C组成。振荡过程中，电能和磁能之间不断相互转化，形成振荡电流。振荡的频率由LC决定，即f=1/(2π√(LC))。3.说明理想变压器的特点及其工作原理。参考答案：理想变压器的特点是无能量损耗，原副线圈的功率相等，电压比等于匝数比，电流比等于匝数的倒数。工作原理是基于电磁感应原理，原线圈接交流电源时，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。解析：理想变压器是一种能改变交流电压的设备，其特点是无能量损耗，即原副线圈的功率相等。电压比等于匝数比，电流比等于匝数的倒数。工作原理是基于电磁感应原理，原线圈接交流电源时，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。4.描述电磁感应现象的实验现象及其解释。参考答案：实验现象是当磁铁插入或拔出线圈时，电流计的指针会发生偏转。解释是当磁铁插入或拔出线圈时，线圈中的磁通量发生变化，产生感应电动势，从而形成感应电流。解析：电磁感应现象的实验现象是当磁铁插入或拔出线圈时，电流计的指针会发生偏转。这是因为当磁铁插入或拔出线圈时，线圈中的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律，线圈中会产生感应电动势，从而形成感应电流。电流计的指针偏转正是由于感应电流的存在。5.解释什么是自感现象，并说明其应用和危害。参考答案：自感现象是指线圈中电流发生变化时，自身产生的感应电动势阻碍电流变化的现象。应用：例如在电路中串联自感线圈，可以防止电流突然变化造成设备损坏。危害：例如在电路中突然断电时，自感线圈会产生很高的感应电动势，可能损坏设备或伤人。解析：自感现象是电磁感应的一种特殊形式，当线圈中电流发生变化时，自身产生的感应电动势会阻碍电流变化。自感现象的应用广泛，例如在电路中串联自感线圈，可以防止电流突然变化造成设备损坏。但自感现象也可能带来危害，例如在电路中突然断电时，自感线圈会产生很高的感应电动势，可能损坏设备或伤人。6.说明LC振荡电路中能量转化的过程。参考答案：在LC振荡电路中，能量在电场能和磁场能之间不断转化。电容器充电时，电能逐渐增大，磁场能逐渐减小；电容器放电时，电能逐渐减小，磁场能逐渐增大。如此循环往复，形成振荡。解析：LC振荡电路中，能量在电场能和磁场能之间不断转化。电容器充电时，电能逐渐增大，磁场能逐渐减小；电容器放电时，电能逐渐减小，磁场能逐渐增大。如此循环往复，形成振荡。振荡的频率由LC决定，即f=1/(2π√(LC))。7.解释什么是互感现象，并说明其应用。参考答案：互感现象是指一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象。应用：例如变压器就是基于互感现象工作的，通过原副线圈的互感实现电压的变换。解析：互感现象是电磁感应的一种特殊形式，当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势。互感现象的应用广泛，例如变压器就是基于互感现象工作的，通过原副线圈的互感实现电压的变换。8.说明电磁感应现象的本质是什么。参考答案：电磁感应现象的本质是穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中会产生感应电动势，从而形成感应电流。解析：电磁感应现象的本质是穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中会产生感应电动势，从而形成感应电流。这是电磁学的基本现象之一，它揭示了电和磁之间的联系。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）1.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀。当线圈平面与磁感线的夹角为30°时，感应电动势的瞬时值为多少？案例背景：一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀。当线圈平面与磁感线的夹角为30°时，求感应电动势的瞬时值。参考答案：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为30°时，ωt=π/6，sinωt=1/2，瞬时值为E₀√3/2。解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为30°时，ωt=π/6，sinωt=1/2，瞬时值为E₀√3/2。2.一个理想变压器原线圈匝数为1000匝，副线圈匝数为200匝，原线圈接在220V的交流电源上，副线圈输出电流为5A，原线圈中的电流为多少？案例背景：一个理想变压器原线圈匝数为1000匝，副线圈匝数为200匝，原线圈接在220V的交流电源上，副线圈输出电流为5A，求原线圈中的电流。参考答案：理想变压器的电流比等于匝数的倒数，即I₁/I₂=n₂/n₁。代入数据得I₁/5=200/1000，解得I₁=0.1A。解析：理想变压器的电流比等于匝数的倒数，即I₁/I₂=n₂/n₁。代入数据得I₁/5=200/1000，解得I₁=0.1A。3.在LC振荡电路中，若将电感L增大一倍，电容C不变，振荡频率将如何变化？案例背景：在LC振荡电路中，若将电感L增大一倍，电容C不变，求振荡频率的变化。参考答案：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当L增大一倍，C不变时，√(LC)增大，f减小一半。解析：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当L增大一倍，C不变时，√(LC)增大，f减小一半。4.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀，当线圈平面与磁感线的夹角为45°时，感应电动势的瞬时值为多少？案例背景：一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀。当线圈平面与磁感线的夹角为45°时，求感应电动势的瞬时值。参考答案：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为45°时，ωt=π/4，sinωt=√2/2，瞬时值为E₀√2/2。解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为45°时，ωt=π/4，sinωt=√2/2，瞬时值为E₀√2/2。5.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变化到零的过程中，电感中的磁能逐渐增大，电容器中的电能逐渐减小。请解释这一过程。案例背景：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变化到零的过程中，解释电感中的磁能和电容器中的电能的变化。参考答案：在LC振荡电路中，电容器正在放电，电能逐渐转化为磁能。此时电感中的磁能逐渐增大，电容器中的电能逐渐减小。解析：在LC振荡电路中，电容器正在放电，电能逐渐转化为磁能。此时电感中的磁能逐渐增大，电容器中的电能逐渐减小。6.一个理想变压器原线圈接在220V的交流电源上，副线圈匝数为原线圈的1/2，副线圈输出电压为多少？案例背景：一个理想变压器原线圈接在220V的交流电源上，副线圈匝数为原线圈的1/2，求副线圈输出电压。参考答案：理想变压器的电压比等于匝数比，即U₁/U₂=n₁/n₂。代入数据得220/U₂=2/1，解得U₂=110V。解析：理想变压器的电压比等于匝数比，即U₁/U₂=n₁/n₂。代入数据得220/U₂=2/1，解得U₂=110V。7.在LC振荡电路中，若将电容C增大一倍，电感L不变，振荡频率将如何变化？案例背景：在LC振荡电路中，若将电容C增大一倍，电感L不变，求振荡频率的变化。参考答案：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当C增大一倍，L不变时，√(LC)增大，f减小一半。解析：LC振荡电路的振荡频率f=1/(2π√(LC))，当C增大一倍，L不变时，√(LC)增大，f减小一半。8.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀，当线圈平面与磁感线的夹角为60°时，感应电动势的瞬时值为多少？案例背景：一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为E₀。当线圈平面与磁感线的夹角为60°时，求感应电动势的瞬时值。参考答案：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为60°时，ωt=π/3，sinωt=√3/2，瞬时值为E₀√3/2。解析：感应电动势的瞬时值表达式为e=E₀sinωt，当夹角为60°时，ωt=π/3，sinωt=√3/2，瞬时值为E₀√3/2。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.D3.A4.A5.B6.B7.A8.A9.B10.B二、填空题1.感应电流2.E₀√3/23.增大；减小4.0.1A5.减小一半6.E₀7.增大；减小8.110V9.减小一半10.E₀√3/2三、判断题1.正确2.正确3.正确4.正确5.正确6.错误7.正确8.正确9.正确10.正确四、简答题1.法拉第电磁感应定律指出，闭合电路中产生的感应电动势的大小，等于穿过这一电路的磁通量变化率的绝对值。其表达式为E=|ΔΦ/Δt|。该定律的应用广泛，例如发电机、变压器等设备都是基于电磁感应原理工作的。2.LC振荡电路是由电感L和电容C组成的电路，它能产生振荡电流。振荡过程如下：电容器开始放电，电流逐渐增大，电感中的磁场能逐渐增大，电容器中的电场能逐渐减小；当电容器放电完毕时，电流达到最大值，磁场能最大，电场能为零；随后电容器开始反向充电，电流逐渐减小，电感中的磁场能逐渐减小，电容器中的电场能逐渐增大；当电流为零时，磁场能为零，电场能最大；如此循环往复，形成振荡