2026年浙江省部编版高二物理选修三第五章电磁感应寒假作业

2026年浙江省部编版高二物理选修三第五章电磁感应寒假作业一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.在电磁感应现象中，产生感应电动势的根本原因是（）。A.穿过闭合回路的磁通量发生变化B.导体在磁场中做切割磁感线运动C.磁感线的密集程度发生变化D.闭合回路中存在电流解析：电磁感应现象的核心是磁通量变化，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。选项B是产生感应电动势的常见方式，但非根本原因；选项C描述的是磁场强弱变化，但并非电动势产生的直接条件；选项D是感应电动势驱动的结果而非原因。正确答案为A。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，当线圈平面与磁感线平行时，下列说法正确的是（）。A.感应电动势最大，感应电流为零B.感应电动势为零，感应电流最大C.感应电动势和感应电流均最大D.感应电动势和感应电流均为零解析：根据电磁感应定律，当线圈平面与磁感线平行时，磁通量变化率最大，此时感应电动势达到最大值。但由于线圈处于对称位置，磁通量瞬时变化率为零，因此感应电流为零。正确答案为A。3.一个质量为m、电阻为R的金属环从高h处自由下落进入一个水平方向的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。若环的直径始终与磁感线方向垂直，则下列说法正确的是（）。A.环进入磁场时机械能守恒B.环在磁场中受到的安培力始终做负功C.环落地前速度可能因电磁感应而减小D.环落地时动能可能大于mgh解析：环进入磁场时，由于切割磁感线会产生感应电流，根据楞次定律，感应电流产生的磁场会阻碍环的下降，导致机械能转化为电能，因此机械能不守恒（选项A错误）。安培力方向与速度方向关系复杂，但不会始终做负功（选项B错误）。电磁感应产生的阻力可能使环减速（选项C正确）。由于部分机械能转化为电能，落地时动能小于mgh（选项D错误）。正确答案为C。4.如图所示，一个U形导轨放置在水平面上，导轨宽度为L，电阻不计，金属棒ab质量为m、电阻为R，在水平恒力F作用下向右匀速运动。若磁感应强度为B，则下列说法正确的是（）。A.感应电动势大小为BLvB.感应电流方向为a→bC.恒力F做的功全部转化为电能D.安培力大小等于F解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为E=BLv；根据右手定则，感应电流方向为b→a（选项B错误）；恒力F做的功一部分转化为机械能，另一部分转化为电能（选项C错误）；根据平衡条件，安培力大小等于F（选项D正确）。正确答案为A、D。5.一个理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接在电压为U的交流电源上，副线圈输出电压为U/10。若副线圈接入一个电阻为R的负载，则原线圈中的电流大小为（）。A.U/(100R)B.10U/(R)C.U/(10R)D.10U/(R)解析：理想变压器功率守恒，即原副线圈功率相等，P₁=P₂，U₁I₁=U₂I₂，因此I₁=U₂I₂/U₁=U/(10R)。正确答案为C。6.如图所示，一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在交流电源上，若增大电容器极板间距，则下列说法正确的是（）。A.电路中的电流频率增大B.电容器的容抗增大C.电路的总阻抗增大D.自感线圈中的感应电动势减小解析：增大极板间距会导致电容C减小，容抗Xc=1/(ωC)增大（选项B正确）；电路总阻抗Z=√(Xl²+Xc²)，Xc增大导致Z增大（选项C正确）；电流频率由电源决定，与电容无关（选项A错误）；自感电动势与电流变化率成正比，电流变化率可能增大（选项D错误）。正确答案为B、C。7.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势表达式为e=Emsinωt。若将磁感应强度B加倍，则下列说法正确的是（）。A.感应电动势最大值变为2EmsinωtB.感应电动势频率变为2ωC.感应电动势有效值变为√2EmsinωtD.感应电动势最大值变为2Emsinωt解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势最大值Em=BLv=BLωR/2，B加倍则Em加倍；电动势表达式中的ω不变，频率不变（选项B错误）；有效值E=Em/√2，B加倍则E加倍（选项C错误）。正确答案为D。8.如图所示，一个导线框从高处自由下落进入一个水平方向的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。若导线框的电阻为R，边长为L，磁感应强度为B，则下列说法正确的是（）。A.导线框进入磁场时机械能守恒B.导线框落地前速度可能因电磁感应而减小C.导线框落地时动能可能大于mghD.导线框受到的安培力始终做负功解析：导线框进入磁场时，由于切割磁感线会产生感应电流，根据楞次定律，感应电流产生的磁场会阻碍框的下降，导致机械能转化为电能，因此机械能不守恒（选项A错误）；电磁感应产生的阻力可能使框减速（选项B正确）；由于部分机械能转化为电能，落地时动能小于mgh（选项C错误）；安培力方向与速度方向关系复杂，但不会始终做负功（选项D错误）。正确答案为B。9.一个理想变压器原副线圈匝数比为3:1，原线圈接在电压为220V的交流电源上，副线圈输出电压为（）。A.22VB.66VC.220VD.660V解析：理想变压器电压比等于匝数比，U₁/U₂=n₁/n₂，因此U₂=U₁n₂/n₁=220×1/3=73.3V，选项B最接近。正确答案为B。10.如图所示，一个导线框以速度v向右进入一个宽度大于框宽的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。若导线框的电阻为R，边长为L，磁感应强度为B，则下列说法正确的是（）。A.感应电动势大小为BLvB.感应电流方向为a→bC.感应电流大小为BLv/RD.感应电流方向为b→a解析：进入磁场时，只有左侧导线切割磁感线，感应电动势为E=BLv；根据右手定则，感应电流方向为b→a（选项D正确，选项B错误）；感应电流大小为I=E/R=BLv/R（选项C正确）。正确答案为A、C、D。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的大小等于穿过回路的磁通量变化率的__________。参考答案：绝对值解析：法拉第定律关注磁通量变化率的大小，不考虑方向。2.楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是__________原磁场的磁通量变化。参考答案：阻碍解析：楞次定律强调感应电流产生的磁场对原磁场变化的抵抗作用。3.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势表达式为e=Emsinωt，则电动势的最大值为__________。参考答案：BLωR/2解析：最大电动势Em=BLv=BLωR/2，其中R为线圈匝数。4.一个理想变压器原副线圈匝数比为n₁:n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂，则U₁/U₂=__________。参考答案：n₁/n₂解析：理想变压器电压比等于匝数比。5.一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在交流电源上，若增大电容器极板间距，则电容器的容抗__________。参考答案：增大解析：电容C减小，容抗Xc=1/(ωC)增大。6.一个导线框以速度v向右进入一个宽度大于框宽的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，则感应电动势的方向由__________决定。参考答案：右手定则解析：根据右手定则判断感应电动势方向。7.一个自感线圈的自感系数为L，若通过线圈的电流在1s内变化1A，则线圈产生的自感电动势为__________。参考答案：L解析：根据法拉第电磁感应定律，自感电动势E=LΔI/Δt。8.一个理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接在电压为220V的交流电源上，副线圈输出电压为__________。参考答案：22V解析：U₁/U₂=n₁/n₂，U₂=220×1/10=22V。9.一个导线框在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势表达式为e=Emsinωt，则电动势的有效值为__________。参考答案：Em/√2解析：交流电有效值E=Em/√2。10.一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在交流电源上，若增大电容器极板间距，则电路的总阻抗__________。参考答案：增大解析：总阻抗Z=√(Xl²+Xc²)，Xc增大导致Z增大。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.电磁感应现象的本质是磁场对电流的作用力。（×）解析：电磁感应现象的本质是磁通量变化产生电动势，而非磁场对电流的作用力。2.楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量变化。（√）解析：楞次定律强调感应电流产生的磁场对原磁场变化的抵抗作用。3.一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势表达式为e=Emsinωt，则电动势的最大值为BLωR。（×）参考答案：错误，应为BLωR/2。4.一个理想变压器原副线圈匝数比为n₁:n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂，则U₁/U₂=n₂/n₁。（×）参考答案：错误，应为U₁/U₂=n₁/n₂。5.一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在交流电源上，若增大电容器极板间距，则电容器的容抗减小。（×）解析：电容C减小，容抗Xc增大。6.一个导线框以速度v向右进入一个宽度大于框宽的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，则感应电动势的方向由右手定则决定。（√）解析：根据右手定则判断感应电动势方向。7.一个自感线圈的自感系数为L，若通过线圈的电流在1s内变化1A，则线圈产生的自感电动势为LV。（√）解析：根据法拉第电磁感应定律，自感电动势E=LΔI/Δt。8.一个理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接在电压为220V的交流电源上，副线圈输出电压为22V。（√）解析：U₁/U₂=n₁/n₂，U₂=220×1/10=22V。9.一个导线框在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势表达式为e=Emsinωt，则电动势的有效值为Em/2。（×）参考答案：错误，应为Em/√2。10.一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在交流电源上，若增大电容器极板间距，则电路的总阻抗减小。（×）解析：总阻抗Z=√(Xl²+Xc²)，Xc增大导致Z增大。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述法拉第电磁感应定律的内容及其物理意义。解答：法拉第电磁感应定律指出，闭合回路中产生的感应电动势的大小等于穿过回路的磁通量变化率的绝对值。其物理意义是：磁通量变化是产生感应电动势的根本原因，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。2.简述楞次定律的内容及其应用条件。解答：楞次定律指出，感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量变化。应用条件是：感应电流产生的磁场必须对原磁场的变化产生抵抗作用，例如，当磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场相反；当磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场相同。3.简述理想变压器的原理及其工作条件。解答：理想变压器的原理是利用电磁感应现象，通过原副线圈的匝数比不同，实现电压的升高或降低。工作条件包括：原副线圈匝数比不同、变压器无漏磁、线圈电阻为零、无铁损。4.简述自感现象的原理及其应用。解答：自感现象是指通过线圈的电流变化时，线圈自身会产生感应电动势，阻碍电流变化。原理是：电流变化导致磁通量变化，根据法拉第电磁感应定律产生感应电动势。应用包括：电感器在电路中用于稳定电流、保护电路等。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.一个矩形线圈边长为10cm和20cm，电阻为5Ω，以角速度100rad/s匀速转动，置于磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。求线圈产生的感应电动势最大值和有效值。解答：-感应电动势最大值Em=BLωR=0.5×0.1×0.2×100×5=5V-感应电动势有效值E=Em/√2=5/√2≈3.54V2.一个理想变压器原副线圈匝数比为20:1，原线圈接在电压为220V的交流电源上，副线圈接一个电阻为100Ω的负载。求副线圈中的电流大小和原线圈中的电流大小。解答：-副线圈电压U₂=U₁n₂/n₁=220×1/20=11V-副线圈电流I₂=U₂/R=11/100=0.11A-原线圈电流I₁=I₂n₂/n₁=0.11×1/20=0.0055A3.一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在电压为220V、频率为50Hz的交流电源上，电容为10μF，自感系数为0.1H。求电路的总阻抗。解答：-容抗Xc=1/(2πfC)=1/(2π×50×10×10⁻⁶)≈318.3Ω-感抗Xl=2πfL=2π×50×0.1≈31.4Ω-总阻抗Z=√(Xl²+Xc²)=√(31.4²+318.3²)≈319.9Ω4.一个导线框以速度2m/s向右进入一个宽度大于框宽的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为0.5T，导线框电阻为10Ω。求导线框进入磁场时产生的感应电动势和感应电流大小。解答：-感应电动势E=BLv=0.5×0.2×2×10=4V-感应电流I=E/R=4/10=0.4A【标准答案及解析】一、单选题1.A2.A3.C4.A、D5.C6.C7.D8.B9.B10.A、C、D二、填空题1.绝对值2.阻碍3.BLωR/24.n₁/n₂5.增大6.右手定则2.L8.22V