人教版高中物理选修3-2课后习题参考答案

1人教版高中物理选修3-2课后习题参考答案课后练习一第1讲电磁感应和楞次定律1．如图17-13所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生（）A．向右做匀速运动B．向左做匀速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动答案：CD详解：导体棒做匀速运动，磁通量的变化率是一个常数，产生稳恒电流，那么被线圈缠绕的磁铁将产生稳定的磁场，该磁场通过线圈c不会产生感应电流；做加速运动则可以；2．磁单极子是指只有S极或N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。物理学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子，如题图4所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路，该回路旋转在防磁装置中，可认为不受周围其它磁场的作用。设想有一个S极磁单极子沿abcd的轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是：A.回路中无感应电流；B.回路中形成持续的abcda流向的感应电流；C.回路中形成持续的adcba流向的感应电流；D.回路中形成先abcda流向而后adcba流向的感应电流答案：C详解：参考点电荷的分析方法，S磁单极子相当于负电荷，那么它通过超导回路，相当于向左的磁感线通过回路，右手定则判断，回路中会产生持续的adcba向的感应电流；3．如图3所示装置中，线圈A的一端接在变阻器中点，当变阻器滑片由a滑至b端的过程中，通过电阻R的感应电流的方向（）A．由c流向dB．先由c流向d，后由d流向cC．由d流向cD．先由d流向c，后由c流向d答案：A详解：滑片从a滑动到变阻器中点的过程，通过A线圈的电流从滑片流入，从固定接口流出，产生向右的磁场，而且滑动过程中，电阻变大，电流变小，所以磁场逐渐变小，所以此时B线圈要产生向右的磁场来阻止这通过A线圈的电流从滑片流入，从固定接口流出种变2化，此时通过R点电流由c流向d；从中点滑动到b的过程，通过A线圈的电流从固定接口流入，从滑片流出，产生向左的磁场，在滑动过程中，电阻变小，电流变大，所以磁场逐渐变大，所以此时B线圈要产生向右的磁场来阻止这种变化，通过R的电流仍从c流向d。4．金属圆环的圆心为O，金属棒Oa、Ob可绕O在环上转动，如题图所示。当外力使Oa逆时针方向转动时，Ob将：A.不动B.逆时针转动；C.顺时针转动；D.无法确定。答案：B详解：aob是一个闭合回路，oa逆时针运动，通过回路的磁通量会发生变化，为了阻止这种变化，ob会随着oa运动；5．M和N是绕在一个矩形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图12-5所示。现将开关K从a处断开，然后合向b处．在此过程中，通过电阻R2的电流方向是（）(A)先由c流向d，后又由c流向d(B)先由c流向d，后由d流向c(C)先由d流向c，后又由d流向c(D)先由d流向c，后由c流向d答案：A详解：开关在a时，通过上方的磁感线指向右，开关断开，上方的磁场要消失，它要阻止这种变化，就要产生向右的磁场来弥补，这时通过R2的电流从c指向d；开关合到b上时，通过上方线圈的磁场方向向左，它要阻止这种变化，就要产生向右的磁场来抵消，这时通过R2的电流仍从c指向d；6．图12-13为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2?()A、若飞机从西往东飞，U1比U2高B、若飞机从东往西飞，U2比U1高C、若飞机从南往北飞，U1比U2高D、若飞机从北往南飞，U2比U1高答案：AC3详解：注意地理南北极与地磁南北极恰好相反，用右手定则判断即可。0（大纲版）高二物理同步复习课程第4讲电磁感应中的功与能主讲人：徐建烽1．下列说法中正确的是()(A)ab下落过程中，机械能守恒(B)ab达到稳定速度以前，其减少的重力势能全部转化为电阻增加的内能(C)ab达到稳定速度以前，其减少的重力势能转化为其增加的动能和电阻增加的内能(D)ab达到稳定速度以后，其重力势能的减少全部转化为电阻增加的内能答案:C、D详解：ab下落过程中，要克服安培力做功，机械能不守恒，速度达到稳定之前其减少的重力势能转化为其增加的动能和电阻增加的内能，速度达到稳定后，动能不再变化，其重力势能的减少全部转化为电阻增加的内能。选CD2．如题图3所示，先后两次将一个矩形线圈由匀强磁场中拉出，两次拉动的速度相同。第一次线圈长边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功W1，第二次线圈短边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功W2，则：A．W1W2B．W1=W2C．W1W2D．条件不足，无法比较答案：A详解：E=BLvI=E/R=BLv/RF=BIL=B^2L^2v/RW=Fd=B^2L^2dv/R=B^2SLv/R,选A3．如图所示，竖直放置的平行金属导轨的一端跨接电阻R，质量一定的金属棒ab紧贴导轨无摩擦地自由滑动，在整个装置的空间加有垂直于导轨的匀强磁场，若导轨足够长，则在ab从静止开始下滑过程中，下列说法中正确的是()(A)ab将作自由落体运动(B)ab的加速度将逐渐减小为零(C)下滑过程中重力做功的功率逐渐增大到某一定值(D)下滑过程中电阻R上消耗的功率将逐渐减小为零答案:B、C详解：开始重力大于安培力，ab做加速运动，随着速度的增大，安培力增大，当安培力等于重力时，加速度为零；当速度稳定时达到最大，重力的功率为重力乘以速度，也在此时达4到最大，最终结果是安培力等于重力，安培力不为0，热损耗也不为0.选BC4．如图所示。足够长U形导体框架的宽度l=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成α=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m=0.2kg、有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5。导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时通过导体棒截面的电量为Q=2C。求：（1）导体棒做匀速运动时的速度。（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动时这一过程中，导体棒的有效电阻消耗的电功。（sin37o=0.6，cos37o=0.8）答案：（1）5m/s。（2）1.5J。详解：（1）导体棒做匀速运动时，重力沿斜面向下的分量等于安培力与摩擦力的和，即（2）5．如题图8所示的线圈A通有交变电流，图8-1为线圈A中电流随时间的变化图线。在线圈A左侧固定放置一个闭合金属圆环B，设电流由a端流入、b端流出为正，那么t=0开始计时的第二个半周期内，B环中感应电流i和B环受到安培力F的变化正确的是：①i大小不变，F先变小后变大；②i先变大后变小，F先变小后变大；③i的方向改变，F的方向不变；④i的方向不变，F的方向改变。A．①④B．②④C．①③D．②③答案：A详解：因为第二个半周期内，电流是均匀变化的，所以通过B的磁通量也是均匀变化的，它产生的感应电流不变，B中电流的大小方向均不变，但是A中的电流发生了变化，所以F的方向发生了改变。选A6．如图11所示，一个矩形导线框有一部分置于磁场中且其平面与磁场方向垂直，已知磁感强度B=0.10T，导线框ab=0.50m，ad=1.0m，当导线框以速度v=6.0m/s向右匀速运动时，导线框中的感应电动势________V。若导线框每米长的电阻为0.1Ω,则线框中的感应电流为________A。答案：0.3，1.0详解：（1）（2）导线框每米长的电阻为0.1Ω，则导线总电阻为0.3Ω，感应电流I=/R=1.0A57．如图16所示，宽为l、光滑的导电轨道的弧形部分处于磁场外，轨道的水平部分处于垂直轨道平面向上、磁感强度为B的匀强磁场中，质量为2m的金属杆cd静止在水平轨道上，另一质量为m的金属杆ab，从弧形轨道上h高处由静止开始下滑。设ab杆和cd杆始终与轨道垂直，且接触良好，ab杆与cd杆不会相碰，ab和cd杆的电阻均为R，轨道电阻不计。求：（1）回路abcd内电流的最大值。（2）在ab杆运动的整个过程中可产生的热量。答案：（1），（2）详解：设杆ab刚刚滑到水平轨道时的速度为，由机械能守恒得：两杆儿在水平轨道上运动时，两杆儿组成的系统动量守恒，设最终达到共同速度为，有由上述两式得：由于两杆儿的电阻相等，电流强度时刻相等，因此产生热量相等，设每根杆儿上产生的热量为Q，根据能量守恒，有解得：8．如图所示，一矩形线框竖直向上进入有水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，线框在磁场中运动时只受重力和磁场力，线框平面始终与磁场方向垂直。向上经过图中1、2、3位置时的速率按时间依次为v1、v2、v3，向下经过图中2、1位置时的速率按时间依次为v4、v5，下列说法中一定正确的是（）A．v1＞v2B．v2＝v3C．v2＝v4D．v4＜v5答案：AC详解：从1到2，只受阻力，一定有v1＞v2，2到3，受重力，v2v3,从2到3再到4，重力做功为0，不受安培力，所以v2＝v4，4到5的过程，由于不知道重力与安培力的大小关系，所以不能判断谁大谁小。选AC9．固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长为l,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线．磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上(如图12-19)，以恒定的速度v从ad滑向bc。当PQ滑过的距离时，通过aP段电阻丝的电流强度是多大？方向如何？答案：，由P流向a.详解：此时感应电动势为，电路为ap段电阻与bp段电阻并联，并联电路总电阻为，所以并联电路分压为，，方向由P流向a10（大纲版）高二物理同步复习课程6第5讲电磁感应现象在现实生活中的应用主讲人：徐建烽1．如图所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A线圈中通有如图(a)所示的交流电i，则：A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间作用力最大答案：ABC详解：在t1到t2时间内，正方向的电流减小，向右的磁场减小，通过B的磁场与A同方向，为力阻止磁场的减小，B要产生同方向的磁场来补偿，通过右手定则判定，B线圈的感应电流与A线圈一致，电流同向，线圈相吸；同理可以判断B正确；t1时刻，A的电流变化率为0，B中没有感应电流，作用力为0；t2时刻A的电流为0，作用力也为0；选ABC2．如图11－9所示，一个U形导体框架，其宽度L=1m，框架所在平面与水平面的夹用α=30°。其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度B＝0.2T。今有一条形导体ab，其质量为m＝0.5kg，有效电阻R=0.1Ω，跨接在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，求:（1）由静止释放导体，导体ab下滑的最大速度vm；（2）在最大速度vm时，在ab上释放的电功率。（g=10m/s2）答案：（1）2.5m/s(2)2.5W详解：（1）导体ab受G和框架的支持力N，而做加速运动由牛顿第二定律mgsin30°=maa=gsin30°=5（m/s2）但是导体从静止开始运动后，就会产生感应电动势，回路中就会有感应电流，感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA随着速度v的增加，加速度a逐渐减小。当a=0时，速度v有最大值（2）在导体ab的速度达到最大值时，电阻上释放的电功率3．如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则（）A．磁铁的振幅不变B．磁铁做阻尼振动C．线圈中有逐渐变弱的直流电D．线圈中逐渐变弱的交流电答案：B详解：1、磁铁上下振动，使闭合线圈中的磁通量发生周期性变化，所以产生交流电流；2、交流电流产生感应磁场，会阻碍磁铁的振动，所以振动幅度逐渐减弱，即磁铁做阻尼振7动；3、由于磁铁振动减弱，所以磁通量的变化变弱，所以产生的感应电流也变弱。4．图12-1中T是绕有两组线圈的闭合铁心,线圈的绕向如图所示，D是理想的二极管，金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行，磁场方