高中物理選修3 2課后習(xí)題答案及解釋

1、 電磁感應(yīng)和楞次定律 1.答案：CD 詳解：導(dǎo)體棒做勻速運動，磁通量的變化率是一個常數(shù)，產(chǎn)生穩(wěn)恒電流，那么被線圈纏繞的磁鐵將產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，該磁場通過線圈c不會產(chǎn)生感應(yīng)電流；做加速運動則可以； 2答案：C 詳解：參考點電荷的分析方法，S磁單極子相當(dāng)于負(fù)電荷，那么它通過超導(dǎo)回路，相當(dāng)于向左的磁感線通過回路，右手定則判斷，回路中會產(chǎn)生持續(xù)的adcba向的感應(yīng)電流； 3答案：A 詳解：滑片從a滑動到變阻器中點的過程，通過A線圈的電流從滑片流入，從固定接口流出，產(chǎn)生向右的磁場，而且滑動過程中，電阻變大，電流變小，所以磁場逐漸變小，所以此時B線圈要產(chǎn)生向右的磁場來阻止這通過A線圈的電流從滑片流入，從固定

2、接口流出種變化，此時通過R點電流由c流向d；從中點滑動到b的過程，通過A線圈的電流從固定接口流入，從滑片流出，產(chǎn)生向左的磁場，在滑動過程中，電阻變小，電流變大，所以磁場逐漸變大，所以此時B線圈要產(chǎn)生向右的磁場來阻止這種變化，通過R的電流仍從c流向d。 4答案：B 詳解：aob是一個閉合回路，oa逆時針運動，通過回路的磁通量會發(fā)生變化，為了阻止這種變化，ob會隨著oa運動； 5 答案：A 詳解：開關(guān)在a時，通過上方的磁感線指向右，開關(guān)斷開，上方的磁場要消失，它要阻止這種變化，就要產(chǎn)生向右的磁場來彌補，這時通過R2的電流從c指向d；開關(guān)合到b上時，通過上方線圈的磁場方向向左，它要阻止這種變化，就要

3、產(chǎn)生向右的磁場來抵消，這時通過R2的電流仍從c指向d； 6 答案：AC 詳解：注意地理南北極與地磁南北極恰好相反，用右手定則判斷即可。 電磁感應(yīng)中的功與能 1 答案:C、D 詳解：ab下落過程中，要克服安培力做功，機(jī)械能不守恒，速度達(dá)到穩(wěn)定之前其減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為其增加的動能和電阻增加的內(nèi)能，速度達(dá)到穩(wěn)定后，動能不再變化，其重力勢能的減少全部轉(zhuǎn)化為電阻增加的內(nèi)能。選CD 2 答案：A 詳解：E=BLv I=E/R=BLv/R F=BIL=B2L2v/R W=Fd=B2L2dv/R=B2SLv/R,選A 3 答案:B、C 詳解：開始重力大于安培力，ab做加速運動，隨著速度的增大，安培力增大，當(dāng)

4、安培力等于重力時，加速度為零；當(dāng)速度穩(wěn)定時達(dá)到最大，重力的功率為重力乘以速度，也在此時達(dá)到最大，最終結(jié)果是安培力等于重力，安培力不為0，熱損耗也不為0.選BC 4 答案：（1）5m/s。（2）1.5J。 詳解：（1）導(dǎo)體棒做勻速運動時，重力沿斜面向下的分量等于安培力與摩擦力的和 5 答案：A 詳解：因為第二個半周期內(nèi)，電流是均勻變化的，所以通過B的磁通量也是均勻變化的，它產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，B中電流的大小方向均不變，但是A中的電流發(fā)生了變化，所以F的方向發(fā)生了改變。選A 6 答案：0.3，1.0 詳解： （2）導(dǎo)線框每米長的電阻為0.1，則導(dǎo)線總電阻為0.3，感應(yīng)電流I= /R=1.0A 7

5、答案詳解：設(shè)桿ab剛剛滑到水平軌道時的速度為 ，由機(jī)械能守恒得： 兩桿兒在水平軌道上運動時，兩桿兒組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)最終達(dá)到共同速度為 ，有 由上述兩式得： 由于兩桿兒的電阻相等，電流強(qiáng)度時刻相等，因此產(chǎn)生熱量相等，設(shè)每根桿兒上產(chǎn)生的熱量為Q，根據(jù)能量守恒，有 8 答案：AC 詳解：從1到2，只受阻力，一定有v1v2，2到3，受重力， v2<v3,從2到3再到4，重力做功為0，不受安培力，所以 v2v4 ，4到5的過程，由于不知道重力與安培力的大小關(guān)系，所以不能判斷誰大誰小。選AC 9 答案： ，由P流向a. 詳解：此時感應(yīng)電動勢為 ，電路為ap段電阻與bp段電阻并聯(lián)，并聯(lián)電路總電阻

6、為 ，所以并聯(lián)電路分壓為方向由P流向a 電磁感應(yīng)現(xiàn)象在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用 1 答案：ABC 詳解：在t1到t2時間內(nèi)，正方向的電流減小，向右的磁場減小，通過B的磁場與A同方向，為力阻止磁場的減小，B要產(chǎn)生同方向的磁場來補償，通過右手定則判定，B線圈的感應(yīng)電流與A線圈一致，電流同向，線圈相吸；同理可以判斷B正確；t1時刻，A的電流變化率為0，B中沒有感應(yīng)電流，作用力為0；t2時刻A的電流為0，作用力也為0；選ABC 2答案：（1）2.5 m/s (2) 2.5 W 詳解：（1）導(dǎo)體ab受G和框架的支持力N，而做加速運動由牛頓第二定律 mgsin30°= ma a = gsin30

7、6;= 5（m/s2） 但是導(dǎo)體從靜止開始運動后，就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路中就會有感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使得導(dǎo)體受到磁場的安培力的作用。設(shè)安培力為FA 隨著速度v的增加，加速度a逐漸減小。當(dāng)a=0時，速度v有最大值 （2）在導(dǎo)體ab的速度達(dá)到最大值時，電阻上釋放的電功率 3 答案：B 詳解：1、磁鐵上下振動，使閉合線圈中的磁通量發(fā)生周期性變化，所以產(chǎn)生交流電流； 2、交流電流產(chǎn)生感應(yīng)磁場，會阻礙磁鐵的振動，所以振動幅度逐漸減弱，即磁鐵做阻尼振動； 3、由于磁鐵振動減弱，所以磁通量的變化變?nèi)酰援a(chǎn)生的感應(yīng)電流也變?nèi)酢?4 答案：C 詳解：勻速運動時，右邊線圈產(chǎn)生磁場是穩(wěn)定的，通過左邊線圈的磁場也是

8、穩(wěn)定的不能產(chǎn)生電流，AB錯；向左勻加速運動時，右邊線圈產(chǎn)生磁場向下，且增大，那么通過左邊線圈的磁場也增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流剛好通過二極管，C對，D錯； 5 答案：4B(l+a' t2)a' t 詳解：經(jīng)時間 t 后，4根導(dǎo)體棒又構(gòu)成邊長為l' = l +a' t2的正方形閉合電路，每根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為e1=Bl' vt，式中vt =a't題中所求的總電動勢 e總=4e1=4B(l+a't2)a't 6 答案：D 詳解：乙中右邊閉合回路的磁通量變化是穩(wěn)定的，所以導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電流是恒定的，在左邊的線圈不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，L2不發(fā)光，

9、甲中右邊閉合回路的磁通量變化率是變化的，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電流也是變化的，所以在左邊的線圈能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，L1能發(fā)光。選D 7 答案詳解：根據(jù)能量守恒判斷，金屬環(huán)中產(chǎn)生的熱量等于初動能減去末動能 自感與互感 1 答案：AD 詳解：斷開K時，電路（a）中線圈L產(chǎn)生自感電動勢，與電阻R和燈S組成回路，使回路中電流I1逐漸減小至零。所以燈S是漸漸變暗的。電路（b）中，K斷開時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢要阻礙原來的電流I 1減小，它與燈S和電阻組成閉合回路，回路中電流方向是順時針的，電流從I 1漸漸減小為零?？梢姡瑪嚅_K后，電路（b）中原來通過燈S的電流I 2立刻消失，而由自感電動勢提供的電流I 1從右至

10、左流過燈S，然后再逐漸減小為零，所以燈S是先變亮（閃亮），后變暗。 2答案：D 詳解：開始時S1接通，剛接通S2時AB都在回路中，所以AB都亮，由題設(shè)正常發(fā)光，A錯，這時對于電感而言電流從0到有，所以感抗極大，瞬間由于電感抑制作用過電感電流為0，故B對，接通瞬間相當(dāng)于電感斷路。 但是電感不阻止電流改變，所以一段時間后電流穩(wěn)定，相當(dāng)于電感吧B短路了，所以C對斷開S2之前B無電流通過，電流過A和L，斷開后，A不在任何閉合回路中，立即滅，L中原來有電流，由于抑制電流改變的作用（你也可以理解為本來L中的電流使L成為電磁鐵，電流有減小趨勢，所以通過L的磁通量變化，電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢，作用在L與B的回路中

11、產(chǎn)生電流）總之B有電流通過，斷開瞬間過B的電流很大（就是穩(wěn)定態(tài)過L的電流，相當(dāng)于只有一盞燈接在電路里的電流），所以B亮，但是后來電流還是會變小直至為0，B滅。 3答案：B 詳解：斷開S1，拆除電流表，拆除電阻，效果都是一樣的，由于L的自感作用，它要阻止電流的變化會產(chǎn)生a到b的感應(yīng)電流，這時，如果S2沒有斷開，就會有電流反向流入電壓表，相當(dāng)于電壓表反接，會損壞電壓表；所以要先斷開S2 5 答案：（1）D1 （2）D2立刻熄滅，D1逐漸變暗，直至熄滅。 詳解：（1）在電鍵S閉合的瞬間，電流不能通過電感，流過D1的電流分流到D2和負(fù)載電阻，所以通過D1的電流比通過D2的電流大，D1較亮； （2）電鍵

12、S斷開的瞬間，電感會產(chǎn)生反向的電流，在D1與電感構(gòu)成的回路中流動，所以D1會逐漸變暗，最終熄滅；而D2則立即熄滅； 6 答案：b，a，自感 詳解：在S斷開前，自感線圈L中有向右的電流，斷開S后瞬間，L的電流要減小，于是L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙自身電流的減小，但電流還是逐漸減小為零。原來跟L并聯(lián)的燈泡A，由于電源的斷開，向右的電流會立即消失。但此時它卻與L形成了串聯(lián)的回路，L中維持的正在減弱的電流恰好從燈泡A中流過，方向由b到a。這就是自感現(xiàn)象； 7 答案：（1）因R1R2，即I1I2，所以小燈泡在K斷開后先突然變到某一較暗狀態(tài)，再逐漸變暗到最后熄滅。 （2）因R1R2，即I1I2，小燈泡在K斷

13、開后電流從原來的I2突變到I1（方向相反），然后再漸漸變小，最后為零，所以燈泡在K斷開后先變得比原來更亮，再逐漸變暗到熄滅。 交流電 1答案：（1）6V，（2）0.5rad/s，（3）3.8V，（4）1.8W，（5）1.8N?m。 詳解：1）感應(yīng)電動勢的最大值為6V， （2）線圈轉(zhuǎn)動的角速度為0.5rad/s， （3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時，感應(yīng)電動勢的平均值為3.8V， （4）在線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電路所產(chǎn)生的熱功率為1.8W， （5）當(dāng)線圈平面與磁感線夾角為60°時,所受的磁力矩為1.8N?m 2 答案：45W，2.12A 詳解：交流電最大值為3A，有效值為2.1

14、2A，發(fā)熱功率 3答案：B 詳解：感應(yīng)電動勢最大值 ，有效值為 ，燈泡的功率 4 答案：D 詳解：鉗形電流表的工作原理是利用電磁感應(yīng)原理,把電纜線中的高電流變成電流表是低電流,再用刻度來表示電纜線中的高電流,因為電流表的量程有限.它只能測交流電流. 設(shè)電纜線中的電流為I,電流表內(nèi)線圈匝數(shù)為N,如圖4(a)中電流表的讀數(shù)為12A,則I/1.2=N/1,所以N=I/1.2(電流比等于匝數(shù)比的倒數(shù)) 圖4(b),設(shè)電流表的讀數(shù)為I1,則I/I1=N/3=(I/1.2)/3=I/3.6,所以I1=3.6A 5答案：（1）67.1 （2）t192.3天 （3）9250， 2.78 詳解：（1）電站能量轉(zhuǎn)

15、化效率為： 代入數(shù)據(jù)： 67.1 （2） （3）升壓變壓器匝數(shù)比為： 9250 據(jù) IU得I9.0×103A 由 得：R2.78 6 答案：B 詳解：輸電線上損失的電功率自然與輸電線上的電壓降的平方成正比；輸送的電功率一定，輸送的電壓增大，則電流減小，所以與輸送電壓的平方成反比； 7 答案：D 詳解：從圖中可以看出，周期為0.2s，頻率為50Hz，交流電動勢的最大值為1V，t=0.1s時，電動勢為0；選D 8答案：(1) 275匝 (2) n1550匝，I10.255A 詳解： （2）由（1）可知 據(jù)輸出功率等于輸入功率 傳感器 1 答案：BD 詳解：F作用于可動膜片電極上的時候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d變小，電容變小，而電壓基本不變，要放電，所以會有短暫的電流通過電流表；沒有壓力，則電容不變，不會 放電； 2答案：A 詳解：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，所以R3阻止變小，那么通過a點所在支路的電流變大，在R4上的壓降變大，所以在R3上的壓降變小，那