高中物理選擇性必修2教材習(xí)題答案

1 …教材習(xí)題答案…第一章安培力與洛倫茲力1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力◆第一章安培力與洛倫茲力1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力◆練習(xí)與應(yīng)用 的BAAB豎直向上的電子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，即qE＝qvB時(shí)，帶電粒子做就是該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)大小。靜止的試探電荷所帶電荷量，公式B＝中，q是運(yùn)動(dòng)的電荷身的性質(zhì)決定的。3帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)◆練習(xí)與應(yīng)用3．答案(1)設(shè)電流方向未改變時(shí)，電流天平的左盤(pán)內(nèi)砝碼質(zhì)量3．答案(1)設(shè)電流方向未改變時(shí)，電流天平的左盤(pán)內(nèi)砝碼質(zhì)量 r 過(guò)相同的加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，r∝，所 過(guò)相同的加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，r∝，所 3．答案(1)設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r。粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得說(shuō)明：把安培力的知識(shí)與天平結(jié)合，可以“稱出”磁感應(yīng)強(qiáng)度。的原因是：通入電流時(shí)，彈簧各相鄰線圈中的電流方向相同，路斷開(kāi)后，線圈中電流消失，線圈之間的相互作用力消失，因而彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，電路又被接通。這個(gè)過(guò)程反復(fù)出現(xiàn)，使得彈簧上下振動(dòng)，電路交替通斷。①②③粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何知識(shí)得r＝由①②聯(lián)立解得B＝③2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力◆練習(xí)與應(yīng)用2．答案從圖甲至圖丁，帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力方向依次為平行于紙面向上、平行于紙面向下、垂直于紙面向外和垂直于紙面向里。 (2)設(shè)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén) (2)設(shè)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，則 2 …… ◆復(fù)習(xí)與提高A◆復(fù)習(xí)與提高A組1．答案不對(duì)。通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置，受到的安培力一定為零。當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)不受安培力作用，可知通電導(dǎo)線在某處不受安培力作用，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能不為零。的圓心角為⑤⑥⑤⑥粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝T聯(lián)立②④⑤⑥解得t＝。4質(zhì)譜儀與回旋加速器◆練習(xí)與應(yīng)用4質(zhì)譜儀與回旋加速器◆練習(xí)與應(yīng)用m下移。2．答案帶電粒子離開(kāi)回旋加速器時(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑回旋加速器時(shí)的動(dòng)能為Ek＝mv2＝。說(shuō)明：上述結(jié)果告訴我們，對(duì)于確定的粒子，D形盒的半徑越大、盒內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，粒子離開(kāi)回旋加速器時(shí)的動(dòng)能越大。子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系有 位置。3．答案(1)把整個(gè)線圈看成一個(gè)通電螺線管，根據(jù)安培定則可 (2)把線圈分成許多小段，每小段都可以看成一段直導(dǎo)線。取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)對(duì)稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng)。得電子的比荷＝＝電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角α＝θ＝60° 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角α＝θ＝60° α123πdT4．答案(1)粒子在盒內(nèi)磁場(chǎng)中只受洛倫茲力作用，洛倫茲力始T4．答案(1)粒子在盒內(nèi)磁場(chǎng)中只受洛倫茲力作用，洛倫茲力始終與粒子速度方向垂直，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 (2)所加交流電源周期等于粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)6．答案質(zhì)子和α粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式為r＝mv解得v＝Bqr，動(dòng)能為E＝1mv＝qBr。由題知Bqff (3)粒子速度增加，則軌道半徑增大，當(dāng)軌道半徑達(dá)到R (3)粒子速度增加，則軌道半徑增大，當(dāng)軌道半徑達(dá)到RO 3 …教材習(xí)題答案…同，其他量相同，所以運(yùn)動(dòng)的半徑不同，即可以把速度不同的電子分開(kāi)。b．具有相同動(dòng)能同，其他量相同，所以運(yùn)動(dòng)的半徑不同，即可以把速度不同的電子分開(kāi)。b．具有相同動(dòng)能的質(zhì)子和α粒子可以用電場(chǎng)分開(kāi)。將質(zhì)子和α粒子沿垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)。設(shè)帶電粒子tanθ＝＝EqLEqL即可以把相同動(dòng)能的質(zhì)子和α粒子分開(kāi)。4．答案(1)若粒子帶正電，畫(huà)出粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖所示： (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸正方向，通電導(dǎo)線受到的安培力豎線可以平衡； (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度沿懸線向上，通電導(dǎo)線受到的安培力垂直示，導(dǎo)線不能平衡。B組1．答案作出金屬桿的受力示意圖，如圖所示(從b向a看)。根據(jù)平衡條件得又FA＝BIlFfBIlsin向右?？傻胿＝m2．答案(1)對(duì)金屬桿受力分析，可知當(dāng)安培力方向沿導(dǎo)軌平面m (2)粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛倫 (2)磁場(chǎng)方向豎直向上時(shí)，金屬桿受力如圖所示。 (3)粒子在B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向 將B＝代入可得I2＝的電子垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)方向受力情況偏轉(zhuǎn)程度不同，通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可以把速度不同的電子分開(kāi)；速 4 ……第二章電磁感應(yīng)1楞次定律◆練習(xí)與應(yīng)用增加，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，從左往右看，線圈P中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颉?(2)當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的一瞬間，穿過(guò)線圈P向右的磁通量減少，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，從左往右看，線圈P中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?。的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的減少，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，垂增加，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，垂直于紙面E3．答案當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，上面的閉合線框中垂直于紙面向外的磁通量增加；根據(jù)楞次定律可知，閉合線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)在閉合線框中的方向垂直紙面向里，再根據(jù)安培定則可知導(dǎo)線CD中的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒁到C。當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，上面的閉合線框中垂直于紙面向外的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，閉合線框中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的減少，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)在閉合線框中的方向垂直紙面向外，由安培定則可知導(dǎo)線CD中的感應(yīng)電流的方4．答案由于線圈在條形磁鐵的N極附近，可以認(rèn)為從A到B的過(guò)程中，線圈中向上的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的減少，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，再根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)閺纳舷蛳驴囱啬鏁r(shí)針?lè)较?。從B到C的過(guò)程中，線圈中向下的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，再根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流的方向從上向下看也為逆時(shí)針?lè)较?。磁通量增加，根?jù)楞次定律可知A環(huán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)磁鐵產(chǎn)生斥力，故A環(huán)也受到磁鐵的斥力，使該端橫梁向里轉(zhuǎn)動(dòng)，阻礙磁鐵與A環(huán)接近；同理，當(dāng)磁極遠(yuǎn)離A中都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以B環(huán)與磁鐵之間沒(méi)有相互作用2法拉第電磁感應(yīng)定律◆練習(xí)與應(yīng)用1．答案根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，通過(guò)電熱器的電流為2．答案根據(jù)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式E＝Blv得纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3．答案我們對(duì)著紙盆說(shuō)話時(shí)，聲音使紙盆振動(dòng)，帶動(dòng)線圈隨之4．答案當(dāng)線圈繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)為l2的邊切割磁感線的速度發(fā)生變化，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化。5．答案導(dǎo)電液體在磁場(chǎng)中流動(dòng)時(shí)，其所帶電荷將受到洛倫茲N向相反的電場(chǎng)力。當(dāng)電荷不再偏轉(zhuǎn)時(shí)，電荷受到的洛倫茲力其中q為導(dǎo)電液體所帶電荷量液體的流量Q與電勢(shì)差U的關(guān)系為Q＝U4B設(shè)想有一環(huán)形導(dǎo)軌PQR，導(dǎo)體棒的一端a擱于導(dǎo)軌上，另一端構(gòu)成一閉合電路，如圖所示：則回路面積變化ΔS＝l2Δθ穿過(guò)回路的磁通量變化為EBlω，即ab兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Bl2ω。 5 ……22223渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)◆練習(xí)與應(yīng)用動(dòng)時(shí)，由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在銅盤(pán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使銅盤(pán)受到安培力作用，安培力阻礙銅盤(pán)的運(yùn)動(dòng)，所以銅盤(pán)很快就停了下來(lái)。2．答案當(dāng)條形磁鐵的N極靠近線圈時(shí)，線圈中向下的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可得，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)該向上，再根據(jù)安培定則，判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?自上向下看)。感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)條形磁鐵N極的作用力向上，阻礙條形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)條形磁鐵的N極遠(yuǎn)離線圈時(shí)，線圈中向下的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可得，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)該向下，再根據(jù)安培定則，判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?自上向下看)。感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)條形磁鐵N極的作用力向下，阻礙條形磁鐵向上運(yùn)動(dòng)。因此，無(wú)論條形磁鐵怎樣運(yùn)動(dòng)，都將受到線圈中感應(yīng)電流磁場(chǎng)的阻礙作用，所以條形磁鐵很快停了下來(lái)。整個(gè)過(guò)程中，彈簧和磁鐵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為線圈的電能。說(shuō)明：做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了現(xiàn)象明顯，閉合線圈應(yīng)當(dāng)使用較寬、較厚且內(nèi)徑較小的銅環(huán)或鋁環(huán)，這樣可以產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電流，從而對(duì)磁鐵產(chǎn)生較大的作用力。3．答案在磁性很強(qiáng)的小圓柱形永磁體下落的過(guò)程中，沒(méi)有缺口的鋁管中的磁通量發(fā)生變化(小圓柱形永磁體上方鋁管中的磁通量減小，下方鋁管中的磁通量增大)，所以鋁管中將產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將對(duì)下落的小圓柱形永磁體產(chǎn)生阻礙作用，所以小圓柱形永磁體在鋁管中緩慢下落；如果小圓柱形永磁體在有裂縫的鋁管中下落，鋁管中產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小，所以小圓柱在鋁管中下落得比較快。4．答案這些微弱的感應(yīng)電流，將使衛(wèi)星在地磁場(chǎng)中受到安培力作用。為了克服安培力作用，衛(wèi)星的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。這樣衛(wèi)星的動(dòng)能減小，運(yùn)動(dòng)軌道距離地面的高度會(huì)逐漸降低。案當(dāng)條形磁鐵向右移動(dòng)時(shí)，金屬圓環(huán)中的磁通量減少，圓環(huán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減少，故金屬圓環(huán)將受到條形磁鐵向右的作用力。這個(gè)力實(shí)際上就是條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的安培力。這個(gè)安培力將驅(qū)使金屬圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)。4互感和自感◆練習(xí)與應(yīng)用B的磁通量減少，從而在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的變化，這樣就使鐵芯中磁場(chǎng)減弱得慢些，即在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后一段時(shí)間內(nèi)，鐵芯中還有逐漸減弱的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)對(duì)銜鐵D依然有力的作用，因此，彈簧K不能立即將銜鐵拉起。 (2)如果線圈B不閉合，會(huì)對(duì)延時(shí)效果產(chǎn)生影響。在斷開(kāi)SA圈B中只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)教材習(xí)題答案而無(wú)感應(yīng)電流，鐵芯中的磁場(chǎng)很快消失，磁場(chǎng)對(duì)銜鐵D的作用力也很快消失，彈簧K很快將銜鐵拉起。2．答案當(dāng)李輝把多用電表的表筆與被測(cè)線圈脫離時(shí)，線圈中的電流減小，線圈發(fā)生自感現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)李輝再摸線圈兩端和多用電表的表筆時(shí)，沒(méi)什么感覺(jué)，3．答案(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)變?yōu)殚]合時(shí)，兩燈兩端立即有電壓，同時(shí)發(fā)光；由于線圈的電阻很小，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，B燈被線圈 由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，A燈兩端電壓變?yōu)?，立即熄滅。由于L是自感系數(shù)很大的線圈，自身電阻幾乎為零，當(dāng)電流減小時(shí)，線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)很大，相當(dāng)于電源，給B燈提供短暫的電流，此時(shí)電流很大，B燈由暗變亮然后又逐漸◆復(fù)習(xí)與提高A組1．答案磁鐵向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致穿過(guò)螺線管的向下的磁通量增大，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙磁通量的變化，根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如圖。2．答案金屬棒ab做平拋運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。豎直方向的分速度與磁感線平行，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；水平方向的分速度切割均不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小保持不變。根據(jù)右手定則可知金aba到b，保持不變。3．答案從下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)到上邊cd剛剛開(kāi)始穿出勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中，正方形導(dǎo)線框一直勻速運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)能量守恒定律可得線框在穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生4．答案(1)根據(jù)右手定則可以判斷出，線圈不論以P1還是P2為軸沿逆時(shí)針?lè)较?從上向下看)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，BC邊均切割磁感線 (2)由于兩種情況下線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，線圈面積相同，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同，因此感應(yīng)電流大小相等。 (3)圖示時(shí)刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為Em＝BSω，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω不變時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小跟線圈面積S成正比。 (4)線圈以P1和P2為轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為5．答案(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng) (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得通過(guò)線圈的感應(yīng)電流為I＝＝n·πr2·＝n·r 6 ……由右手定則判斷可知導(dǎo)體棒ab的a端相當(dāng)于電源的正極，R相當(dāng)于閉合電路的外電路。 因?qū)w棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)，其受力平衡，安培力等于外力。PPRPRab為電路中的電能，電能轉(zhuǎn)化為回路中的內(nèi)能，轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量是守恒的。7．答案根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝nΔΦ＝nS面積、匝數(shù)不變的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度的變2s內(nèi)B－t圖線的斜率不變，故產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，根據(jù)楞4s內(nèi)B－t圖線斜率不變，感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針，且整個(gè)過(guò)程中B－t圖線斜率的大小不變，所以感應(yīng)電流大小不變。導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。B組1．答案根據(jù)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式E＝Blv可根據(jù)右手定則可知，北端機(jī)翼尖電勢(shì)高。2．答案(1)線圈以速度v勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的線圈中的感應(yīng)電流為I1＝E1＝BLv同理，線圈以速度2v勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流為I2＝＝。所以第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中的感應(yīng)電流之比 (2)線圈以速度v勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力為F1＝BI1L＝；由于線圈做勻速運(yùn)動(dòng)，所以外力大小等于安同理，線圈以速度2v勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，外力的功率4BLv為P＝。R所以第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)外力做功的功率之比 (3)線圈以速度v勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，線圈經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝完全進(jìn)入磁場(chǎng)，此后線圈中不再有感應(yīng)電流，所以線圈第一次進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q1＝過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q2＝。所以第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入過(guò)程中線圈產(chǎn)生的熱量之3．答案當(dāng)3．答案當(dāng)PQ滑過(guò)的距離時(shí)，PQ產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小3RaP段、bP段電阻絲的電阻之比為1∶2，則電流之比為4．答案閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，金屬桿在下滑過(guò)程中，受到重力和安培力作用，若重力與安培力大小相等，金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如甲圖；若安培力小于重力，則金屬桿所受的合力方向向下，加速度方向向下，做加速運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，產(chǎn)生的感逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重力與安培力相等時(shí)，做勻速直線運(yùn)運(yùn)動(dòng)，在減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，安培力減小，做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重力與安培力相等時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如丙圖。 v0；~20；~2時(shí)間內(nèi)，由右手定則可得出感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)絭向，線框以恒定速度v沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流不變，根據(jù)左手定則可得出安培力的方向沿x軸負(fù)v ll llv則可得出感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，線框以恒定速度v沿x軸正 7 …lR…lR方向運(yùn)動(dòng)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流不變，根據(jù)左手定則得出安培力的方向沿x軸的負(fù)方向。線框所受安培力隨時(shí)間變化的圖像如圖所示：6．答案(1)如圖所示，圓盤(pán)中任意一半徑都在切割磁感線，它以為用電器供電。 (2)根據(jù)右手定則判斷，D點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)高，所以流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)樽韵孪蛏稀?(3)銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于長(zhǎng)度為r的金屬桿繞其中一個(gè)端點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，可得E＝Br2ω＝ 1Br2·2π＝πBr22TT第三章交變電流1交變電流◆練習(xí)與應(yīng)用1．答案這種說(shuō)法不對(duì)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，而與磁通量Φ沒(méi)有必然聯(lián)系。假定線圈的面積為S，所在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈以角速度ω繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈st 線圈平面跟中性面垂直時(shí)(t＝T或T)，穿過(guò)線圈的磁通量Φ為0，但是曲線切線的斜率最大，即磁通量的變化率2．答案單匝線圈轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場(chǎng)方向平行的位置時(shí)，感BC2EmBlABvBlABω＝BlABlBCω＝BlABlBCBC2教材習(xí)題答案應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為m2交變電流的描述◆練習(xí)與應(yīng)用s內(nèi)電2．答案不能把這個(gè)電容器接在正弦式交流電壓是9V的電路兩端。因?yàn)?V是指交流電壓的有效值，在電壓變化過(guò)程中的最大值為92V，大于10V，超過(guò)了電容器的耐壓值，電容器會(huì)被擊穿。3．答案燈泡正常工作時(shí)，通過(guò)燈絲電流的有效值為I＝＝熱器消耗的功率為P＝U2其中U為電壓的有效值，Uè 的周期相同。7．答案交流電流表測(cè)的是有效值。在一個(gè)周期內(nèi)，根據(jù)有效2)2R·＋(32)2R·＝I2RT，解得I＝3變壓器◆練習(xí)與應(yīng)用1．答案恒定電流的電壓加在變壓器的原線圈上時(shí)，通過(guò)原線圈的電流是恒定電流，即電流的大小和方向不變，通過(guò)副線圈 8 ……的磁通量不變。因此，在副線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈兩端也沒(méi)有電壓，所以變壓器不能改變恒定電流的電壓。2．答案根據(jù)理想變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系＝，可得n4．答案降壓變壓器的副線圈應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線。根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即I1U1＝I2U2，降壓變壓器的相比之下，副線圈應(yīng)用較粗的導(dǎo)線。壓U2＝不變，V2示數(shù)不變。當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，相U4電能的輸送◆練習(xí)與應(yīng)用當(dāng)U2＝110V時(shí)，輸電導(dǎo)線中的電流I2＝A≈UI中的P、U、I也是對(duì)應(yīng)于同一段電路的物理量。在此題中的功率P并不是輸電線上消耗的功率，而是發(fā)電機(jī)(電源)、輸電線以及用戶構(gòu)成的閉合電路的總功率，U是此電路的總電壓，而I是回路的總電流(也是流經(jīng)輸電線的電流)，如果輸電線的電阻為R，則U≠I(mǎi)R，原因是U并非輸電線上的電壓降，而P＝2．答案公式(1)P損＝UI和(2)U＝IR都是錯(cuò)誤的，因?yàn)轭}中的U是輸電電壓，而非輸電線上的電壓降。P損＝IP損＝I2R③由③式可知，要減小功率損失P損，就應(yīng)當(dāng)用高壓送電和減小輸電線的電阻R。3．答案用1100V的電壓輸電，輸電線上的電流I1＝＝4．答案設(shè)輸送的電功率為P，輸電電壓為U，輸電線上的功率損失為ΔP，導(dǎo)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，導(dǎo)線的電阻率為ρ，導(dǎo)線的橫截都是相同的，所以橫截面積S與輸電電壓U的二次方成反比，5．答案遠(yuǎn)距離輸電原理如圖所示。 (3)升壓變壓器的匝數(shù)比＝＝＝◆復(fù)習(xí)與提高A組1．答案當(dāng)線圈繞著垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生交變電流，繞平行于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生交變電流。第一個(gè)圖不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，其余均可以。2．答案由題給條件及理想變壓器的變壓規(guī)律＝＝知，一匝線圈，繞過(guò)鐵芯，并用交流電壓表分別測(cè)出原線圈兩端電公式求出原線圈、副線圈的匝數(shù)。由此可知還需要的器材是交流電壓表。4．答案120個(gè)小彩燈正常工作時(shí)的總電功率為P＝120UI＝出功率，故P入＝I原U原＝P 9 … … 案變壓器的原、副線圈都繞在鐵芯上，線圈中的磁通量變化會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生渦流，導(dǎo)線上也會(huì)有熱損失，所以能量在傳的變化傳輸功率”，并不能得出“能量在傳輸過(guò)程中不會(huì)有損 解得有效值IA＝I0B電熱器，電流的有效值IB＝B組中穿過(guò)線圈的磁通量為Φ乙＝B0Scost，所以穿過(guò)兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同。 (2)由于穿過(guò)兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同，則兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律相同。22 (2)欲實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，要求變壓器副線圈輸出電壓的最大值大可實(shí)現(xiàn)正常點(diǎn)火。3．答案(1)設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，由題意知，副線圈中的電流為I2＝則原線圈中的電流為I1＝I2＝與原線圈串聯(lián)的電阻兩端的電壓為UR＝I1R＝由理想變壓器的變壓規(guī)律可知，原線圈兩端的電壓為3U (2)原線圈回路中電阻消耗的功率為P1＝IR＝副線圈回路中電阻消耗的功率為P2＝所以原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比為P1∶P2＝4．答案(1)當(dāng)電吹風(fēng)送出來(lái)的是冷風(fēng)時(shí)，電路中只有小風(fēng)扇工教材習(xí)題答案 (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用正常工作時(shí)小風(fēng)扇的輸出功率和冷風(fēng)時(shí)的輸入功率可以得出小風(fēng)扇的熱功率，為P熱＝60W－rr (3)根據(jù)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)與電壓的關(guān)系可5．答案畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電原理如圖發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝＝＝50％×tt代入數(shù)據(jù)得輸電線上的電流I2＝252A則升壓變壓器的輸出電壓U2＝＝V＝20002V則升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比nUV輸電線上的電壓損失U損＝I2R＝1002V6．答案(1)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程，磁通量的變化量平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝N＝ 平均感應(yīng)電流為I＝＝通過(guò)電阻R的電荷量為q＝I·Δt＝ (2)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝＝有效值為I＝＝ ……第四章電磁振蕩與電磁波1電磁振蕩◆練習(xí)與應(yīng)用1．答案振蕩電路的電壓、電路中的電流發(fā)生周期性變化。剛開(kāi)始放電時(shí)，電容器兩極板所帶電荷量、板間電壓最大，電路中電流為零。能在增大，電場(chǎng)能最大時(shí)，電壓最大，電流為零。3．答案根據(jù)LC振蕩電路的頻率公式f＝可知，當(dāng)L一2πLC定時(shí)，C取最大值時(shí)f最小，C取最小值時(shí)f最大。12πLC12πLC4．答案電容器兩極板間的液體就是一種電介質(zhì)，當(dāng)液面的高度降低時(shí)，電容器的電容減小。根據(jù)f＝可知，電容C2πLC減小時(shí)，LC振蕩電路的振蕩頻率增大。2電磁場(chǎng)與電磁波◆練習(xí)與應(yīng)用1．答案麥克斯韋在法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上提出“變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”的假設(shè)。“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”是他相信自然規(guī)律的統(tǒng)一性與和諧性而假設(shè)的，他相信磁場(chǎng)和電場(chǎng)有對(duì)稱之美。他認(rèn)為：既然變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng)，那么變化的電場(chǎng)也能夠在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。后來(lái)包括赫茲實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的一系列實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了麥克斯韋的假設(shè)的正確性。2．答案觀察到的現(xiàn)象：當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩端小球間也跳過(guò)電火花。當(dāng)與感應(yīng)圈相連的兩個(gè)金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)，周?chē)臻g出現(xiàn)了迅速變化的電磁場(chǎng)，這種變化的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間傳播。當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)兩端小球間也產(chǎn)生電火花，說(shuō)明這個(gè)導(dǎo)線環(huán)接收到了電磁波。聲音；用手機(jī)撥打電話時(shí)會(huì)影響附近的收音機(jī)、電視等。這些現(xiàn)象能說(shuō)明電磁波的存在。4．答案(1)聲波與電磁波的相同點(diǎn)：聲波、電磁波均可以發(fā)生 (2)聲波與電磁波的不同點(diǎn)聲波電磁波研究對(duì)象力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性變化的物理量位移隨時(shí)間和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播傳播無(wú)需介質(zhì)，在真空中波速總是頻率都有關(guān)系產(chǎn)生振動(dòng)產(chǎn)生由周期性變化的電流(電磁振蕩)激發(fā)3無(wú)線電波的發(fā)射和接收◆練習(xí)與應(yīng)用波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制。調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變，這種調(diào)制叫作調(diào)幅。調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變，這種調(diào)制叫作調(diào)頻。調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫作調(diào)諧。解調(diào)：把聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程叫作解調(diào)。2．答案調(diào)幅波是在載波的基礎(chǔ)上疊加了音頻信號(hào)，調(diào)幅波的圖像是上下對(duì)稱的。以低頻的音頻信號(hào)作為包絡(luò)，載波的高頻信號(hào)被包含在低頻信號(hào)的包絡(luò)中。3．答案根據(jù)公式λ＝可得4．答案為了收到頻率最高的中波電臺(tái)，需要增大接收電路的固有頻率，由f＝1可知，要增大f，則應(yīng)減小L，故應(yīng)減少2πLC線圈匝數(shù)。4電磁波譜◆練習(xí)與應(yīng)用1．答案從電磁波具有能量可以看出，電磁波和實(shí)物粒子一樣，是一種物質(zhì)。 …教材習(xí)題答案…于滅菌消毒的紫外線，醫(yī)用透視的X射線，用于金屬探傷的γ射線。5．答案根據(jù)適者生存的原則，只有適應(yīng)這種環(huán)境(對(duì)這部分電磁波敏感—能引起視覺(jué)效果)的動(dòng)物才能生存下來(lái)，這是自然選擇的結(jié)果?！魪?fù)習(xí)與提高A組1．答案根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，從而產(chǎn)生電磁波?？梢援a(chǎn)生電磁波的見(jiàn)甲圖，產(chǎn)生電場(chǎng)的見(jiàn)乙圖。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期回旋加速器兩個(gè)D形盒所接高頻電源是一個(gè)LC振蕩器，當(dāng)把收音機(jī)的調(diào)諧電路的頻率調(diào)到756kHz時(shí)，波長(zhǎng)為397m的無(wú)線電波在收音機(jī)中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。 (2)由上可知，要接收波長(zhǎng)為290m的無(wú)線電波，應(yīng)增大調(diào)諧電路的固有頻率，依據(jù)公式f＝，可知應(yīng)把調(diào)諧電甲甲路中可調(diào)電容器的電容調(diào)小一些。4．答案(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，極板間帶電灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài)，則為板間距離。乙2．答案電磁波按頻率從小到大的順序排列為：無(wú)線電波、微3．答案Oa段電容器放電，電路中電流沿逆時(shí)針?lè)较颍艌?chǎng)能2．答案電磁波按頻率從小到大的順序排列為：無(wú)線電波、微3．答案Oa段電容器放電，電路中電流沿逆時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)能電流沿順時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)能增大；cd段電容器充電，磁場(chǎng)能減2，器極板間場(chǎng)強(qiáng)方向與t＝0時(shí)刻相反2，器極板間場(chǎng)強(qiáng)方向與t＝0時(shí)刻相反 (2)當(dāng)線圈中電流最大時(shí)，電容器所帶的電荷量為零，此度大小為g，方向豎直向下。s第5章傳感器B組要減小，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，則電流方向不變，大小慢慢減小，同時(shí)對(duì)電容器充電，當(dāng)電容器充電完畢時(shí)，電流為零；接著電容器放電，電流方向與之前相反，大小不斷增大，當(dāng)電容器放電完畢時(shí)，電流最大；之后電容器與線圈組成的LC回路重復(fù)以上的過(guò)程，在LC回路中形成電磁振蕩，回路中出現(xiàn)余弦式電流。如圖所示：1認(rèn)識(shí)傳感器◆練習(xí)與應(yīng)用 ……定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號(hào)輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號(hào)是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。傳感器的作用是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)2．答案智能垃圾桶由先進(jìn)的微電腦控制芯片、紅外傳感探測(cè)裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置組成，當(dāng)人的手靠近垃圾桶時(shí)，紅外傳感探測(cè)裝置探測(cè)到人體發(fā)出的紅外線，垃圾桶蓋自動(dòng)打開(kāi)，待垃自動(dòng)關(guān)閉。3．答案(1)恒溫孵化器要保持禽蛋的溫度在一定范圍內(nèi)，溫度高了，孵化器所在電路自動(dòng)斷開(kāi)停止加熱，溫度低了，孵化器所在電路自動(dòng)接通加熱。要保持恒溫，要用到溫度傳感器。 (2)電梯超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)電路由工作電路和控制電路電梯超載時(shí)，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲。因此需要用到壓力傳感器。 污染源之一，治理的方法之一是在汽車(chē)的排氣管上安裝一個(gè)氣敏傳感器。2常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用◆練習(xí)與應(yīng)用1．答案同一種名稱的傳感器可能有不同的結(jié)構(gòu)和工作原理，下面僅列出一種答案供參考。傳感器名稱輸入的物理量輸出的物理量光敏電阻光照強(qiáng)度熱敏電阻溫度金屬熱電阻溫度電阻應(yīng)變片力電容式位移傳感器位移電阻可能的工作原理：半導(dǎo)體受光照，電阻變化。 (2)熱敏電阻可能的工作原理：半導(dǎo)體受熱，電阻變化。 (3)金屬熱電阻可能的工作原理：金屬受熱，電阻變化。 (4)電阻應(yīng)變片可能的工作原理：金屬導(dǎo)體在外力作用下形變，電阻變化。 (5)電容式位移傳感器可能的工作原理：被測(cè)物體發(fā)生位化，線圈3的自感系數(shù)就發(fā)生變化，這種裝置將位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)這個(gè)電學(xué)量。設(shè)計(jì)電路如圖所示3．答案(1)開(kāi)始煮飯時(shí)，用手壓下開(kāi)關(guān)按鈕，永磁體與感溫鐵氧體相吸，手松開(kāi)后，按鈕不會(huì)恢復(fù)到圖示狀態(tài)，這樣觸點(diǎn)接 故感溫鐵氧體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱一直到飯煮熟，溫度大致不變。 升 3利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置◆練習(xí)與應(yīng)用1．答案當(dāng)物體具有圖示方向的加速度a時(shí)，滑塊2將向左移動(dòng)，帶動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片4左移；滑動(dòng)片右側(cè)電阻變大，該部分電阻上電勢(shì)降落變大，故Q點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)