廣西專版新教材高中物理第2章電磁感應(yīng)4互感和自感課后習(xí)題新人教版選擇性必修第二冊

1、PAGE 8PAGE 4互感和自感課后訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題(第14題為單選題,第56題為多選題)1.在制作精密電阻時,為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象,采取了雙線繞法,如圖所示,其道理是()A.當(dāng)電路中的電流變化時,兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動勢相互抵消B.當(dāng)電路中的電流變化時,兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流互相抵消C.當(dāng)電路中的電流變化時,兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁通量互相抵消D.當(dāng)電路中的電流變化時,電流的變化量相互抵消答案:C解析:能否有感應(yīng)電動勢,關(guān)鍵在于穿過回路的磁通量是否變化。由于導(dǎo)線是雙線繞法,使穿過回路的磁通量等于零,無論通過的電流變化與否,磁通量均為零而不變,所以不存在感應(yīng)

2、電動勢和感應(yīng)電流。選項C正確。2.1831年,法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上,A線圈與電源、滑動變阻器R組成一個回路,B線圈與開關(guān)S、電流表G組成另一個回路,如圖所示。通過多次實驗,法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。關(guān)于該實驗,下列說法正確的是()A.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有ab的感應(yīng)電流B.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有ba的感應(yīng)電流C.閉合開關(guān)S后,在增大滑動變阻器R的過程中,電流表G中有ab的感應(yīng)電流D.閉合開關(guān)S后,在增大滑動變阻器R的過程中,電流表G中有ba的感應(yīng)電流答案:D解析:閉合開關(guān)S的瞬間,通過B線圈的磁通量不發(fā)生變化,B線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項A、B錯誤。在增大滑

3、動變阻器R的過程中,A線圈中通過的是逐漸減弱的電流,即線圈B處于逐漸減弱的磁場中,由安培定則和楞次定律可判斷,電流表中的感應(yīng)電流方向為ba,選項C錯誤,D正確。3.如圖所示,電源電動勢為E,其內(nèi)阻不可忽略,A、B是完全相同的燈泡,線圈L的直流電阻不計,電容器的電容為C,合上開關(guān)S,電路穩(wěn)定后()A.電容器的電荷量為CEB.燈泡A、B的亮度相同C.在斷開S的瞬間,通過燈泡A的電流方向向右D.在斷開S的瞬間,燈泡B立即熄滅答案:C解析:合上開關(guān)S,電路穩(wěn)定后,A被短路,A不亮,B發(fā)光,選項B錯誤。由于電源有內(nèi)阻,電容器兩端電壓UE,則電容器的電荷量QCE,選項A錯誤。斷開S瞬間,通過A的電流方向向

4、右,選項C正確。斷開S瞬間,電容器放電,B慢慢熄滅,選項D錯誤。4.在如圖所示的電路中,L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈,D1、D2和D3是三個完全相同的燈泡,E是內(nèi)阻不計的電源。在t=0時刻,閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S。規(guī)定以電路穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向為正方向,分別用I1、I2表示流過D1和D2的電流,則下列圖像中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是()答案:C解析:當(dāng)開關(guān)閉合時,因為線圈與D1串聯(lián),所以流過D1的電流I1會慢慢增大,流過D2的電流I2為穩(wěn)定值,且電路穩(wěn)定時I2I1,當(dāng)開關(guān)斷開時,因為線圈阻礙電流I1的減小,所以通過D1的電流不會立即消失,會逐

5、漸減小,選項A、B錯誤。由于L、D1、D2和D3構(gòu)成回路,通過D1的電流也流過D2,所以I2變成反向立即增大,之后逐漸減小,選項C正確,D錯誤。5.在如圖所示電路中,A、B是兩個完全相同的燈泡,L是一個理想線圈,下列說法正確的是()A.S閉合時,A立即亮,然后逐漸熄滅B.S閉合時,B立即亮,然后逐漸熄滅C.S閉合足夠長時間后,B發(fā)光,而A不發(fā)光D.S閉合足夠長時間后,B不發(fā)光,而A逐漸熄滅答案:AC解析:S閉合時,燈泡A與線圈并聯(lián),然后再與燈泡B串聯(lián),由于L是一個理想線圈,所以在閉合瞬間L中會產(chǎn)生一個很大的阻抗,導(dǎo)致線圈可以看成斷開,電流從電阻流向A,再流向B,最后回到電源負極,故A、B立即亮

6、,當(dāng)電路穩(wěn)定后,線圈中的阻抗消失,電阻恢復(fù)到零,燈泡A被短路,故A熄滅,B變得更亮,選項A、C正確。6.如圖所示,電池的電動勢為E,內(nèi)阻不計,線圈自感系數(shù)較大,直流電阻不計。當(dāng)開關(guān)S閉合后,下列說法正確的是()A.a、b間電壓逐漸增加,最后等于EB.b、c間電壓逐漸增加,最后等于EC.a、c間電壓逐漸增加,最后等于ED.電路中電流逐漸增加,最后等于E答案:BD解析:由于線圈自感系數(shù)較大,當(dāng)開關(guān)閉合瞬間,a、b間近似斷路,所以a、b間電壓很大,隨著電流的增加,a、b間電壓減小,b、c間電壓增大,最后穩(wěn)定后a、b間電壓為零,b、c間電壓等于E,電流大小為I=ER,選項B、D正確,A、C二、非選擇題

7、7.如圖所示,圖甲為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖,用電流傳感器顯示各時刻通過線圈L的電流。電路中電燈的電阻R1=6.0 ,定值電阻R=2.0 ,A、B間的電壓U=6.0 V。開關(guān)S原來閉合,電路處于穩(wěn)定狀態(tài),在t1=1.010-3 s時刻斷開開關(guān)S,該時刻前后電流傳感器顯示的電流I隨時間t變化的圖線如圖乙所示。甲乙(1)求線圈L的電阻RL。(2)在圖甲中,斷開開關(guān)后通過電燈的電流方向如何?答案:(1)2.0 (2)電燈中的電流方向向左解析:(1)由題圖乙可知,開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定時流過線圈L的電流I0=1.5A由歐姆定律得I0=U解得RL=UI0-R=2.(2)斷開開關(guān)后,線圈L、電阻R和電燈

8、構(gòu)成一閉合回路,由自感規(guī)律可知,電燈中的電流方向向左。能力提升一、選擇題(第14題為單選題,第56題為多選題)1.如圖所示的電路,線圈L的電阻不計,則()A.S閉合瞬間,A板帶正電,B板帶負電B.S保持閉合,A板帶正電,B板帶負電C.S斷開瞬間,A板帶正電,B板帶負電D.由于線圈電阻不計,電容器被短路,上述三種情況下兩板都不帶電答案:A解析:S閉合瞬間,由于通過電感線圈的電流為零,電容器被充電,A板帶正電,B板帶負電,選項A正確。S保持閉合,電容器被短路,不帶電,選項B錯誤。S斷開瞬間,線圈產(chǎn)生自感電動勢,給電容器充電,根據(jù)電流方向判斷,A板帶負電,B板帶正電,選項C錯誤。由上可知選項D也錯誤

9、。2.如圖所示,繞在鐵芯上的線圈M與電源、滑動變阻器和開關(guān)組成了一個閉合回路,在鐵芯的右端,線圈P與電流表連成閉合電路。下列說法正確的是()A.開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,線圈P中有感應(yīng)電流,線圈M、P相互排斥B.開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,使變阻器滑片向左勻速移動,線圈P中有感應(yīng)電流,線圈M、P相互排斥C.開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,使變阻器滑片向右勻速移動,線圈P中有感應(yīng)電流,線圈M、P相互排斥D.開關(guān)S閉合瞬間,線圈P中有感應(yīng)電流,線圈M、P相互吸引答案:B解析:開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,線圈M中的電流不變,由安培定則可知,產(chǎn)生的磁場方向沿鐵芯軸線向右,線圈P中的磁通量不變,故不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,M、P

10、沒有排斥作用,也沒有吸引作用,選項A錯誤。當(dāng)開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,滑片向左勻速移動,線圈M中的電流增大,因而穿過線圈P的磁通量增加,線圈P中產(chǎn)生感應(yīng)電流,并且由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場方向與線圈M的磁場方向相反,故M、P兩線圈相互排斥,選項B正確。同理可知選項C錯誤。開關(guān)S閉合瞬間,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥,選項D錯誤。3.某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象,自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后,閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光;再斷開開關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象。經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不

11、出原因。你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是()A.電源的內(nèi)阻較大B.小燈泡電阻偏大C.線圈的直流電阻偏大D.線圈的自感系數(shù)較大答案:C解析:在斷電自感現(xiàn)象中,斷電時線圈與小燈泡構(gòu)成回路,線圈中儲存的磁場能轉(zhuǎn)化為電能,線圈相當(dāng)于電源,自感電動勢E自=LIt,與原電源無關(guān),選項A錯誤。如果小燈泡電阻偏大,則通過線圈的電流較大,斷電時可能看到顯著的延時熄滅現(xiàn)象和小燈泡閃亮現(xiàn)象,選項B錯誤。如果線圈的直流電阻偏大,則電路穩(wěn)定時通過線圈的電流較小,斷電時只能看到不顯著的延時熄滅現(xiàn)象,且小燈泡不會出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象,選項C正確。如果線圈的自感系數(shù)較大,則自感電動勢較大,可能看到顯著的延時熄滅現(xiàn)象和小燈泡閃亮

12、現(xiàn)象,4.如圖所示的電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,線圈L的直流電阻不計,電阻R的阻值大于燈泡D的阻值。在t=0時刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時間后,在t=t1時刻斷開開關(guān)S。下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖像正確的是()答案:B解析:開關(guān)S閉合的瞬間,由于L的阻礙作用,由R與L組成的支路相當(dāng)于斷路,后來由于L的阻礙作用不斷減小,相當(dāng)于外電路并聯(lián)部分的電阻不斷減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,整個電路中的總電流增大,由U內(nèi)=Ir得內(nèi)電壓增大,由UAB=E-Ir得路端電壓UAB減小;電路穩(wěn)定后,由于R的阻值大于燈泡D的阻值,所以流過L支路的電流小于流過燈泡D的電流,當(dāng)開關(guān)S斷開時,由于

13、電感L的自感作用,流過燈泡D的電流立即與流過L的電流相等,與燈泡原來的電流方向相反且逐漸減小,即UAB反向減小。選項B正確。5.如圖所示,閉合電路中的螺線管可自由伸縮,螺線管有一定的長度,這時燈泡具有一定的亮度,若將一軟鐵棒從螺線管左邊迅速插入螺線管內(nèi),則將看到()A.燈泡變暗B.燈泡變亮C.螺線管縮短D.螺線管伸長答案:AD解析:當(dāng)軟鐵棒插入螺線管中時,穿過螺線管的磁通量增加,故產(chǎn)生反向的自感電動勢,使電流減小,燈泡變暗,每匝線圈間同向電流作用力減小,故螺線管伸長。6.如圖所示,三個燈泡A、B、C的電阻關(guān)系為R1R2R3,線圈L的直流電阻可忽略,D為理想二極管。開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時,下

14、列判斷正確的是()A.A逐漸變亮B.B立即熄滅C.A先變亮,然后逐漸變暗D.C先變亮,然后逐漸變暗答案:BD解析:開關(guān)閉合時,因為R1R2R3,所以通過A的電流大于通過C的電流,斷開開關(guān),原來通過B和C的電流立即消失,通過A的電流由于線圈對電流的變化有阻礙作用,且L、A與B、C構(gòu)成回路,又由于二極管具有單向?qū)щ娦?所以無電流通過B,則B立即熄滅,由于開始通過A的電流大于通過C的電流,所以C先變亮然后逐漸變暗,A逐漸變暗。故選項B、D正確,A、C錯誤。二、非選擇題7.下圖是一種觸電保護器的原理圖,變壓器上A處用雙股相線(火線)和零線平行繞制成線圈,然后接到用電器上,B處有一個輸出線圈,一旦有電流

15、,經(jīng)放大后便能立即推動繼電器J切斷電源,下列情況下能起保護作用的是哪一種?說明理由。(1)增加開燈的盞數(shù),能否切斷電源?(2)雙手分別接觸相線和零線,能否切斷電源?(3)單手接觸相線,腳與地相接觸而觸電,能否切斷電源?答案:(1)不能。因A處線圈是采用的雙繞法,增加開燈的盞數(shù)只會使電路中電流增大,但A處線圈兩線中電流始終大小相等、方向相反,磁通量相互抵消,B處線圈中磁通量不發(fā)生改變,故不能推動J切斷電源。(2)不能。理由同(1)。(3)能。因為有電流通過人體而流入地下,使A處線圈中兩股電流大小不相等,B處線圈磁通量發(fā)生改變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而推動J切斷電源。8.如圖所示,電源的電動勢為E=10 V,內(nèi)阻不計,線圈L與電阻R的直流電阻均為5 ,兩燈泡的電阻均為R0=10 。(1)求斷開S的瞬間燈泡A兩端的電壓。(2)畫出斷開S前后一段時間內(nèi)通過燈泡A的電流隨時間