高中物理人教版1第三章電磁感應(yīng)自感現(xiàn)象渦流 課時(shí)訓(xùn)練17自感現(xiàn)象渦流

課時(shí)訓(xùn)練17自感現(xiàn)象渦流題組一自感現(xiàn)象1.變壓器鐵芯中的疊片間要互相絕緣是為了()A.增大電壓 B.增大渦流損耗C.減小渦流損耗 D.增大自感解析:鐵芯在磁通量變化情況下會(huì)產(chǎn)生渦流,疊片間絕緣可以減小因渦流而損失的能量.答案:C2.關(guān)于線(xiàn)圈的自感系數(shù)大小的下列說(shuō)法中,不正確的是()A.通過(guò)線(xiàn)圈的電流越大,自感系數(shù)也越大B.線(xiàn)圈中的電流變化越快,自感系數(shù)也越大C.插有鐵芯時(shí)線(xiàn)圈的自感系數(shù)會(huì)變大D.線(xiàn)圈的自感系數(shù)與電流的大小、電流變化的快慢、是否有鐵芯等都無(wú)關(guān)解析:自感系數(shù)是由電感器本身的因素決定的,包括線(xiàn)圈的大小、單位長(zhǎng)度上的匝數(shù),而且有鐵芯時(shí)比無(wú)鐵芯時(shí)自感系數(shù)大.答案:C3.下列關(guān)于自感的說(shuō)法中,不正確的是()A.自感是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反C.線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D.加鐵芯后線(xiàn)圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)要大解析:自感是由于線(xiàn)圈內(nèi)自身電流變化而引起的,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙引起自感的原電流的變化,所以當(dāng)原電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反,當(dāng)原電流減小時(shí),二者方向相同,所以A正確,不符合題意,B錯(cuò)誤,符合題意;自感電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化快慢及線(xiàn)圈自感系數(shù)有關(guān),而自感系數(shù)與有無(wú)鐵芯有關(guān),有鐵芯比無(wú)鐵芯時(shí)要大,所以C、D正確,不符合題意.答案:B4.如圖所示,A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡,L是自感系數(shù)較大的線(xiàn)圈,其直流電阻忽略不計(jì).當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ()和B一起亮,然后A熄滅和B一起亮,然后A逐漸熄滅比B先亮,然后A熄滅比A先亮,A逐漸變亮解析:由于A燈與自感系數(shù)較大的線(xiàn)圈L串聯(lián),B燈和電阻R串聯(lián),然后它們并聯(lián)后接入電源兩端,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),線(xiàn)圈產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加,使A燈中的電流逐漸變大,而B(niǎo)燈中的電流立即變大,因此,B燈先亮,A燈逐漸變亮,故選項(xiàng)D正確.答案:D5.如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線(xiàn)圈L的電阻可以忽略不計(jì),下列說(shuō)法正確的是()A.閉合開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí),A2先亮,A1后亮,最后一樣亮B.閉合開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí),A1和A2始終一樣亮C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí),A2立刻熄滅,A1過(guò)一會(huì)兒才熄滅D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí),A1和A2都要立即熄滅解析:開(kāi)關(guān)S閉合后,A2立即發(fā)光,而A1和L串聯(lián),由于L的自感作用,電流會(huì)逐漸增大,所以A1要緩慢變亮.而線(xiàn)圈L的電阻不計(jì),所以當(dāng)電路穩(wěn)定后,I1=I2,A1與A2的亮度相同,選項(xiàng)A對(duì),B錯(cuò);斷開(kāi)S后,L、A1與A2構(gòu)成一個(gè)閉合回路,由于L的自感作用,仍然存在電流,所以A1、A2都要過(guò)一會(huì)兒才熄滅.選項(xiàng)C、D均錯(cuò).答案:A6.在如圖所示的電路中,L為電阻很小的線(xiàn)圈,G1和G2為零點(diǎn)在表盤(pán)中央的相同的電流表.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電流表G1指針偏向右方,那么在電路穩(wěn)定后開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),將出現(xiàn)的現(xiàn)象是()和G2指針都立即回到零點(diǎn)指針立即回到零點(diǎn),而G2指針緩慢地回到零點(diǎn)指針緩慢回到零點(diǎn),而G2指針先立即偏向左方,然后緩慢地回到零點(diǎn)指針先立即偏向左方,然后緩慢地回到零點(diǎn),而G2指針緩慢地回到零點(diǎn)解析:電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流的流向有關(guān).根據(jù)題意,電流自右向左時(shí),指針向右偏,那么,電流自左向右時(shí),指針應(yīng)向左偏.當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,G1中電流立即消失,而L由于自感作用,電流不能立即消失,電流沿L、G2、G1的方向在由它們組成的閉合回路中繼續(xù)維持一個(gè)短時(shí)間,即G2中的電流按原方向自右向左逐漸減為零,而G1中的電流和原方向相反,變?yōu)樽宰笙蛴?和G2中的電流同時(shí)減為零,也就是G1指針先立即偏向左方,然后緩慢地回到零點(diǎn),而G2指針緩慢地回到零點(diǎn),故D項(xiàng)正確.答案:D題組二渦流7.以下器件利用渦流的有()A.電飯鍋 B.電熱水器C.電磁爐 D.微波爐解析:電飯鍋與電熱水器利用電流的熱效應(yīng)加熱,微波爐是利用微波在食物中引起水分子振動(dòng)加熱,所以只有C項(xiàng)中電磁爐利用渦流.答案:C8.如圖所示,在一個(gè)繞有線(xiàn)圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小平底鐵鍋水和一玻璃杯水.給線(xiàn)圈通入電流,一段時(shí)間后,一個(gè)容器中水溫升高,則通入的電流與水溫升高的是()A.恒定電流、小鐵鍋B.恒定電流、玻璃杯C.變化的電流、小鐵鍋D.變化的電流、玻璃杯解析:通入恒定電流時(shí),所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,通入變化的電流,所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化,鐵鍋是導(dǎo)體,在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使水溫升高;渦流是由變化的磁通量在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的,所以玻璃杯中的水不會(huì)升溫.答案:C9.安檢門(mén)是一種檢測(cè)人員有無(wú)攜帶金屬物品的探測(cè)裝置,又稱(chēng)金屬探測(cè)門(mén).主要用來(lái)檢查人身體上隱藏的金屬物品,應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、大型會(huì)議等人流較大的公共場(chǎng)所,用來(lái)檢查人身體上隱藏的金屬物品,如槍支、管制刀具等.當(dāng)被檢查人員從安檢門(mén)通過(guò),人身體上所攜帶的金屬超過(guò)根據(jù)質(zhì)量、數(shù)量或形狀預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)值時(shí),安檢門(mén)即刻報(bào)警,并顯示造成報(bào)警的金屬所在區(qū)位,讓安檢人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)該人所隨身攜帶的金屬物品.你知道安檢門(mén)的工作原理嗎?答案:安檢門(mén)的內(nèi)部有若干個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈和若干個(gè)接收線(xiàn)圈,均用環(huán)氧樹(shù)脂澆灌、密封在門(mén)框內(nèi).10kHz音頻信號(hào)通過(guò)發(fā)射線(xiàn)圈,在線(xiàn)圈周?chē)a(chǎn)生同頻率的交變磁場(chǎng).當(dāng)有金屬物體通過(guò)發(fā)射線(xiàn)圈形成的交變磁場(chǎng)時(shí),交變磁場(chǎng)就會(huì)在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流.電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新的微弱磁場(chǎng).新的微弱磁場(chǎng)的相位與金屬體位置、大小等有關(guān),可以在接收線(xiàn)圈中感應(yīng)出電壓.計(jì)算機(jī)根據(jù)感應(yīng)電壓的大小、相位來(lái)判定金屬物體的大小,并發(fā)出報(bào)警信號(hào).(建議用時(shí):30分鐘)1.下列情況中不可能產(chǎn)生渦流的是()A.把金屬塊放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中B.讓金屬塊在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)C.讓金屬塊在磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)D.把金屬塊放于變化的磁場(chǎng)中解析:渦流的產(chǎn)生符合法拉第電磁感應(yīng)定律,必須有變化的磁通量,閉合回路(金屬塊可以看成由無(wú)數(shù)個(gè)閉合回路組成)中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流,即渦流,則B、C、D均有可能,故A符合題意.答案:A2.(雙選)關(guān)于線(xiàn)圈自感系數(shù)的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是()A.自感電動(dòng)勢(shì)越大,自感系數(shù)也越大B.把線(xiàn)圈中的鐵芯抽出一些,自感系數(shù)減小C.把線(xiàn)圈匝數(shù)增加一些,自感系數(shù)變大D.線(xiàn)圈中的電流等于零時(shí),自感系數(shù)也等于零解析:自感系數(shù)由電感器自身結(jié)構(gòu)特征決定,與自感電動(dòng)勢(shì)的大小及電路中的電流無(wú)關(guān),故A、D說(shuō)法錯(cuò)誤;線(xiàn)圈匝數(shù)越大,自然系數(shù)越大,C正確;鐵芯抽出一些后,鐵芯的有效長(zhǎng)度變短,自感系數(shù)減小,B正確.答案:AD3.如圖所示,L為自感系數(shù)較大的線(xiàn)圈,電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光,當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間會(huì)有()A.燈A立即熄滅B.燈A慢慢熄滅C.燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D.燈A突然閃亮一下再突然熄滅解析:當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),由于通過(guò)自感線(xiàn)圈的電流從有變到零,線(xiàn)圈將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),線(xiàn)圈L與燈A串聯(lián),在S斷開(kāi)后,不能形成閉合回路,因此燈A在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,電源供給的電流為零,燈就立即熄滅.因此正確選項(xiàng)應(yīng)為A.答案:A4.如圖所示為考場(chǎng)常用的金屬探測(cè)器,你認(rèn)為它的工作原理是利用了()A.電流的磁效應(yīng)B.電流的熱效應(yīng)C.電磁感應(yīng)原理D.磁體吸引鐵等磁性材料解析:金屬探測(cè)器內(nèi)是由一系列線(xiàn)圈與電源及檢測(cè)電路組成的,當(dāng)有金屬材料時(shí)會(huì)因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)而產(chǎn)生渦流,渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)引起檢測(cè)電路產(chǎn)生報(bào)警現(xiàn)象.答案:C5.(雙選)如圖所示,電路中L為一電感線(xiàn)圈,ab支路和cd支路電阻相等,則 ()A.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)B.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)解析:閉合開(kāi)關(guān)時(shí),因?yàn)樽愿芯€(xiàn)圈阻礙A1所在支路電流的增加,故A1的示數(shù)小于A2的示數(shù);斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),線(xiàn)圈自感產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),成為電源,同時(shí)電感線(xiàn)圈L、電阻R及兩電流表A1、A2構(gòu)成回路,所以A1、A2的示數(shù)相等.答案:AD6.如圖所示是測(cè)定自感系數(shù)很大的線(xiàn)圈L直流電阻的電路,L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來(lái)測(cè)量自感線(xiàn)圈的直流電壓,在測(cè)量完畢后,將電路解體時(shí)應(yīng)()A.先斷開(kāi)S1 B.先斷開(kāi)S2C.先拆除電流表 D.先拆除電阻R解析:S1斷開(kāi)瞬間,L中產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì),若此時(shí)S2閉合,則可能將電壓表燒壞,故應(yīng)先斷開(kāi)S2.答案:B7.用手捏住變壓器或電機(jī)線(xiàn)圈的兩端,與普通手電筒的電池兩極接觸一下,然后離開(kāi)電池兩極,此時(shí)會(huì)有強(qiáng)烈的電擊感覺(jué),這是為什么?如果變壓器或電機(jī)線(xiàn)圈發(fā)生故障,在用電表檢查時(shí)要注意什么?答案:用手捏住線(xiàn)圈兩端去接觸電池兩極相當(dāng)于人體電阻和自感線(xiàn)圈并聯(lián)后去接電源,如圖.由于人體電阻R很大,線(xiàn)圈電阻RL一般很小,因此通過(guò)線(xiàn)圈的電流比通過(guò)人體的電流大得多.變壓器或線(xiàn)圈兩端與電池脫離接觸后,人體和線(xiàn)圈仍構(gòu)成一個(gè)閉合回路,由于自感作用,將有一個(gè)斷路時(shí)的短暫電流通過(guò)人體,這個(gè)電流的初始值等于原來(lái)通過(guò)線(xiàn)圈的電流,它比原來(lái)通過(guò)人體的電流大得多,因此將有一個(gè)很高的瞬時(shí)電壓加在人體上,此時(shí)人會(huì)感到強(qiáng)烈的電擊感覺(jué).用電表檢查自感較大的線(xiàn)圈時(shí),通常使用歐姆擋,因表內(nèi)有電池,如上所述,不要用手捏住線(xiàn)圈的兩端再去接觸表筆,以免斷開(kāi)時(shí)受到電擊.應(yīng)當(dāng)手握表筆的絕緣棒,直接讓表筆接觸線(xiàn)圈兩端,這樣,在表筆脫離接觸時(shí),人體和線(xiàn)圈不構(gòu)成回路,可以避免電流通過(guò)人體放電.8.如圖是一演示實(shí)驗(yàn)的電路圖,圖中L是一帶鐵芯的多匝線(xiàn)圈,A是一燈泡,起初開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài),電路是接通的.現(xiàn)將開(kāi)關(guān)斷開(kāi),則在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后電燈泡A沒(méi)有立即熄滅,而是比原來(lái)更亮一下再熄滅.(1)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后通過(guò)燈泡A的電流方向是怎么樣的?(2)在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后電燈泡A為什么沒(méi)有立即熄滅?(3)有人說(shuō)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間L中的自感電動(dòng)勢(shì)很大,L中的電流突然增大,所以電燈比原來(lái)更亮一下再熄滅