高中物理 滾動檢測3 自感 渦流 粵教版選修3-2

滾動檢測(三)自感、渦流(時間：60分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分)1．關于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是 ()．A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動勢一定越大B．線圈中電流等于零時，自感系數(shù)也等于零C．線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定答案D2．如圖1所示的電路中，L1、L2是完全相同的燈泡，線圈L的自感系數(shù)較大，它的電阻與定值電阻R相等．下列說法正確的是 ()．圖1A．閉合開關S時，L1先亮、L2后亮，最后它們一樣亮B．閉合開關S時，L1、L2始終一樣亮C．斷開開關S時，L2立刻熄滅、L1過一會才熄滅D．斷開開關S時，L2、L1都要過一會才熄滅解析由于電感的自感現(xiàn)象閉合開關S時，L2會立即亮，而L1是逐漸變亮，由于兩支路電阻相同，電路穩(wěn)定后，兩支路流過的電流相同，最后它們一樣亮，則A、B錯；斷開開關S時，由于電感的自感現(xiàn)象L2、L1過一會才熄滅，則D對C錯．答案D3.如圖2所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的方形磁場，銅球在A點由靜止釋放，向右擺到最高點B，不考慮空氣及摩擦阻力，則下列說法正確的是()．圖2A．A、B兩點在同一水平面上B．A點高于B點C．A點低于B點D．銅球將做等幅擺動解析銅球在進入和穿出磁場的過程中，穿過金屬球的磁通量發(fā)生變化，球中產生渦流，進而產生焦耳熱，因此球的機械能減少，故A點高于B點．答案B4.當某種材料的電阻放入一定強度的磁場中，阻值會發(fā)生較大變化，這種現(xiàn)象稱為巨磁電阻效應．將磁鐵安裝在某個勻速轉動的圓盤上，結合這種特殊材料的電阻研究圓盤的轉動情況，通過電壓傳感器，將模擬信號轉為數(shù)字信號輸出在計算機上，如圖3所示，則最有可能得到的電壓—時間圖象是()．圖3解析能夠產生巨磁電阻效應的材料的電阻只有當將其放入一定強度的磁場中時阻值才發(fā)生較大變化，由題意知磁鐵安裝在勻速轉動的圓盤上，所以巨磁電阻的阻值只有當磁鐵和電阻靠近的瞬間才會發(fā)生變化；由閉合電路歐姆定律知該時刻巨磁電阻的電壓才發(fā)生變化，選項C正確．答案C5．如圖4甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉質量為m的單匝均勻正方形銅線框，邊長為a，在1位置以速度v0進入磁感應強度為B的勻強磁場并開始計時t＝0，若磁場的寬度為b(b＞3a)，在3t0時刻線框到達2位置速度又為v0并開始離開勻強磁場．此過程中vt圖象如圖5乙所示，則 圖4A．t＝0時，線框右側邊MN的兩端電壓為Bav0B．在t0時刻線框的速度為v0－eq\f(Ft0,m)C．線框完全離開磁場的瞬間(位置3)的速度一定比t0時刻線框的速度大D．線框從進入磁場(位置1)到完全離開磁場(位置3)的過程中產生的電熱為2Fb解析t＝0時，線框右側邊MN的兩端電壓為外電壓，為eq\f(3,4)Bav0，A項錯誤；從t0時刻至3t0時刻線框做勻加速運動，加速度為eq\f(F,m)，故在t0時刻的速度為v0－2at0＝v0－eq\f(2Ft0,m)，B項錯誤；因為t＝0時刻和t＝3t0時刻線框的速度相等，進入磁場和穿過磁場的過程中受力情況相同，故在位置3時的速度與t0時刻的速度相等，C項錯誤；線框在位置1和位置3時的速度相等，根據(jù)動能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有Fb＝Q，所以線框穿過磁場的整個過程中，產生的電熱為2Fb，D項正確．答案D二、雙項選擇題(本題共5小題，每小題8分，共40分)6.如圖5所示，電燈A和B與固定電阻的電阻均為R，L是自感系數(shù)很大線圈．當S1閉合、S2斷開且電路穩(wěn)定時，A、B亮度相同，再閉合S2，待電路穩(wěn)定后將S1斷開，下列說法正確的是 ()．圖5A．B立即熄滅B．A燈將比原來更亮一些后再熄滅C．有電流通過B燈，方向為c→dD．有電流通過A燈，方向為b→a解析斷開S2而只閉合S1時，A、B兩燈一樣亮，可知線圈L的電阻也是R，在S1、S2閉合時，IA＝IL，故當S2閉合、S1突然斷開時，流過A燈的電流只是方向變?yōu)閎→a，但其大小不突然增大，A燈不出現(xiàn)更亮一下再熄滅的現(xiàn)象，故D項正確，B項錯誤．由于固定電阻R幾乎沒有自感作用，故斷開S1時，B燈電流迅速變?yōu)榱?，而立即熄滅，故A項正確，C項錯誤，綜上述分析可知，本題正確選項為A和D.答案AD7．下列關于日光燈啟動器的作用的描述，正確的是 ()．A．啟動器只在日光燈啟動時起作用B．日光燈正常工作時，取走啟動器，日光燈就不能正常工作C．啟動器在日光燈起動時，相當一個自動開關D．啟動器在日光燈正常工作時，一直保持導通狀態(tài)，使得電路閉合答案AC8．下列關于鎮(zhèn)流器的說法，錯誤的是 ()．A．鎮(zhèn)流器在日光燈電路中就起著一阻值很大的電阻的作用B．鎮(zhèn)流器在日光燈啟動時相當于一個電源C．鎮(zhèn)流器在日光燈正常工作時，可用一根導線替代D．鎮(zhèn)流器在工作時總是阻礙電路中電流的變化答案BD9．如圖6是用電流傳感器(相當于電流表，其電阻可以忽略不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R.下圖甲、乙、丙、丁是某同學畫出的在t0時刻開關S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖象．關于這些圖象，下列說法中正確的是 ()．圖6圖7A．上圖中甲是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況B．上圖中乙是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況C．上圖中丙是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況D．上圖中丁是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況解析開關S由斷開變?yōu)殚]合瞬間，流過自感線圈的電流為零，流過傳感器1、2的電流均為eq\f(E,2R).閉合電路穩(wěn)定后，流過傳感器1的電流為eq\f(2E,3R)，流過傳感器2的電流為eq\f(E,3R)；開關斷開后，流過傳感器1的電流立即變?yōu)榱?，流過傳感器2的電流方向相反，從eq\f(E,3R)逐漸變?yōu)榱悖鸢窧C10.如圖8所示，E為電池，L是電阻可忽略不計、自感系數(shù)足夠大的線圈，D1、D2是兩個規(guī)格相同且額定電壓足夠大的燈泡，S是控制電路的開關．對于這個電路，下列說法中正確的是 ()．圖8A．剛閉合開關S的瞬間，通過D1、D2的電流大小相等B．剛閉合開關S的瞬間，通過D1、D2的電流大小不相等C．閉合開關S待電路達到穩(wěn)定，D1熄滅，D2亮度始終不變D．閉合開關S待電路達到穩(wěn)定，再將S斷開瞬間，D2立即熄滅，D1閃亮一下再熄滅解析開關S閉合的瞬間，線圈L可看做暫時的斷路，故通過兩燈泡的電流相等，且同時亮，A對B錯；電路穩(wěn)定后，由于線圈直流電阻忽略不計，將燈泡D1短路，燈泡D2獲得更多電壓，會更亮，C錯誤；若斷開開關S，此時線圈與燈泡D1構成回路，繼續(xù)對其供電，燈泡D1將閃亮一下后再逐漸熄滅，燈泡D2無法形成回路將立即熄滅，D對．答案AD三、非選擇題(本題共3小題，共30分．計算題要求有必要的文字敘述，列出必要的方程和演算步驟．)11．(6分)把一個用絲線懸掛的鉛球放在電路中的線圈上方，如圖9所示，在下列三種情況下，懸掛鉛球的絲線所受的拉力與鉛球不在線圈上方時比較：圖9①當滑動變阻器的滑動頭向右移動時，拉力________．②當滑動頭向左移動時，拉力________．③當滑動頭不動時，拉力________．(填“變大”、“不變”或“變小”)答案①變小②變大③不變12．(10分)已知某一區(qū)域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場，因此可以通過在地面上測量閉合試探小線圈中的感應電動勢來探測電纜的確切位置、走向和深度．當線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零；當線圈平面與地面成45°夾角時，在b、d兩處測得試探線圈中的電動勢為零．經過測量發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d恰好位于邊長為1m的正方形的四個頂角上，如圖10所示．據(jù)此可以判定地下電纜在________兩點連線的正下方，離地表面的深度為________m.圖10解析這里的探測線圈就是應用渦電流的原理制造的．直線電纜產生的磁場的磁感應線是一系列以直線電纜為圓心的同心圓．線圈中無感應電動勢時，線圈中磁通量不變，線圈一定是與某一同心圓相切．因當線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零，就可以知道a、c兩點在電纜線的正上方(圖甲所示)．當線圈平面與地面成45°夾角時，在b、d兩處測得試探線圈中的電動勢為零，則可知b、d兩點與電纜線的相對位置如圖乙所示．所以電纜線在a、c兩點的正下方．又因為a、b、c、d恰好位于邊長為1m的正方形的四個頂角上，所以bd＝eq\r(2)m，由圖乙可知電纜線的深度為eq\f(\r(2),2)m＝0.71m.答案a、c0.7113．(14分)(·紹興一中模擬)在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強磁場中，B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L＝0.4m，如圖11所示，框架上放置一質量為0.05kg，電阻為1Ω的金屬桿cd，框架電阻不計．若cd桿以恒定加速度a＝2m/s圖11(1)在5s內平均感應電動勢是多少？(2)第5s末，回路中的電流多大？(3)第5s末，作用在cd桿上的水平外力多大？解析(1)5s內的位移：x＝eq\f(1,2)at2＝25m5s內的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝5m/s(也可用eq\x\to(v)＝eq\f