2024-2025學(xué)年高中物理第一章電磁感應(yīng)6自感課時練習(xí)含解析教科版選修3-2

PAGE7-自感(25分鐘·56分)選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分)1.關(guān)于自感現(xiàn)象,下列說法正確的是 ()A.線圈中產(chǎn)生的自感電動勢較大,其自感系數(shù)肯定較大B.對于同一線圈,當(dāng)電流改變較快時,線圈的自感系數(shù)也較大C.對于同一線圈,當(dāng)電流改變越大時,線圈中產(chǎn)生的自感電動勢越大D.對于同一線圈,當(dāng)電流的改變率越大時,線圈中產(chǎn)生的自感電動勢就越大【解析】選D。線圈中產(chǎn)生的自感電動勢E與兩方面的因素有關(guān):一是線圈中電流的改變率,二是線圈的自感系數(shù),A項錯誤;對于同一線圈,其自感系數(shù)是肯定的,與線圈中有無電流及電流改變的快慢沒有關(guān)系,B項錯誤;在自感系數(shù)肯定的狀況下,自感電動勢的大小只與線圈中電流的改變率成正比,而與電流的改變量的大小無關(guān),C項錯誤,D項正確。2.如圖所示,一毛同學(xué)用多用電表的歐姆擋測量一個線圈的電阻,以推斷它是否斷路。為便利測量,同桌的二毛同學(xué)用雙手分別握住線圈袒露的兩端,一毛用兩表筆與線圈兩端接觸,讀出阻值,再將表筆與線圈斷開。在測量的過程中,二毛在某瞬間感到有劇烈的電擊感,對此現(xiàn)象,下列說法正確的是 ()A.線圈沒有斷路,在表筆與線圈斷開瞬間,二毛有電擊感B.線圈沒有斷路,在表筆與線圈接觸瞬間,二毛有電擊感C.線圈肯定斷路,在表筆與線圈斷開瞬間,二毛有電擊感D.線圈肯定斷路,在表筆與線圈接觸瞬間,二毛有電擊感【解析】選A。在電流改變時線圈才會產(chǎn)生自感電動勢,當(dāng)回路接通時,回路中電流不改變,線圈兩端不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢;當(dāng)回路斷開時,電流要馬上減小到零,但由于線圈的自感現(xiàn)象會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,則線圈兩端會對人產(chǎn)生電擊感,所以二毛能感覺到電擊感,說明線圈產(chǎn)生了自感電動勢,形成自感電流,故線圈并沒有斷路,故A正確,B、C、D錯誤。3.(多選)如圖所示,A、B為相同的燈泡,C為電容器,L為電感線圈(其直流電阻小于燈泡電阻)。下列說法中正確的有 ()A.閉合開關(guān),燈泡B馬上發(fā)光B.閉合開關(guān),電路穩(wěn)定后,燈泡A中沒有電流C.電路穩(wěn)定后,斷開開關(guān),燈泡B變得更亮后再熄滅D.電路穩(wěn)定后,斷開開關(guān),燈泡A中電流馬上為零【解析】選A、C。閉合開關(guān)S的瞬時,電容器C充電,相當(dāng)于短路;而電感線圈L阻礙電流的增加,相當(dāng)于斷路,則燈泡B先發(fā)光;電路穩(wěn)定后,電容器充電完畢相當(dāng)于斷路,則燈泡A中有電流,選項A正確,B錯誤;電路穩(wěn)定后,斷開開關(guān),則電感線圈L與燈泡B組成新的回路,因電路穩(wěn)定時L中的電流大于燈泡B的電流,則斷開S時,燈泡B變得更亮后再熄滅,選項C正確;電路穩(wěn)定后,斷開開關(guān),由于電容器放電,則燈泡A中電流不會馬上為零,選項D錯誤;故選A、C。4.人類生活中對能源的可持續(xù)利用可以通過節(jié)能方式體現(xiàn),日光燈是最常用的節(jié)能照明工具,它的主要構(gòu)成有燈管、鎮(zhèn)流器、啟動器等。啟動器的構(gòu)造如圖所示,為了便于日光燈工作,常在啟動器兩端并上一個電容器C?，F(xiàn)有一盞日光燈總是出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮,經(jīng)檢查,燈管是好的,電源電壓正常,鎮(zhèn)流器無故障,其緣由可能是 ()A.啟動器兩端A、B與啟動器座接觸不良B.電容器C斷路C.電容器C擊穿而短路D.鎮(zhèn)流器自感系數(shù)L太大【解析】選C。題目說鎮(zhèn)流器無故障,故D項錯誤。日光燈管兩端亮而中間不亮,說明燈管兩端的燈絲處于通電狀態(tài),即啟動器接通,但不能自動斷開,說明電容器C短路了,選項C正確?！炯庸逃?xùn)練】關(guān)于日光燈啟動器的下列說法,正確的是 ()A.日光燈正常發(fā)光時,啟動器的靜觸片和動觸片是接觸的B.工作時,啟動器起降壓、限流作用,保證日光燈正常工作C.日光燈正常發(fā)光時,啟動器兩端的電壓小于220VD.日光燈正常發(fā)光時,電流流過啟動器【解析】選C。日光燈正常發(fā)光時,啟動器的靜觸片和動觸片是斷開的,此時啟動器是不導(dǎo)電的,選項A、D錯誤;工作時,鎮(zhèn)流器起降壓、限流作用,保證日光燈正常工作,選項B錯誤;日光燈正常發(fā)光時,由于鎮(zhèn)流器的作用,加在燈管兩端的電壓小于220V,故選項C正確。5.在制作精密電阻時,為了消退運用過程中由于電流改變而引起的自感現(xiàn)象,采納雙線并繞的方法,如圖所示。其道理是 ()A.當(dāng)電路中的電流改變時,兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動勢相互抵消B.當(dāng)電路中的電流改變時,兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消C.當(dāng)電路中的電流改變時,兩股導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消D.以上說法都不對【解析】選C。由于采納雙線并繞的方法,當(dāng)電流通過時,兩股導(dǎo)線中的電流方向是相反的,不管電流怎樣改變,任何時刻兩股電流總是等大反向的,所產(chǎn)生的磁通量也是等大反向的,故總磁通量等于零,在該線圈中不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,因此消退了自感,選項A、B錯誤,只有C正確。6.如圖所示,A、B是兩個完全相同的燈泡,D是志向二極管,L是帶鐵芯的線圈,其電阻忽視不計。下列說法正確的是 ()A.S閉合瞬間,A先亮B.S閉合瞬間,A、B同時亮C.S斷開瞬間,A閃亮一下,然后漸漸熄滅D.S斷開瞬間,B漸漸熄滅【解析】選C。剛通電時,自感線圈相當(dāng)于斷路;穩(wěn)定時,自感線圈相當(dāng)于電阻(阻值看題中說明);斷電后,自感線圈相當(dāng)于電源。志向二極管具有單向?qū)щ娦浴Ｒ罁?jù)以上兩點分析電路在開關(guān)閉合瞬間、穩(wěn)定、和開關(guān)斷開瞬間各元件的工作狀況。A、B:剛通電時,自感線圈相當(dāng)于斷路,二極管中為反向電流,則電流既不通過A燈,也不通過B燈。電路穩(wěn)定時,依題意,自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)線,則電流流過B燈,B燈發(fā)光。則S閉合瞬間,A、B兩燈均不亮,然后A燈仍不亮,B燈漸漸變亮。故A、B兩項錯誤。C、D:開關(guān)斷開瞬間,自感線圈相當(dāng)于電源,自感線圈與二極管、A燈形成回路,二極管中為正向電流,則A燈閃亮一下,然后漸漸熄滅。開關(guān)斷開后,B燈不處在回路中,B燈馬上熄滅。故C項正確,D項錯誤。7.如圖所示,電路中的A、B是兩個完全相同的燈泡,L是一個自感系數(shù)很大、電阻可忽視的自感線圈,C是電容很大的電容器,當(dāng)開關(guān)S斷開與閉合時,A、B燈泡的發(fā)光狀況是 ()A.S剛閉合后,A燈亮一下又漸漸變暗,B燈漸漸變亮B.S剛閉合后,B燈亮一下又漸漸變暗,A燈漸漸變亮C.S閉合足夠長時間后,A燈和B燈一樣亮D.S閉合足夠長時間后再斷開,B燈馬上熄滅,A燈漸漸熄滅【解析】選A。S剛閉合后,A燈與電感并聯(lián),由于電感阻礙電流的增大,所以A燈亮一下,但電感的直流電阻為零,故A燈漸漸熄滅,B燈與電容器并聯(lián),由于電容器充電,所以B燈漸漸變亮。故A正確,B錯誤;S閉合足夠長時間后,C中無電流,相當(dāng)于斷路,L相當(dāng)于短路,所以B燈很亮,而A燈不亮。故C錯誤。S閉合足夠長時間后再斷開,B燈與電容器構(gòu)成回路,電容器放電,所以B燈漸漸熄滅,A燈與線圈構(gòu)成回路,所以A燈先閃亮一下然后再漸漸熄滅,故D錯誤,故選A。8.在生產(chǎn)實際中,有些高壓直流電路中含有自感系數(shù)很大的線圈,當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時,線圈會產(chǎn)生很高的自感電動勢,使開關(guān)S處產(chǎn)生電弧,危及操作人員的人身平安,為了避開電弧的產(chǎn)生,可在線圈處并聯(lián)一個元件,下列方案可行的是 ()【解析】選D。由題意可知,當(dāng)開關(guān)斷開瞬間,線圈中產(chǎn)生很高的自感電動勢,若不并聯(lián)元件,則會產(chǎn)生電弧,因此當(dāng)并聯(lián)電容器時,只能對電容器充電,仍不能解決電弧現(xiàn)象,故A錯誤;當(dāng)并聯(lián)發(fā)光二極管時,由于發(fā)光二極管有單向?qū)щ娦?因此留意方向,B選項的二極管的接法與C選項的電阻有一樣的作用,唯有D選項,既能避開產(chǎn)生電弧,又能不影響電路,故D正確,B、C錯誤;故選D。(15分鐘·44分)9.(8分)如圖所示,電路中有三個相同的燈泡L1、L2、L3,電感線圈L的電阻可忽視,D為志向二極管。下列說法正確的是 ()A.閉合開關(guān)S的瞬間,L3馬上變亮,L1、L2漸漸變亮B.閉合開關(guān)S的瞬間,L2、L3馬上變亮,L1漸漸變亮C.斷開開關(guān)S的瞬間,L2馬上熄滅,L1先變亮一下然后才熄滅D.斷開開關(guān)S的瞬間,L2馬上熄滅,L3先變亮一下然后才熄滅【解析】選B。閉合開關(guān)S的瞬間,L3馬上變亮,因通過二極管的電流為正向電流,所以燈泡L2馬上亮,而線圈L阻礙燈泡L1所在支路的電流增大,所以燈泡L1漸漸變亮,綜上可知,L1漸漸變亮,L2、L3均馬上變亮,A錯誤,B正確;斷開開關(guān)S的瞬間,流過二極管的電流為反向電流,則L2馬上熄滅,線圈L與燈泡L1、L3構(gòu)成回路,因線圈L產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,所以燈泡L1、L3均將由亮變暗;由于L的電阻不計,電流穩(wěn)定時各支路的電流是相等的,所以斷開S后通過L1、L3的電流從原來的大小起先減小,L1與L3都不會閃亮一下,C、D錯誤。故選B。10.(8分)(多選)如圖是一種延時開關(guān)的原理圖,當(dāng)S1閉合時,電磁鐵F將銜鐵D吸下,C線路接通;當(dāng)S1斷開時,由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時間才被釋放。則 ()A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時釋放D的作用B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時釋放D的作用C.假如斷開B線圈的開關(guān)S2,無延時作用D.假如斷開B線圈的開關(guān)S2,延時將變長【解析】選B、C。本題中的裝置是利用B線圈的斷電自感現(xiàn)象而產(chǎn)生延時釋放銜鐵的。當(dāng)閉合S1后,線圈A中有電流流過,產(chǎn)生磁性而吸引銜鐵D,由于所用的電源是直流電源,A線圈中的電流將達(dá)到穩(wěn)定值,這時B線圈中沒有電流通過。當(dāng)開關(guān)S1斷開時,鐵芯中的磁場將減弱直至消逝,B線圈由于磁通量削減而產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使鐵芯中的磁場仍要存在一段時間,這就是延時的原理。假如開關(guān)S2斷開,則不會有斷電時的感應(yīng)電流產(chǎn)生,從而沒有延時作用。11.(14分)一個線圈的電流在0.001s內(nèi)有0.02A的改變,產(chǎn)生50V的自感電動勢,求線圈的自感系數(shù)。假如這個電路中的電流的改變率變?yōu)?0【解析】由E=L得自感系數(shù)L==H=2.5H當(dāng)=40A/s時,自感電動勢E′=L=2.5×40V=100V答案:2.5H100V12.(14分)如圖所示,圖甲為某同學(xué)探討自感現(xiàn)象的試驗電路圖,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=6.0Ω,定值電阻R=2.0Ω,A、B間的電壓U=6.0V。開關(guān)S原來閉合,電路處于穩(wěn)定狀態(tài),在t1=1.0×10-3s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改變的圖線如圖乙所示。(1)求出線圈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?(3)在t2=1.6×10-3s時刻線圈L中的感應(yīng)電動勢的大小是多少?【解析】本題考查電磁感應(yīng)中的自感現(xiàn)象,需運用歐姆定律、自感現(xiàn)象中線圈電流的改變規(guī)律等學(xué)問。(1)由題圖可知,開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定時流過線圈L的