2024-2025學(xué)年新教材高中物理第二章電磁感應(yīng)4互感和自感課后提升訓(xùn)練含解析新人教版選擇性必修第二冊(cè)

PAGE7-互感和自感基礎(chǔ)鞏固1.(多選)無(wú)線電力傳輸目前取得重大突破,有一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無(wú)線傳輸電力。兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對(duì)的位置,原理示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.若A線圈中輸入電流,B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B.只有A線圈中輸入變更的電流,B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C.A中電流越大,B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D.A中電流變更越快,B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大解析依據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件,只有處于變更的磁場(chǎng)中,B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),A錯(cuò),B對(duì);依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于磁通量變更率,所以C錯(cuò),D對(duì)。答案BD2.(多選)如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽視不計(jì),下列說(shuō)法中正確的是()A.閉合開關(guān)S時(shí),A2先亮,A1后亮,最終一樣亮B.閉合開關(guān)S時(shí),A1和A2始終一樣亮C.斷開開關(guān)S時(shí),A2馬上熄滅,A1過(guò)一會(huì)熄滅D.斷開開關(guān)S時(shí),A1和A2都要過(guò)一會(huì)才熄滅解析閉合S時(shí),A2支路中的電流馬上達(dá)到最大,由于線圈的自感作用,A1支路電流漸漸增大,A1后亮。A1中的電流穩(wěn)定后,線圈的阻礙作用消逝,A1與A2并聯(lián),亮度一樣,故A正確,B錯(cuò)誤。S斷開時(shí),L和A1、A2組成串聯(lián)的閉合回路,A1和A2亮度一樣,由于L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙L中原電流的消逝,故A1和A2過(guò)一會(huì)才熄滅,故C錯(cuò)誤,D正確。綜上所述,正確選項(xiàng)為A、D。答案AD3.如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電感L的電阻不計(jì),電阻R的阻值大于燈泡D的阻值。在t=0時(shí)刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,在t=t1時(shí)刻斷開S。如下圖所示,表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變更的圖像中,正確的是()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,之后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,依據(jù)閉合電路歐姆定律,整個(gè)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(guò)L支路的電流小于流過(guò)燈泡D的電流。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),由于電感L的自感作用,流過(guò)燈泡D的電流馬上與L的電流相等,與燈泡原來(lái)的電流方向相反且漸漸減小,即UAB反向減小,選項(xiàng)B正確。答案B4.如圖所示是套在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈,左線圈與電源、變阻器及開關(guān)相連,右線圈與電流表連成一閉合電路。在下列狀況下,電流表指針不偏轉(zhuǎn)的是()A.開關(guān)S閉合或斷開的瞬間B.開關(guān)S閉合后,左線圈中通過(guò)恒定的電流時(shí)C.開關(guān)S閉合后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片增大其阻值時(shí)D.開關(guān)S閉合后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片減小其阻值時(shí)解析要使電流表指針不偏轉(zhuǎn),就要不產(chǎn)生感應(yīng)電流,這就要求左側(cè)線圈中的電流保持不變,故只有B正確。答案B5.如圖所示,A1、A2為兩只相同燈泡,A1與一志向二極管D連接,線圈L的直流電阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()A.閉合開關(guān)S后,A1會(huì)漸漸變亮B.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,A1、A2亮度相同C.斷開S的瞬間,A1會(huì)漸漸熄滅D.斷開S的瞬間,a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)低解析由于二極管所加的是正向電壓,故閉合開關(guān)S后,A1會(huì)馬上變亮,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,由于線圈L的直流電阻不計(jì),故A1將熄滅、A2變得更亮,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;斷開S的瞬間,由于L中的電流不能流過(guò)D,故A2、A1都將熄滅,此時(shí)b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。故選D。答案D6.如圖所示,兩個(gè)電阻阻值均為R,電感線圈L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽視不計(jì),S原來(lái)斷開,電路中電流I0=E2R,現(xiàn)將S閉合,于是L中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì),此自感電動(dòng)勢(shì)的作用是(A.使電路的電流減小,最終由I0減小到零B.有阻礙電流增大的作用,最終電流小于I0C.有阻礙電流增大的作用,因而電流總保持不變D.有阻礙電流增大的作用,但電流最終還是變?yōu)?I0解析S閉合,電路中電阻減小,電流增大,線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙原電流的增大,A錯(cuò);阻礙電流增大,不是不讓電流增大,而是讓電流增大的速度變慢,B、C錯(cuò);最終達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電路中電流為I=ER=2I0答案D實(shí)力提升1.如圖所示是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈L在直流電路中的電阻,L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來(lái)測(cè)量自感線圈的直流電壓,在測(cè)量完畢后,將電路拆解時(shí)應(yīng)()A.先斷開S1 B.先斷開S2C.先拆除電流表 D.先拆除電阻R解析S1斷開瞬間,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S2。答案B2.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象,自己找來(lái)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(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象。他冥思苦想找不出緣由。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的緣由是()A.電源的內(nèi)阻較大 B.小燈泡電阻偏大C.線圈電阻偏大 D.線圈的自感系數(shù)較大解析從實(shí)物連接圖中可以看出,線圈L與小燈泡并聯(lián),斷開開關(guān)S時(shí),小燈泡A中原來(lái)的電流馬上消逝,線圈L與小燈泡組成閉合電路,由于自感,線圈中的電流漸漸變小,使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同,小燈泡未閃亮說(shuō)明斷開S前流過(guò)線圈的電流較小,緣由可能是線圈電阻偏大,故選項(xiàng)C正確。答案C3.(多選)某線圈通有如圖所示的電流,則線圈中自感電動(dòng)勢(shì)變更方向的時(shí)刻有()A.第1s末B.第2s末C.第3s末D.第4s末解析在自感現(xiàn)象中,當(dāng)原電流減小時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)與原電流的方向相同,當(dāng)原電流增加時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向相反。在圖像中0~1s時(shí)間內(nèi)原電流沿正方向減小,所以自感電動(dòng)勢(shì)的方向是正方向,在1~2s時(shí)間內(nèi)原電流沿負(fù)方向增加,所以自感電動(dòng)勢(shì)與其方向相反,即還是正方向;同理分析2~3s、3~4s時(shí)間內(nèi)自感電動(dòng)勢(shì)的方向,可得B、D兩項(xiàng)正確。答案BD4.在實(shí)際生產(chǎn)中,有些高壓直流電路含有自感系數(shù)很大的線圈,當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時(shí),線圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì),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(gè)元件,下列方案可行的是()解析D項(xiàng)中,閉合S時(shí),二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài),不影響電路正常工作。斷開S時(shí),由于自感現(xiàn)象,線圈跟二極管D組成閉合回路,此時(shí)二極管處于正向?qū)?可以避開電弧的產(chǎn)生。答案D5.在如圖所示的電路中,兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R。閉合開關(guān)S后,調(diào)整R,使L1和L2發(fā)光的亮度一樣,此時(shí)流過(guò)兩個(gè)燈泡的電流均為I。然后,斷開S。若t'時(shí)刻再閉合S,則在t'前后的一小段時(shí)間內(nèi),能正確反映流過(guò)L1的電流i1、流過(guò)L2的電流i2隨時(shí)間t變更的圖像是()解析與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)的L2沒(méi)有自感,干脆變亮,電流變更圖像如A中圖線,C、D錯(cuò)誤。與帶鐵芯的電感線圈串聯(lián)的L1,由于自感,電流漸漸變大,A錯(cuò)誤,B正確。答案B6.(多選)如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,線圈L的電阻不計(jì)。以下推斷正確的是()A.閉合S穩(wěn)定后,電容器兩端電壓為零B.閉合S穩(wěn)定后,電容器的a極板帶正電C.斷開S的瞬間,電容器的a極板將帶正電D.斷開S的瞬間,電容器的a極板將帶負(fù)電解析閉合S穩(wěn)定后,電容器被線圈L短路,兩端電壓為0,電容器不帶電。穩(wěn)定時(shí)流過(guò)L的電流方向是由右向左,斷開S時(shí),由楞次定律可知電容器的a極板將帶正電。故A、C正確,B、D錯(cuò)誤。答案AC13.如圖甲所示為探討自感試驗(yàn)電路圖,并用電流傳感器顯示出在t=1×10-3s時(shí)斷開開關(guān)前后一段時(shí)間內(nèi)各時(shí)刻通過(guò)線圈L的電流(如圖乙)。已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻不計(jì),燈泡R1的阻值為6Ω,電阻R的阻值為2Ω。(1)線圈的直流電阻RL=Ω;

(2)開關(guān)斷開時(shí),該同學(xué)視察到的現(xiàn)象是