2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)作業(yè)5自感現(xiàn)象及其應(yīng)用含解析粵教版選修3-2

PAGE6-課時(shí)分層作業(yè)(五)(時(shí)間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]選擇題(本題共8小題，每小題6分)1．關(guān)于線圈的自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)的下列說(shuō)法中正確的是()A．線圈中電流改變?cè)酱?，線圈自感系數(shù)越大B．對(duì)于某一線圈，自感電動(dòng)勢(shì)正比于電流的改變量C．一個(gè)線圈的電流勻稱增大，這個(gè)線圈的自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)都不變D．自感電動(dòng)勢(shì)總與原電流方向相反C[線圈的自感系數(shù)L只由線圈本身的因素確定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；自感電動(dòng)勢(shì)與電流的改變率有關(guān)，與ΔI無(wú)干脆關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；E自方向在電流增大時(shí)與原電流方向相反，在電流減小時(shí)與原電流方向相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]2.在制造精密電阻時(shí)，為消退電阻運(yùn)用過(guò)程中由于電流改變而引起的自感現(xiàn)象，實(shí)行了雙線繞法，如圖所示，其道理是()A．當(dāng)電路中電流改變時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)相互抵消B．當(dāng)電路中電流改變時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消C．當(dāng)電路中電流改變時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁通量相互抵消D．以上說(shuō)法均不正確C[由于采納雙線并繞的方法，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，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(shí)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(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此消退了自感，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，只有選項(xiàng)C正確．]3．下列關(guān)于日光燈的說(shuō)法中正確的是()A．日光燈是常用的照明燈具之一，它所消耗的電功率僅為相同亮度白熾燈的eq\f(1,5)～eq\f(1,3)B．燈管內(nèi)氣體的擊穿電壓和正常工作電壓都是220VC．燈管發(fā)光是由于管內(nèi)的氣體被加熱到炙熱狀態(tài)，發(fā)出的光D．讓日光燈正常工作，必需始終給其供應(yīng)比220V高許多的電壓A[日光燈比白熾燈發(fā)光效率高，屬于節(jié)能的燈具，它所消耗的電功率僅為相同亮度白熾燈的eq\f(1,5)～eq\f(1,3)，故選項(xiàng)A正確．燈管啟動(dòng)電壓高于220V、正常工作電壓低于220V，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤．燈管發(fā)光是因?yàn)闊艄軆啥酥藷岬臒艚z釋放出大量電子，這些電子與汞原子碰撞而放出紫外線，涂在內(nèi)壁的熒光物質(zhì)在紫外線的照耀下發(fā)出可見(jiàn)光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．]4.(多選)如圖所示，L為一純電感線圈(即電阻為零)，LA是一燈泡，下列說(shuō)法正確的是()A．開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，無(wú)電流通過(guò)燈泡B．開(kāi)關(guān)S閉合后，電路穩(wěn)定時(shí)，無(wú)電流通過(guò)燈泡C．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，無(wú)電流通過(guò)燈泡D．開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，燈泡中有從a到b的電流，而在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，燈泡中有從b到a的電流BD[開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，燈泡中的電流從a到b，A錯(cuò)誤；線圈由于自感作用，通過(guò)它的電流漸漸增加，開(kāi)關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，純電感線圈對(duì)電流無(wú)阻礙作用，將燈泡短路，燈泡中無(wú)電流通過(guò)，B正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間，由于線圈的自感作用，線圈中原有向右的電流將漸漸減小，線圈與燈泡形成回路，故燈泡中有從b到a的瞬間電流，C錯(cuò)誤，D正確．]5.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感線圈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(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t＝t1時(shí)刻斷開(kāi)S.下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t改變的圖象中，正確的是()ABCDB[S閉合時(shí)，由于自感L的作用，線圈電阻很大，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間電流穩(wěn)定時(shí)，L電阻不計(jì)，可見(jiàn)電路的外電阻是從大變小的過(guò)程．由U外＝eq\f(R外,R外＋r)E可知U外也是從大變小的過(guò)程．t1時(shí)刻斷開(kāi)S，由于自感，在L、R、D構(gòu)成的回路中電流從B向A且中間流過(guò)D，所以t1時(shí)刻UAB反向，B正確．]6．(多選)在如圖所示的電路中，L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻．兩條支路的直流電阻相等．那么在接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間，兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系錯(cuò)誤的是()A．接通時(shí)I1<I2，斷開(kāi)時(shí)I1>I2B．接通時(shí)I1<I2，斷開(kāi)時(shí)I1＝I2C．接通時(shí)I1>I2，斷開(kāi)時(shí)I1<I2D．接通時(shí)I1＝I2，斷開(kāi)時(shí)I1<I2ACD[當(dāng)開(kāi)關(guān)接通瞬間，R中電流馬上增大到正常值I2.而線圈中的電流從零起先增大，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，則電流I1只能漸漸增大，故I1<I2.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，線圈產(chǎn)生的自感電流流過(guò)線圈和電阻R，兩者串聯(lián)，電流相同，I1＝I2.故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．]7．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，其內(nèi)阻r不行忽視，L1、L2是完全相同的燈泡；線圈L的直流電阻不計(jì)，電容器的電容為C.下列說(shuō)法正確的是()A．剛接通開(kāi)關(guān)S的瞬間，L1馬上亮，L2漸漸變亮B．合上開(kāi)關(guān)S，電路穩(wěn)定后，燈泡L1、L2的亮度相同C．電路穩(wěn)定后在斷開(kāi)S的瞬間，通過(guò)燈泡L1的電流方向向右D．電路穩(wěn)定后在斷開(kāi)S的瞬間，通過(guò)燈泡L2的電流為零C[閉合開(kāi)關(guān)瞬間L相當(dāng)于斷路，L1和L2串聯(lián)接入電路，都有電流，可知兩個(gè)燈泡同時(shí)變亮，故A錯(cuò)誤；穩(wěn)定后L相當(dāng)于一段導(dǎo)線，L1中無(wú)電流，L2中有電流，二者的亮度不同．故B錯(cuò)誤；斷開(kāi)瞬間，L相當(dāng)于電源，與L1組成回路，L1中電流方向向右，故C正確；電容器和L2組成回路，斷開(kāi)瞬間電容器有一短暫的放電電流，L2中電流不為0，故D錯(cuò)誤．]8．在如圖所示的電路中，a、b、c為三盞完全相同的燈泡，L是自感線圈，直流電阻為RL，則下列說(shuō)法正確的是()A．合上開(kāi)關(guān)后，c先亮，a、b后亮B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)后，b、c同時(shí)熄滅，a緩慢熄滅D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)后，c立刻熄滅，b閃一下后緩慢熄滅B[開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，因線圈L的電流增大，磁能量增大，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，依據(jù)楞次定律可知，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，通過(guò)a燈的電流漸漸增大，所以b、c先亮，a后亮，故A錯(cuò)誤；合上開(kāi)關(guān)后，因線圈中電流漸漸穩(wěn)定，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，由自感現(xiàn)象的特性可知：L和a、b組成的回路中有電流，電流的方向與L中原來(lái)電流的方向相同，方向?yàn)椋篖→N→b→M→a→L，可知N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)．故B正確；合上開(kāi)關(guān)后，線圈中電流漸漸穩(wěn)定，則相當(dāng)于阻值為RL的電阻，所以b比a亮一些；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，由自感現(xiàn)象的特性可知：L和a、b組成的回路中有電流，導(dǎo)致a、b一起緩慢熄滅；而c沒(méi)有電流，立刻熄滅。由于原來(lái)b比a亮，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)a、b和線圈回路的電流從a燈原來(lái)的電流減小，所以b燈不會(huì)閃亮，故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤．][實(shí)力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1.(多選)如圖所示，電流表A和電壓表V均為志向電表，電壓表量程為20V，電流表量程為15A，線圈的自感系數(shù)足夠大，不計(jì)線圈直流電阻及電源內(nèi)阻，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，電阻R＝1Ω，則下列說(shuō)法中正確的是()A．合上S瞬間，電壓表讀數(shù)最大，其值為12VB．電路穩(wěn)定后，電流表讀數(shù)最大，其值為12AC．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電流表和電壓表的示數(shù)都馬上減為0D．在斷開(kāi)S時(shí)，為了避開(kāi)不必要的損失，應(yīng)在斷開(kāi)前將電壓表取下，并將S放入耐高壓的絕緣油中ABD[合上開(kāi)關(guān)S瞬間，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，流過(guò)線圈的電流為零，即線圈處相當(dāng)于斷路，電壓表讀數(shù)為12V；電流穩(wěn)定后，線圈兩端電壓為零，電壓表讀數(shù)為零，電流表讀數(shù)為12A，A、B正確．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電流表讀數(shù)瞬間為零，但線圈與電壓表構(gòu)成回路，線圈由于產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，所以電壓表仍有讀數(shù)，C錯(cuò)誤．?dāng)嚅_(kāi)S時(shí)，由于線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大，為愛(ài)護(hù)電壓表，應(yīng)先將電壓表取下，為避開(kāi)S出現(xiàn)電火花，應(yīng)將S放入絕緣油中，D正確．]2．(多選)如圖所示電路中，自感系數(shù)較大的線圈L的直流電阻不計(jì)，下列操作中不能使電容器C的A板帶正電的是()A．S閉合的瞬間B．S斷開(kāi)的瞬間C．S閉合電路穩(wěn)定后D．S閉合、向左移動(dòng)變阻器觸頭ACD[S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，線圈兩端沒(méi)有電勢(shì)差，電容器兩板不帶電；S閉合瞬間，或向左移動(dòng)變阻器觸頭時(shí)，電流增大，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)方向與電流方向相反，使B板帶正電；S斷開(kāi)的瞬間，電流減小，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的方向與電流方向相同，使A板帶正電．]3．如圖所示的電路中，三個(gè)燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1<R2<R3，線圈L的電阻和電源的內(nèi)阻可忽視，D為志向二極管．開(kāi)關(guān)K從閉合穩(wěn)定狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí)，下列推斷正確的是()A．L2漸漸變暗B．L1先變亮，然后漸漸變暗C．L3先變亮，然后漸漸變暗D．L3馬上熄滅C[閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，因?yàn)镽1<R2<R3，所以通過(guò)燈泡L1的電流大于通過(guò)L3的電流，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，原來(lái)通過(guò)L2和L3的電流馬上消逝，通過(guò)L1的電流由于線圈對(duì)電流的改變有阻礙作用，阻礙電流的改變，且與L2、L3構(gòu)成回路，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，所以無(wú)電流通過(guò)L2，則L2馬上熄滅，由于起先通過(guò)L1的電流大于通過(guò)L3的電流，所以L3先變亮然后漸漸變暗．L1漸漸變暗．故A、B、D不正確，C正確．]4．如圖所示，某小組利用電流傳感器(接入電腦，圖中未畫出)記錄燈泡A和自感元件L構(gòu)成的并聯(lián)電路在斷電瞬間各支路電流隨時(shí)間的改變狀況，i1表示小燈泡中的電流，i2表示自感元件中的電流(已知開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)i2>i1)，則下列圖象中正確的是()ABCDC[開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，A與L組成閉合自感回路；產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙自身電流改變，仍沿著原來(lái)方向，大小漸漸減??；所以開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，L的電流方向不變，而A的電流方向與起先時(shí)是相反的，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]二、非選擇題(本題共2小題，共28分)5．(14分)兩平行金屬直導(dǎo)軌水平置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌所在平面與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌右端接兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡及始終流電阻可以不計(jì)的自感線圈．如圖，當(dāng)金屬棒ab正在直導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)覺(jué)燈泡L1比燈泡L2更亮一些．試分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)狀況．(導(dǎo)軌及金屬棒電阻不計(jì))[解析]L2與L1、自感線圈并聯(lián)，兩支路電壓相等，而L1較亮，說(shuō)明L1上的電壓大于L2支路電壓，可以判定線圈中存在自感電動(dòng)勢(shì)，且方向與回路電流方向相同，所以回路中電流正在減小，即ab正在做減速運(yùn)動(dòng)．[答案]見(jiàn)解析6．(14分)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(kāi)開(kāi)關(guān)前后一段時(shí)間內(nèi)各時(shí)刻通過(guò)線圈L的電流(如圖乙所示)．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.求：甲乙(1)線圈的直流電阻RL的值是多少？(2)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，該同學(xué)視察到什么現(xiàn)象？(3)計(jì)算開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間線圈產(chǎn)生的自感