自感現(xiàn)象與渦流 練習(xí) 高中物理新魯科版選擇性必修第二冊（2022年）

1、2.3自感現(xiàn)象與渦流一、單選題關(guān)于渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動，下列說法不正確的是()A. 金屬探測器、探測地雷的探雷器利用渦流工作B. 變壓器中用互相絕緣的硅鋼片疊成鐵芯利用渦流工作C. 磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用D. 用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐是利用渦流來產(chǎn)生熱量如圖所示，a、b、c為三只完全相同的燈泡，L為直流電阻不計(jì)的自感系數(shù)很大的純電感線圈，電源內(nèi)阻不計(jì).下列判斷正確的是A. S閉合的瞬間，a、b、c三燈亮度相同B. S閉合足夠長時間后，a、b、c三燈亮度相同C. S斷開的瞬間，a、c兩燈立即熄滅D. S斷開后，b燈先突然閃亮后再逐漸變暗熄滅如圖所示的電路中，L是

2、一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2和D3是三個完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源，在t=0時刻，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S，規(guī)定以電路穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向?yàn)檎?，分別用I1、I2表示流過D1和D2的電流，則下圖中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是A. B. C. D. 如圖所示，A，B兩燈相同，L是電阻不計(jì)的線圈，下列說法正確的是()A. 開關(guān)K合上瞬間，A先亮、B后亮B. K斷開瞬間，B立即熄滅，A過一會兒再熄滅C. K斷開瞬間，A、B同時熄滅D. K合上穩(wěn)定后，A、B同時亮著如圖所示的電路中，L為電感線圈(電阻不計(jì))，A、B為兩燈泡，以下結(jié)論正確的是

3、()A. 合上原本斷開的開關(guān)S時，A先亮，B后亮B. 合上原本斷開的開關(guān)S時，A、B同時亮，以后B變暗直至熄滅，A變亮C. 斷開原本閉合的開關(guān)S時，A變亮，B熄滅D. 斷開原本閉合的開關(guān)S時，A、B兩燈都亮一下再逐漸熄滅如圖甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈A的電阻，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則()A. 在電路甲中，斷開S后，A將立即熄滅B. 在電路甲中，斷開S后，A將先變得更亮，然后逐漸變暗C. 在電路乙中，斷開S后，A將逐漸變暗D. 在電路乙中，斷開S后，A將先變得更亮，然后逐漸變暗如圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零。A和B是兩個

4、完全相同的小燈泡。下列說法正確的是A. 接通開關(guān)S瞬間，A燈先亮，B燈不亮B. 接通開關(guān)S后，B燈慢慢變亮C. 開關(guān)閉合穩(wěn)定后，突然斷開開關(guān)瞬間，A燈立即熄滅、B燈閃亮一下D. 開關(guān)閉合穩(wěn)定后，突然斷開開關(guān)瞬間，A燈、B燈都閃亮一下如圖所示，A，B，C是三個相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、阻值很小的自感線圈。現(xiàn)將開關(guān)S閉合，下列說法正確的是()A. B，C燈同時亮，A燈后亮B. A，B，C燈同時亮，然后A燈逐漸變暗，最后熄滅C. A燈一直不亮，只有B燈和C燈亮D. A，B，C燈同時亮，并且亮暗沒有變化二、多選題電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是A. 圖(a)中利用了發(fā)射

5、線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器，從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電B. 圖(b)中給電磁爐接通恒定電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱C. 圖(c)中如果線圈B不閉合，S斷開將不會產(chǎn)生延時效果D. 圖(d)中給電子感應(yīng)加速器通以恒定電流時，被加速的電子獲得恒定的加速度關(guān)于渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動，下列說法正確的是( )A. 磁電式儀表中利用電磁阻尼能使指針迅速停止，以便于讀數(shù)B. 電磁爐是采用電磁感應(yīng)原理，在金屬鍋中產(chǎn)生渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物C. 金屬探測器可用于食品生產(chǎn)，防止細(xì)小的砂石顆?；烊胧称分蠨. 電磁驅(qū)動和電磁阻尼的本質(zhì)都是電磁感應(yīng)如圖所示，A、B、C是相同的燈泡，L是自感系數(shù)很大的

6、線圈，其直流電阻與各燈泡相同。下列說法正確的是()A. 閉合S瞬間，B，C燈同時亮，A燈后亮B. 閉合S，電路穩(wěn)定后，A，B，C燈的亮度相同C. 斷開S瞬間，A燈逐漸熄滅D. 斷開S瞬間，A，B，C燈均逐漸熄滅如圖所示的電路中，A、B為兩個完全相同的燈泡，燈泡電阻為r，rR。L是自感系數(shù)很大的線圈，其直流電阻與R相等，下列說法正確的是()在斷開S2的情況下，若突然閉合S1時，A燈立即發(fā)光，B燈逐漸亮起來，最后兩燈一樣亮B. 在斷開S2的情況下，若突然閉合S1時，兩燈同時發(fā)光，然后B燈逐漸熄滅C. 若同時閉合S1、S2，待電路穩(wěn)定后突然斷開S1，則B燈立刻熄滅，A燈閃一下后逐漸熄滅D. 若同時閉

7、合S1、S2，待電路穩(wěn)定后突然將S1、S2同時斷開，則兩燈都閃一下后逐漸熄滅為測量線圈L的直流電阻R0，某研究小組設(shè)計(jì)了如圖所示電路，己知線圈的自感系數(shù)較大，兩電表可視為理想電表，其示數(shù)分別記為U、I，實(shí)驗(yàn)開始前，S1處于斷開狀態(tài)，S2處于閉合狀態(tài)關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程，下列說法正確的( )A. 閉合S1，電流表示數(shù)逐漸增大至穩(wěn)定值B. 閉合S1，電壓表示數(shù)逐漸減小至穩(wěn)定值C. 待兩電表示數(shù)穩(wěn)定后，方可讀取U、I的值D. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先斷開S1如圖(a)(b)所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡A的電阻，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則：A. 在電路(a)中，斷開S后，A將

8、先變得更亮，然后才漸暗B. 在電路(a)中，斷開S后，A將逐漸變暗C. 在電路(b)中，斷開S后，A將逐漸變暗D. 在電路(b)中，斷開S后，A將先變得更亮，然后漸暗三、計(jì)算題（本大題共2小題，共20.0分）如圖所示的電路中，已知E=20V，R1=20，R2=10，L是純電感線圈，電源內(nèi)阻不計(jì)，則當(dāng)S閉合電路穩(wěn)定時a、b間的電壓為多少？在斷開S的瞬間，a、b間的電壓為多少？如圖所示，設(shè)電源的電動勢E=10V，內(nèi)阻不計(jì)，L與R的電阻均為5，兩燈泡的電阻RL=10。 (1)求斷開S的瞬間，燈泡L1兩端的電壓。(2)畫出斷開S前后一段時間內(nèi)流過L1的電流隨時間的變化規(guī)律。答案和解析1.【答案】B【解

9、析】【分析】本題主要考查關(guān)于渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動的相關(guān)知識【解答】A、金屬探測器、探雷器中變化電流遇到金屬物體，在金屬物體上產(chǎn)生渦流，故是利用渦流工作，故A正確；B、變壓器中用互相絕緣的硅鋼片疊壓成鐵芯，是為了防止渦流，而不是利用渦流，故B錯誤；C、鋁框做骨架，當(dāng)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，使其很快停止擺動，故C正確；D、真空冶煉爐是線圈中的電流做周期性變化，在冶煉爐中產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生大量的熱量，故D正確。本題選錯誤的，故選B。2.【答案】D【解析】【分析】解決本題的關(guān)鍵掌握電感對電流的變化起阻礙作用，電流增大，阻礙其增大，電流減小，阻礙其減

10、小。【解答】A.S閉合的瞬間，三個燈同時發(fā)光，由于線圈自感電動勢的阻礙，開始時通過L的電流極小，b、c兩燈的電流相同，一樣亮，但小于a燈亮度，故A錯誤；B.K閉合足夠長的時間以后，b被短路，b燈熄滅，所以b、c兩燈亮度不相同故B錯誤；CD.K斷開的瞬間，線圈中電流將要減小，產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)于電源，有電流流過a、b、c三燈，由于a、c兩燈串聯(lián)，所以a、c兩燈逐漸變暗且亮度相同，而b燈突然閃亮以后再逐漸變暗，故C錯誤，D正確故選：D3.【答案】C【解析】【分析】解決本題的關(guān)鍵掌握線圈對電流的變化有阻礙作用，當(dāng)電流增大時，線圈會阻礙電流的增大，當(dāng)電流減小時，線圈會阻礙電流的減小。本題主要考查自感

11、現(xiàn)象。【解答】當(dāng)閉合電鍵，因?yàn)榫€圈與D1串聯(lián)，所以電流I1會慢慢增大，燈泡D2這一支路立即就有電流；當(dāng)電鍵斷開，因?yàn)榫€圈阻礙電流的減小，所以通過D1的電流不會立即消失，會從原來的大小慢慢減小，而且D1和D2、D3構(gòu)成回路，通過D1的電流也流過D2，所以I2變成反向，且逐漸減小，故C正確，ABD錯誤。故選C。4.【答案】B【解析】【分析】開關(guān)閉合的瞬間，電源的電壓同時加到兩燈的兩端，兩燈同時發(fā)光；由于線圈的電阻可以忽略，燈A逐漸被短路，隨后A燈變暗，B燈變亮；斷開開關(guān)的瞬間，B燈立即熄滅，A燈突然閃亮一下再熄滅。對于自感線圈，當(dāng)電流變化時產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)于電源，當(dāng)電路穩(wěn)定時，相當(dāng)于導(dǎo)線，將所

12、并聯(lián)的電路短路?！窘獯稹緼.開關(guān)閉合的瞬間，兩燈同時獲得電壓，所以A、B同時發(fā)光，故A錯誤；BC.斷開開關(guān)的瞬間，B燈的電流突然消失，立即熄滅，流過線圈的電流將要減小，產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)電源，自感電流流過A燈，所以A燈過一會兒再熄滅，故C錯誤，B正確；D.開關(guān)閉合電路穩(wěn)定后，線圈的電阻可以忽略，燈A逐漸被短路，流過A燈的電流逐漸減小，最后完全被短路，熄滅，B燈電流逐漸增大，則A燈熄滅，B燈變亮，故D錯誤。5.【答案】B【解析】【分析】本題考查了通電自感和斷電自感，關(guān)鍵要明確線圈中的自感電動勢總是阻礙電流的增加和減小，即總是阻礙電流的變化?！窘獯稹緼B.合上S時，燈泡A、B同時變亮；當(dāng)電流穩(wěn)定

13、后，線圈相當(dāng)于直導(dǎo)線，燈泡B被短路，故電鍵閉合后，燈泡A、B同時亮，但B逐漸熄滅，A更亮，故A錯誤，B正確；CD.斷開S時，A燈立即熄滅；線圈產(chǎn)生自感電動勢，和燈泡B構(gòu)成閉合電路，B燈先閃亮后逐漸變暗；故C錯誤，D錯誤；故選B。6.【答案】D【解析】解：AB、在電路甲中，斷開S，由于線圈阻礙電流變小，導(dǎo)致A將逐漸變暗不會閃亮一下，所以故AB錯誤；CD、在電路乙中，由于電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，所以通過燈泡的電流比線圈的電流小，斷開S時，由于線圈阻礙電流變小，導(dǎo)致A將變得更亮，然后逐漸變暗。故C錯誤，D正確；故選：D。電感總是阻礙電流的變化。線圈中的電流增大時，產(chǎn)生自感電流的方向更原電流

14、的方向相反，抑制增大；線圈中的電流減小時，產(chǎn)生自感電流的方向更原電流的方向相同，抑制減小，并與燈泡構(gòu)成電路回路。線圈中電流變化時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；線圈電流增加，相當(dāng)于一個瞬間電源接入電路，線圈左端是電源正極。當(dāng)電流減小時，相當(dāng)于一個瞬間電源，線圈右端是電源正極。7.【答案】C【解析】【分析】當(dāng)電鍵K閉合時，通過線圈L的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電動勢的方向和作用，分析哪個燈先亮斷開瞬間也可以按照同樣的思路分析。明確自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行理解，注意線圈的電阻不計(jì)是解題的關(guān)鍵。【解答】AB.電鍵S閉合瞬間，線圈L對電流有阻

15、礙作用，則相當(dāng)于燈泡A與B串聯(lián)，因此同時亮，且亮度相同，穩(wěn)定后B被短路熄滅，故AB錯誤；CD.穩(wěn)定后當(dāng)電鍵K斷開后，A中不會再有電流通過，故A馬上熄滅，由于自感，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當(dāng)于電源右端為高電勢，與燈泡B構(gòu)成閉合回路放電，B燈閃一下再熄滅，故C正確，D錯誤。故選C。8.【答案】B【解析】【分析】當(dāng)開關(guān)S閉合時，自感線圈有礙原電流變化，可分析哪個燈先亮斷開瞬間也可以按照同樣的思路分析。掌握自感線圈的作用，理解其阻礙的原理是由于產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，以此來阻礙原電流的變化；注意看題目提示的自感線圈的電阻是否需要考慮。【解答】解：K閉時，A、B、C三燈都通電，三燈同時亮，且由于自感線圈的

16、自感作用，L中瞬間無電流，A中電流為B、C燈中的兩倍，A燈最亮電流穩(wěn)定后，自感現(xiàn)象消失，A燈被線圈短路，逐漸熄滅，故B正確，ACD錯誤。故選B。9.【答案】AC【解析】【分析】本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象；理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的運(yùn)用，及產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件，注意渦流的防止與應(yīng)用。根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理，結(jié)合感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的條件分析；電磁爐又被稱為電磁灶，其原理是磁場感應(yīng)渦流加熱，即利用交變電流通過線圈產(chǎn)生交變磁場，從而使金屬鍋?zhàn)陨懋a(chǎn)生無數(shù)小渦流而直接加熱于鍋內(nèi)的食物；延時繼電器中，若線圈B處于斷開，即使S1斷開也不會有感應(yīng)電流，則不會出現(xiàn)延遲現(xiàn)象；電子感應(yīng)加速器是利用感應(yīng)電場來加速電子的一種設(shè)備?！窘獯?/p>

17、】A.無線充電時，手機(jī)接收線圈部分的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器，故A正確；B.電磁爐又被稱為電磁灶，其原理是磁場感應(yīng)渦流加熱，即利用交變電流通過線圈產(chǎn)生交變磁場，從而使金屬鍋?zhàn)陨懋a(chǎn)生無數(shù)小渦流而直接加熱于鍋內(nèi)的食物，故B錯誤；C.若B線圈的不閉合，當(dāng)S斷開，繼電器中的鐵棒立即沒有磁性，所以沒有延時功能，故C正確；D.電子感應(yīng)加速器主要由上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成，當(dāng)電磁鐵通以變化的電流時，會在柱形電磁鐵的兩極間產(chǎn)生磁場，在磁場中安置一個環(huán)形真空管道作為電子運(yùn)行的軌道，當(dāng)磁場發(fā)生變化時，產(chǎn)生的感應(yīng)電場就會不斷加速電子；給電子感應(yīng)加速器通以恒定電流時，

18、被加速的電子不能獲得恒定的加速度，故D錯誤。故選AC。10.【答案】ABD【解析】【分析】本題考查渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動等基本知識，關(guān)鍵是理解這些概念并掌握其應(yīng)用。磁電式儀表正是利用電磁阻尼的原理使指針迅速停下來，從而便于讀數(shù)；電磁爐是采用電磁感應(yīng)原理，在金屬鍋上產(chǎn)生渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物的，與微波爐工作原理不同，；金屬探測器只能探測金屬，不能用于食品生產(chǎn)，防止細(xì)小的砂石顆粒混入食品中；電磁阻尼和電磁驅(qū)動都是電磁感應(yīng)引起的現(xiàn)象?！窘獯稹緼.電磁阻尼是指導(dǎo)體在磁場上運(yùn)動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動，故磁電式儀表正是利用電磁阻尼的原理使指針迅速停下來，從而

19、便于讀數(shù)，故A正確；B.電磁爐是采用電磁感應(yīng)原理，在金屬鍋上產(chǎn)生渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物的，故B正確；C.金屬探測器的原理是由于電磁感應(yīng)在被探測物中產(chǎn)生渦流來進(jìn)行工作，只能探測金屬，不能用于食品生產(chǎn)，防止細(xì)小的砂石顆粒混入食品中，故C錯誤；D.電磁阻尼和電磁驅(qū)動都是電磁感應(yīng)引起的現(xiàn)象，故D正確。故選ABD。11.【答案】BC【解析】【分析】本題考查了通電自感和斷電自感，關(guān)鍵是明確線圈中自感電動勢的作用是阻礙電流的變化，但不能阻止電流變化?！窘獯稹緼B.電鍵接通瞬間，電路中立即產(chǎn)生電流，但線圈中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的增加，故開始時通過燈泡A的電流較大，即燈泡A較亮；電路中自感電動勢阻礙電

20、流的增加，但不能阻止電流通過，電流穩(wěn)定后，三個燈泡一樣亮，故A錯誤，B正確；CD.電鍵斷開瞬間，線圈L與A組成自感回路，B與C立即熄滅；L電路中電流要立即減小零，但線圈中會產(chǎn)生自感電動勢，與燈泡A構(gòu)成閉合回路放電，故燈泡A是逐漸變暗，故C正確，D錯誤；故選BC。12.【答案】ACD【解析】【分析】當(dāng)斷開S2的情況下，若突然閉合S1的瞬間，流過線圈的電流發(fā)生變化，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原來電流的變化，根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律來分析。當(dāng)同時閉合S1、S2，待電路穩(wěn)定后突然將S1、S2同時斷開，因自感現(xiàn)象，導(dǎo)致兩燈不會立即熄滅，而是逐漸熄滅。當(dāng)電流變化時，產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)于電源；分析燈泡會不會閃的關(guān)鍵在

21、于分析開關(guān)斷開前線圈與燈泡電流的大小關(guān)系?！窘獯稹緼B.在斷開S2的情況下，若突然閉合S1時，A燈立即發(fā)光，由于線圈的自感現(xiàn)象，出現(xiàn)自感電動勢阻礙電流的增大，則B燈逐漸亮起來，最后兩燈一樣亮，故A正確，B錯誤。C.當(dāng)同時閉合S1、S2，待電路穩(wěn)定后待電路穩(wěn)定后通過L的電流大于通過A、B的電流，突然斷開S1，A與L組成閉合回路，則B燈立即熄，而A因L阻礙電流減小，導(dǎo)致A閃一下再熄滅，故C正確；D.當(dāng)同時閉合S1、S2，待電路穩(wěn)定后通過L的電流大于通過A、B的電流，突然將S1、S2同時斷開，因自感現(xiàn)象，線圈L阻礙電流變小，導(dǎo)致兩燈閃一下再逐漸熄滅，故D正確；故選ACD。13.【答案】ABC【解析】

22、【分析】閉合S1，由于線圈的自感電動勢，導(dǎo)致電路中電流慢慢增大，直到穩(wěn)定值；只有電路穩(wěn)定后，線圈相當(dāng)于電阻，此時才能測量線圈L的直流電阻R0。本題考查了自感線圈的自感作用，在斷開電源的瞬間L相當(dāng)于電源，結(jié)合實(shí)驗(yàn)安全原則，應(yīng)先消除自感現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓篈、閉合S1，由于線圈的自感電動勢，導(dǎo)致電路中電流慢慢增大，直到穩(wěn)定值，故A正確；B、閉合S1，電壓表的示數(shù)U=E-(R+r)I，由于電路中的電流慢慢增大直到穩(wěn)定值，故電壓表示數(shù)逐漸減小至穩(wěn)定值，故B正確；C、剛閉合S1，電壓表和電流表的示數(shù)都在變化，只有電路穩(wěn)定后，線圈相當(dāng)于電阻，此時才能測量線圈L的直流電阻R0，故待兩電表示數(shù)穩(wěn)定后，方可讀取U

23、、I的值，故C正確；D、若先斷開開關(guān)S1，由于L的自感作用會使L和電壓表組成回路，原先L中有較大的電流通過，現(xiàn)在這個電流將通過電壓表，造成電表損壞，所以實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開開關(guān)S2，故D錯誤。故選ABC。14.【答案】BD【解析】【分析】當(dāng)通過線圈的電流發(fā)生變化時，將產(chǎn)生自感電動勢，而自感電動勢總是阻礙電流的變化線圈中的電流增大時，產(chǎn)生自感電流的方向更原電流的方向相反，抑制增大；線圈中的電流減小時，產(chǎn)生自感電流的方向更原電流的方向相同，抑制減小，并與燈泡A構(gòu)成電路回路本題是斷電自感的原型題，任何斷電自感的問題均由此演化而來；要理清斷電前、后瞬間各部分的電流方向和大小情況【解答】AB.在電路甲中，斷開S，由于線圈產(chǎn)生自電動勢，阻礙電流變小，導(dǎo)致A燈的電流只能逐漸變小，所以A燈將逐漸變暗。故A錯誤，B正確。CD.在電路乙中，由于電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，所以通過燈泡的電流比線圈的電流小，斷開S時，由于線圈阻礙電流變小，導(dǎo)致A燈將變得更亮，然后逐漸變暗。故C錯誤，D正確；故選BD。15.【答案】解：當(dāng)閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，由于電感電阻為零，電壓為零，根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有：通過R1電流大小為：I1=ER1=2020=1A；而通過R2電流大小為：I2=ER2=2010=2A當(dāng)S