2024-2025學(xué)年試題物理（選擇性人教版2019）第二章4-互感和自感

4.互感和自感課后訓(xùn)練鞏固提升一、基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于線圈中的自感電動勢的大小,下列說法正確的是()A.跟通過線圈的電流大小有關(guān)B.跟線圈中的電流變化大小有關(guān)C.跟線圈中的磁通量大小有關(guān)D.跟線圈中的電流變化快慢有關(guān)答案:D解析:自感電動勢是電磁感應(yīng)定律的一種特殊情況,磁通量通過自身并發(fā)生變化時,也要產(chǎn)生阻礙其變化的感應(yīng)電流。根據(jù)自感電動勢E=LΔIΔt可知,2.關(guān)于線圈自感系數(shù)的說法錯誤的是()A.自感電動勢越大,自感系數(shù)也越大B.把線圈中的鐵芯抽出一些,自感系數(shù)減小C.把線圈匝數(shù)增加一些,自感系數(shù)變大D.電感是自感系數(shù)的簡稱答案:A解析:自感系數(shù)的大小是由線圈的匝數(shù)、形狀、大小、有無鐵芯等決定的,與電流大小、自感電動勢大小無關(guān),匝數(shù)越多,自感系數(shù)越大,有鐵芯時,自感系數(shù)顯著增大,故A選項錯誤,B、C選項正確;自感系數(shù)簡稱為電感,故D選項正確。本題主要考查自感系數(shù)大小的決定因素,意在提高學(xué)生的理解能力,提高學(xué)生的科學(xué)思維。3.(多選)通過一個線圈的電流在均勻增大時,這個線圈的()A.自感系數(shù)也將均勻增大B.自感電動勢也將均勻增大C.磁通量也將均勻增大D.自感系數(shù)和自感電動勢不變答案:CD解析:線圈的磁通量與電流大小有關(guān),電流增大,磁通量增大,故C項正確;而自感系數(shù)由線圈本身決定,與電流大小無關(guān),A項錯誤;自感電動勢E=LΔIΔt,與自感系數(shù)和電流變化率有關(guān),對于給定的線圈,L一定,已知電流均勻增大,說明電流變化率恒定,故自感電動勢不變,B4.(多選)關(guān)于自感現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.感應(yīng)電流不一定和原電流方向相反B.線圈中產(chǎn)生的自感電動勢較大,則其自感系數(shù)一定較大C.對于同一線圈,當(dāng)電流變化較大時,線圈中的自感系數(shù)也較大D.對于同一線圈,當(dāng)電流變化較快時,線圈中的自感電動勢較大答案:AD解析:自感電流總是阻礙原電流的變化。當(dāng)線圈中的電流減小時,自感電動勢方向與原電流方向相同;當(dāng)線圈中的電流增大時,自感電動勢方向與原電流方向相反,故A正確。線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素決定,故B、C錯誤。自感電動勢的大小跟導(dǎo)體中電流變化的快慢有關(guān),即E=LΔIΔt,5.(多選)無線電力傳輸目前取得重大突破,展出了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)原理可無線傳輸電力。兩個感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置,原理示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A.若A線圈中輸入電流,B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B.只有A線圈中輸入變化的電流,B線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢C.A中電流越大,B中感應(yīng)電動勢越大D.A中電流變化越快,B中感應(yīng)電動勢越大答案:BD解析:根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件,只有處于變化的磁場中,B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,A錯,B對;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通量變化率,所以C錯,D對。6.在如圖所示的電路中,線圈L有電阻,則開關(guān)S斷開之前與斷開之后的瞬間,通過燈A的電流方向()A.一直是由a到bB.先是由a到b,后無電流C.先是由a到b,后是由b到aD.無法判斷答案:C解析:S閉合后由電源對A供電,通過A的電流方向由a到b;S斷開瞬間,由線圈L對A供電,線圈L中自感電動勢方向由左向右,對A供電時電流方向由b到a,故C選項正確。7.(多選)如圖所示,閉合電路中的螺線管可自由伸縮,螺線管有一定的長度,這時燈泡具有一定的亮度,若將一軟鐵棒從螺線管左邊迅速插入螺線管內(nèi),則將看到()A.燈泡變暗 B.燈泡變亮C.螺線管縮短 D.螺線管伸長答案:AD解析:軟鐵棒插入螺線管中,穿過螺線管的磁通量增加,故產(chǎn)生反向的自感電動勢,這樣電流減小,燈泡變暗,每匝線圈間同向電流作用力減小,故螺線管伸長。8.下圖是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路,L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來測量自感線圈的直流電壓,在測量完畢后,將電路拆解時應(yīng)()A.先斷開S1 B.先斷開S2C.先拆除電流表 D.先拆除電阻R答案:B解析:S1斷開瞬間,L中產(chǎn)生很大的自感電動勢,若此時S2閉合,則可能將電壓表燒壞,故應(yīng)先斷開S2。二、能力提升1.在制作精密電阻時,為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象,采用雙線并繞的方法,如圖所示。其道理是()A.當(dāng)電路中的電流變化時,兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動勢相互抵消B.當(dāng)電路中的電流變化時,兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消C.當(dāng)電路中的電流變化時,兩股導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消D.以上說法都不對答案:C解析:由于采用雙線并繞的方法,當(dāng)電流通過時,兩股導(dǎo)線中的電流方向是相反的,不管電流怎樣變化,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,因此消除了自感,選項A、B錯誤,只有C正確。2.某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象,自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組,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熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不出原因。下列情況中你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是()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)較大答案:C解析:本題考查驗證斷電自感現(xiàn)象的實驗,提高學(xué)生分析實驗現(xiàn)象的能力,提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。斷開開關(guān)時,燈泡能否發(fā)生閃亮,取決于通過燈泡的電流有沒有增大,與電源的內(nèi)阻無關(guān),故A錯誤;若小燈泡電阻偏大,穩(wěn)定時通過燈泡的電流小于線圈的電流,斷開開關(guān)時,根據(jù)楞次定律,通過燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小,燈泡將發(fā)生閃亮現(xiàn)象,故B錯誤;線圈電阻偏大,穩(wěn)定時通過燈泡的電流大于線圈的電流,斷開開關(guān)時,根據(jù)楞次定律,通過燈泡的電流逐漸減小,燈泡不發(fā)生閃亮現(xiàn)象,故C正確;線圈的自感系數(shù)較大,產(chǎn)生的自感電動勢較大,但不能改變穩(wěn)定時燈泡和線圈中電流的大小,故D錯誤。3.如圖所示,繞在鐵芯上的線圈M與電源、滑動變阻器和開關(guān)組成了一個閉合回路,在鐵芯的右端,線圈P與靈敏電流表連成閉合電路。下列說法正確的是()A.開關(guān)S閉合后,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥B.開關(guān)S閉合后,使滑動變阻器滑片向左勻速移動,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥C.開關(guān)S閉合后,使滑動變阻器滑片向右勻速移動,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥D.開關(guān)S閉合瞬間,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互吸引答案:B解析:由安培定則知開關(guān)S閉合后,M線圈中的電流產(chǎn)生的磁場方向沿鐵芯軸線向右,開關(guān)閉合后,由于線圈P中的磁通量不變,故不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,M、P沒有排斥作用,也沒有吸引作用,故A錯誤。當(dāng)開關(guān)S閉合后,使滑動變阻器滑片向左勻速移動,線圈M中的電流增大,因而穿過線圈P的磁通量增加,產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場方向與線圈M的磁場方向相反,故M、P兩線圈相互排斥,B正確。同理判知C錯誤。S閉合瞬間,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥,所以D錯誤。4.在實際生產(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,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安全。為了避免電弧的產(chǎn)生,可在線圈處并聯(lián)一個元件,下列方案可行的是()答案:D解析:D圖中,閉合S時,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,由于自感現(xiàn)象,線圈跟二極管D組成閉合回路,此時二極管處于正向?qū)?可以避免電弧的產(chǎn)生,故D選項正確。本題主要考查二極管在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用,提高學(xué)生的科學(xué)思維。5.在如圖所示的電路中電源內(nèi)阻不能忽略,兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關(guān)S后,調(diào)整R,使L1和L2發(fā)光的亮度一樣,此時流過兩個燈泡的電流均為I。然后,斷開S。若t'時刻再閉合S,則在t'前后的一小段時間內(nèi),正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時間t變化的圖像是()答案:B解析:閉合開關(guān)S后,調(diào)整R,使兩個燈泡L1、L2發(fā)光的亮度一樣,電流為I,說明RL=R。若t'時刻再閉合S,流過電感線圈L和燈泡L1的電流迅速增大,使電感線圈L產(chǎn)生自感電動勢,阻礙了流過L1的電流i1增大,直至達(dá)到電流I,故選項A錯誤,B正確;而對于t'時刻再閉合S,流過燈泡L2的電流i2立即達(dá)到最大,然后逐漸減小至電流I,故選項C、D錯誤。6.如圖所示,設(shè)電源的電動勢為E=10V,內(nèi)阻不計,L與R的電阻值均為5Ω,兩燈泡的電阻值均為R燈=10Ω。(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)通過L1的電流隨時間的變化規(guī)律。答案:(1)10V(2)見解析解析:(1)電路穩(wěn)定工作時,由于a、b兩點(diǎn)的電勢相等,導(dǎo)線ab上無電流通過,因此通過L的電流為IL=E2R=1010流過L1的電流為I燈=E2R燈=1020A