人教版物理选修1-1第三章第六节自感现象涡流同步训练C卷(考试)
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第6讲自感现象涡流题组一、对自感现象的理解1.关于线圈中自感电动势的大小,下列说法中正确的是()A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大[答案] B[解析]在电感一定的情况下电流变化越快即变化率越大,电动势越大,A项错,B项对;电流为零的瞬间电流的变化率不一定为零,电流的值最大时电流的变化率不一定最大,所以C、D项错.2.如图3-6-7所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速度释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述可能正确的是()图3-6-7A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的[答案]AD[解析]磁性小球穿过金属圆管过程中,将圆管看作由许多金属圆环组成,小球的磁场使每个圆环中产生感应电流,电流阻碍磁性小球的下落,小球向下运动的加速度小于重力加速度;小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不会产生感应电流,小球仍然做自由落体运动,穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间少.3.下列说法正确的是()A.当线圈中电流不变时,线圈中没有自感电动势B.当线圈中电流不变时,线圈中自感电动势的方向不变C.当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D.当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反[答案]AC[解析]线圈中电流不变时,自身电流产生的磁场的磁通量不变,线圈中不可能产生自感电动势,选项A正确,选项B错误;当线圈中电流增大时,电流产生的磁场的磁通量增大,根据楞次定律和右手定则可判断自感电动势的方向与原电流方向相反,选项C正确;同理可知选项D错误.题组二、电感在电路中的作用4.如图3-6-8所示,L为自感系数很大的线圈,其自身的电阻忽略不计,A、B是完全相同的两个小灯泡.在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间t1断开S.下列表示A、B两灯泡中电流i随时间t变化的图象中,正确的是()图3-6-8[答案]BD[解析]电键闭合时,由于电感线圈的阻碍作用,流过电感的电流慢慢增大,所以i B慢慢增大,i A慢慢减小,最后稳定时电感相当于一根导线,i A为0,i B最大;断开电键,原来通过B 的电流立即消失,由于电感线圈阻碍自身电流变化,产生与原电流同方向的感应电流,此时电感线圈和灯泡A形成回路,流过灯泡A中的电流方向与原来流过灯泡A中的电流方向相反,且电流i A慢慢减小,最后为0,故A、C错误,B、D正确.5.如图3-6-9所示,电路甲、乙中电阻R和自感线圈L的电阻都很小.接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()图3-6-9A.在电路甲中,断开S,A将渐渐变暗B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路乙中,断开S,A将渐渐变暗D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗[答案]AD[解析]甲图中,灯A与线圈L在同一支路,通过的电流相同;断开开关S时,A、L、R组成回路,由于自感作用,L中电流逐渐减小,灯不会闪亮一下,灯A将逐渐变暗,故A正确.乙图中,电路稳定时,通过上支路的电流I L>I A(因L的电阻很小);断开开关S时,由于L的自感作用,回路中电流在I L的基础上减小,电流反向通过A的瞬间,A中电流变大,然后渐渐变小,所以灯A要闪亮一下,然后渐渐变暗,故D正确.6.如图3-6-10所示,开关S闭合且电路达到稳定时,小灯泡能正常发光,则()图3-6-10A.当S闭合瞬间,小灯泡将慢慢变亮B.当S闭合瞬间,小灯泡立即变亮C.当S断开瞬间,小灯泡慢慢熄灭D.当S断开瞬间,小灯泡先闪亮一下,再慢慢熄灭[答案] A[解析]当S闭合瞬间,通过L的电流增大,自感电动势的方向与原电流方向相反,阻碍电流的增大,故A慢慢变亮;当S断开瞬间,A将立即熄灭,因为S断开,再无电流回路.7.如图3-6-11所示的电路中,A1和A2是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其阻值与R相同.在开关S接通和断开时,灯泡A1和A2亮暗的顺序是()图3-6-11A.接通时A1先达最亮,断开时A1后灭B.接通时A2先达最亮,断开时A1后灭C.接通时A1先达最亮,断开时A1先灭D.接通时A2先达最亮,断开时A2先灭[答案] A[解析]当开关S接通时,A1和A2同时亮,但由于自感现象的存在,流过线圈的电流由零变大时,线圈上产生自感电动势阻碍电流的增大,使通过线圈的电流从零开始慢慢增加,所以开始时电流几乎全部从A1通过,而该电流又将同时分路通过A2和R,所以A1先达最亮,经过一段时间电路稳定后,A1和A2达到一样亮;当开关S断开时,电源电流立即为零,因此A2立即熄灭,而对A1,由于通过线圈的电流突然减小,线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小,使线圈L和A1组成的闭合电路中有感应电流,所以A1后灭.8.如图3-6-12所示,是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应()图3-6-12A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R[答案] B[解析]S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2.题组三、自感现象的应用及防止9.如图3-6-13所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图.冶炼炉内装入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化.这种冶炼方法速度快,温度容易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,因此适于冶炼特种金属,该炉的加热原理()图3-6-13A.利用线圈中电流产生的焦耳热B.利用红外线C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D.利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波[答案] C[解析]利用交变电流产生的交变磁场在引起炉内金属截面的磁通量变化时,使金属中产生感应电流,因整块金属的电阻相当小,所以感应电流很强,它在金属内自成回路流动时,形成漩涡状的电流,即涡流,涡流产生大量的焦耳热使炉内温度升高,金属熔化,故选C;当然线圈中也因有交变电流会产生一定的焦耳热,但它是相当少的,根本不可能使炉内温度高到使金属熔化的程度,故A不可能.10.如图3-6-14所示,是高频焊接原理示意图,线圈中通以高频交流电时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流通过焊缝时产生大量热量,将金属熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分发热很少,以下说法中正确的是()图3-6-14A.交流电的频率越高,焊缝处的温度升高得越快B.交流电的频率越低,焊缝处的温度升高得越快C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大[答案]AD[解析]线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流的大小与感应电动势有关,电流变化的频率越高,电流变化得越快,感应电动势就越大,A选项正确;工件上焊缝处的电阻大,电流产生的热量就多,D选项正确.。
(精心整理,诚意制作)第六节自感现象建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题(本题包括11小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共66分)1.如图3-6-1所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有()图3-6-1A.灯泡A立即熄灭B.灯泡A慢慢熄灭C.灯泡A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯泡A突然闪亮一下再突然熄灭2.关于线圈自感系数的说法,正确的是()A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数变小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.电感是自感系数的简称3.关于线圈中自感电动势的大小的说法中正确的是()A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大4.如图3-6-2所示的电路中,线圈电阻可以忽略不计.L1和L2是两个完全相同的小灯泡,随着开关S的闭合和断开的过程中(灯丝不会断),L1和L2的亮度变化情况是()A.S闭合,L1很亮且亮度不变,L2亮度逐渐增加,最后两灯一样亮;S断开,L2立即熄灭,L1逐渐亮B.S闭合,L1不亮,L2很亮;S断开,L1和L2都立即不亮C.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1灭,L2亮度不变;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下才灭D.S闭合,L1、L2同时亮,后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下才灭图3-6-25.如图3-6-3所示,L为一纯电感线圈(即电阻为零),A是一灯泡,下列说法正确的是()图3-6-3A.开关S接通瞬间,无电流通过灯泡B.开关S接通后,电路稳定时,无电流通过灯泡C.开关S断开瞬间,无电流通过灯泡D.开关S接通瞬间及接通稳定后,灯泡中均有从a至b的电流,而在开关S断开瞬间,灯泡中有从b到a的电流6.在图3-6-4所示电路中,L为电阻很小的线圈,和为零点在表盘中央的相同的电流表.当开关S 闭合时,电流表指针偏向右方,那么当开关S断开时,将出现的现象是()图3-6-4A.和指针都立即回到零点B.指针立即回到零点,而指针缓慢地回到零点C.指针缓慢回到零点,而指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点D.指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而指针缓慢地回到零点7.如图3-6-5所示,电路中L为一电感线圈,ab支路和cd支路电阻相等,则()图3-6-5A.合上开关S时,电流表的示数小于电流表的示数B.合上开关S时,电流表的示数等于电流表的示数C.断开开关S时,电流表的示数大于电流表的示数D.断开开关S时,电流表的示数等于电流表的示数8.如图3-6-6所示,多匝线圈和电池的内阻均为零,两个电阻的阻值均为R,开关S开启,电路中的电流为I0,现将S闭合,于是线圈中产生自感电动势,此自感电动势( )图3-6-6A.有阻碍电流的作用,最后电流由I0减小为零B.有阻碍电流的作用,最后总电流小于I0C.有阻碍电流增大的作用,因而电流保持I0不变D.有阻碍电流增大的作用,但电流还是要增大到2I09.如图3-6-7所示,闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩,通电时灯泡有一定的亮度,若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内,则在插入过程中()A.灯泡变亮,螺线管缩短B.灯泡变暗,螺线管缩短C.灯泡变亮,螺线管伸长D.灯泡变暗,螺线管伸长图3-6-710.如图3-6-8(a)、(b)中,电阻R和自感线圈L的电阻值相等,接通S,使电路达到稳定状态,灯泡D发光,则()图3-6-8①在电路(a)中,断开S,D将渐渐变暗②在电路(a)中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗③在电路(b)中,断开S,D将渐渐变暗④在电路(b)中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗A.①③B.②③C.②④D.①④11.在如图3-6-9所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,S为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是()图3-6-9A.合上开关,a先亮,b后亮;断开开关,a、b同时熄灭B.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a先熄灭,b后熄灭C.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a、b同时熄灭D.合上开关,a、b同时亮;断开开关,b先熄灭,a后熄灭二、填空题(本题共14分.请将正确的答案填到横线上)12.金属块放在的磁场中,或者让它在磁场中时,金属块内将产生,即涡流.三、计算题(本题共20分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(20分)图3-6-10是高频焊接原理示意图,线圈中通以高频交流电时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,由于焊缝处的接触电阻很大,放出的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化,焊接在一起.我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的.图3-6-10试定性地说明:为什么交变电流的频率越高,焊缝处放出的热量越多.第六节自感现象得分:一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案二、填空题12.三、计算题13.第六节自感现象参考答案一、选择题1.A 解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈L与灯A串联,在开关S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯立即熄灭.因此本题的正确答案应为A.点评:这个题学生在选择的过程中,容易错选C,究其原因是没有把在自感现象的演示实验中看到S 断开时出现灯不立即熄灭,而是闪亮一下再慢慢熄灭的电路连接情况搞清楚.2.BCD3.B4.D 解析:当S接通时,L对电流有阻碍作用,电源输出的电流通过L1和L2串联后与电源相连,故L1和L2同时亮.随着通过L的电流增大,L的直流电阻不计,L的分流作用增大,L1的电流逐渐减小为零.由于总电阻变小,总电流变大,通过L2的电流增大,灯L2变得更亮.当S断开,L2中无电流,立即熄灭.而电感L将要维持它的电流不变,因L与L1组成回路,L1将亮一下后再灭.5.B 解析:开关S接通瞬间,电源与灯泡A构成回路,此时有电流通过灯泡,方向从a→b;而电路稳定后,L中不产生自感电动势,因为L是纯电感线圈,不计电阻,L相当于一根短路导线,所以没有电流流过灯泡;当开关S断开瞬间,L中产生自感电动势,其方向与原电流方向一致,相当于电源,L与A构成回路,使得有电流通过灯泡,方向b→a.所以选B.6.D 解析:电流表指针的偏转方向与电流的流向有关.根据题意,电流自右向左时,指针向右偏.那么,电流自左向右时,指针应向左偏.当开关S断开瞬间,中电流立即消失,而L由于自感作用,电流不能立即消失,电流沿L、、的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个较短时间,即中的电流按原方向自右向左逐渐减为零,而中的电流和原方向相反,变为自左向右,和中的电流同时减为零;也就是指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而指针缓慢地回到零点,故D项正确.点评:自感电流的方向用楞次定律判断,当导体中电流增加时,自感电流的方向与原来的方向相反,当电流减小时,自感电流的方向与原来的方向相同.7.AD 解析:电路接通时,ab支路有电感线圈L,由于电流要增加,L产生的自感电动势阻碍其电流的增大,因而ab支路中电流缓慢增大.所以电流表的示数小于电流表的示数,选项A正确.断电瞬间,电感线圈L中电流减弱,产生自感电动势阻碍电流的减弱.L在这里相当于一个电源,通过abdc形成一个回路,维持一段时间的电流,此时电流表、示数相同,故选项D正确.8.D 解析:自感线圈对变化的电流起阻碍作用,它的作用不同于电阻,电阻对电流(不管是否变化)起阻碍作用.自感线圈的作用对变化的电流起阻碍作用,使电流的变化缓慢,但不能阻止原电流的变化,所以闭合S后,自感线圈中出现的自感电动势阻碍了电流从I0开始增加,但不能阻止,最终电流增加为E/R=2I0.点评:自感电动势的作用是阻碍原电流的变化,具体表现为:电流增加时,阻碍增加;电流减少时,阻碍减少,在效果上延缓了变化,但不会阻止变化.9.D 解析:加上软铁棒,使螺线管磁场变强,则螺线管产生的自感电动势来阻碍磁场的增强,使原电流减小,故灯泡变暗,螺线管变长.10.D 解析:在电路(a)中自感线圈L与灯泡D串联,D与L的电流相等,断开S时产生自感电动势将使D与L中的电流值从稳定状态逐渐减小,D将渐渐变暗,而不是立即熄灭.在电路(b)中,L与D并联,。
高中人教版物理选修1-1第三章第六节自感现象、涡流同步测试1.如图所示的电路中,三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1<R2<R3,电感L的电阻可忽略,D为理想二极管.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是()A. L1逐渐变暗,L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗B. L1逐渐变暗,L2立即熄灭,L3先变亮,然后逐渐变暗C. L2立即熄灭,L1、L3均逐渐变暗D. L1、L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗2.下列说法中不正确的是()A. 电动机应用了“自感”产生交流电的B. 电磁灶应用了“涡流”的加热原理C. 日光灯启动时利用了“自感”所产生的高压D. 煤气灶点火装置利用感应圈产生的高压电火花3.在如图所示的电路中,S闭合时流过电感线圈的电流是2 A,流过灯泡的电流是1 A,将S突然断开,则S 断开前后,能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化的图线是图中的()A. B. C. D.4.如图所示,灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R ,L是带铁芯的理想线圈,电源的内阻不计。
开关S1、S2均闭合且电路达到稳定。
已知电路中的各种元件均在安全范围之内。
下列判断中正确的是()A. 灯泡A中有电流通过,方向为a→bB. 将S1断开的瞬间,灯泡A、B同时熄灭C. 将S1断开的瞬间,通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大D. 将S2断开,电路达到稳定,灯泡A、B的亮度相同5.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采用双线并绕的方法,如图所示.其道理是( )A. 当电路中的电流变化时,两股导线产生的自感电动势相互抵消B. 当电路中的电流变化时,两股导线产生的感应电流相互抵消C. 当电路中的电流变化时,两股导线中原电流的磁通量相互抵消D. 以上说法都不对6.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。
如图所示,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。
高中物理学习材料桑水制作第六节自感现象建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题(本题包括11小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共66分)1.如图3-6-1所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有()图3-6-1A.灯泡A立即熄灭B.灯泡A慢慢熄灭C.灯泡A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯泡A突然闪亮一下再突然熄灭2.关于线圈自感系数的说法,正确的是()A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数变小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.电感是自感系数的简称3.关于线圈中自感电动势的大小的说法中正确的是()A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大4.如图3-6-2所示的电路中,线圈电阻可以忽略不计.L1和L2是两个完全相同的小灯泡,随着开关S的闭合和断开的过程中(灯丝不会断),L1和L2的亮度变化情况是()A.S闭合,L1很亮且亮度不变,L2亮度逐渐增加,最后两灯一样亮;S断开,L2立即熄灭,L1逐渐亮B.S闭合,L1不亮,L2很亮;S断开,L1和L2都立即不亮C.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1灭,L2亮度不变;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下才灭D.S闭合,L1、L2同时亮,后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下才灭图3-6-25.如图3-6-3所示,L为一纯电感线圈(即电阻为零),A是一灯泡,下列说法正确的是()图3-6-3A.开关S接通瞬间,无电流通过灯泡B.开关S接通后,电路稳定时,无电流通过灯泡C.开关S断开瞬间,无电流通过灯泡D.开关S接通瞬间及接通稳定后,灯泡中均有从a至b的电流,而在开关S断开瞬间,灯泡中有从b到a的电流6.在图3-6-4所示电路中,L 为电阻很小的线圈,和为零点在表盘中央的相同的电流表.当开关S 闭合时,电流表指针偏向右方,那么当开关S断开时,将出现的现象是()图3-6-4A.和指针都立即回到零点B.指针立即回到零点,而指针缓慢地回到零点C.指针缓慢回到零点,而指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点D.指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而指针缓慢地回到零点7.如图3-6-5所示,电路中L为一电感线圈,ab支路和cd支路电阻相等,则()图3-6-5A.合上开关S 时,电流表的示数小于电流表的示数B.合上开关S 时,电流表的示数等于电流表的示数C.断开开关S 时,电流表的示数大于电流表的示数D.断开开关S 时,电流表的示数等于电流表的示数8.如图3-6-6所示,多匝线圈和电池的内阻均为零,两个电阻的阻值均为R,开关S开启,电路中的电流为I0,现将S闭合,于是线圈中产生自感电动势,此自感电动势( )图3-6-6A.有阻碍电流的作用,最后电流由I0减小为零B.有阻碍电流的作用,最后总电流小于I0C.有阻碍电流增大的作用,因而电流保持I0不变D.有阻碍电流增大的作用,但电流还是要增大到2I09.如图3-6-7所示,闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩,通电时灯泡有一定的亮度,若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内,则在插入过程中()A.灯泡变亮,螺线管缩短B.灯泡变暗,螺线管缩短C.灯泡变亮,螺线管伸长D.灯泡变暗,螺线管伸长图3-6-710.如图3-6-8(a)、(b)中,电阻R和自感线圈L的电阻值相等,接通S,使电路达到稳定状态,灯泡D发光,则()图3-6-8①在电路(a)中,断开S,D将渐渐变暗②在电路(a)中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗③在电路(b)中,断开S,D将渐渐变暗④在电路(b)中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗A.①③B.②③C.②④D.①④11.在如图3-6-9所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,S为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是()图3-6-9A.合上开关,a先亮,b后亮;断开开关,a、b同时熄灭B.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a先熄灭,b后熄灭C.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a、b同时熄灭D.合上开关,a、b同时亮;断开开关,b先熄灭,a后熄灭二、填空题(本题共14分.请将正确的答案填到横线上)12.金属块放在的磁场中,或者让它在磁场中时,金属块内将产生,即涡流.三、计算题(本题共20分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(20分)图3-6-10是高频焊接原理示意图,线圈中通以高频交流电时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,由于焊缝处的接触电阻很大,放出的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化,焊接在一起.我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的.图3-6-10试定性地说明:为什么交变电流的频率越高,焊缝处放出的热量越多.第六节自感现象得分:一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案二、填空题12.三、计算题13.第六节自感现象参考答案一、选择题1.A 解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈L与灯A串联,在开关S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯立即熄灭.因此本题的正确答案应为A.点评:这个题学生在选择的过程中,容易错选C,究其原因是没有把在自感现象的演示实验中看到S 断开时出现灯不立即熄灭,而是闪亮一下再慢慢熄灭的电路连接情况搞清楚.2.BCD3.B4.D 解析:当S接通时,L对电流有阻碍作用,电源输出的电流通过L1和L2串联后与电源相连,故L1和L2同时亮.随着通过L的电流增大,L的直流电阻不计,L的分流作用增大,L1的电流逐渐减小为零.由于总电阻变小,总电流变大,通过L2的电流增大,灯L2变得更亮.当S断开,L2中无电流,立即熄灭.而电感L将要维持它的电流不变,因L与L1组成回路,L1将亮一下后再灭.5.B 解析:开关S接通瞬间,电源与灯泡A构成回路,此时有电流通过灯泡,方向从a→b;而电路稳定后,L中不产生自感电动势,因为L是纯电感线圈,不计电阻,L相当于一根短路导线,所以没有电流流过灯泡;当开关S断开瞬间,L中产生自感电动势,其方向与原电流方向一致,相当于电源,L与A构成回路,使得有电流通过灯泡,方向b→a.所以选B.6.D 解析:电流表指针的偏转方向与电流的流向有关.根据题意,电流自右向左时,指针向右偏.那么,电流自左向右时,指针应向左偏.当开关S断开瞬间,中电流立即消失,而L由于自感作用,电流不能立即消失,电流沿L、、的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个较短时间,即中的电流按原方向自右向左逐渐减为零,而中的电流和原方向相反,变为自左向右,和中的电流同时减为零;也就是指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而指针缓慢地回到零点,故D项正确.点评:自感电流的方向用楞次定律判断,当导体中电流增加时,自感电流的方向与原来的方向相反,当电流减小时,自感电流的方向与原来的方向相同.7.AD 解析:电路接通时,ab支路有电感线圈L,由于电流要增加,L产生的自感电动势阻碍其电流的增大,因而ab支路中电流缓慢增大.所以电流表的示数小于电流表的示数,选项A正确.断电瞬间,电感线圈L中电流减弱,产生自感电动势阻碍电流的减弱.L在这里相当于一个电源,通过abdc形成一个回路,维持一段时间的电流,此时电流表、示数相同,故选项D正确.8.D 解析:自感线圈对变化的电流起阻碍作用,它的作用不同于电阻,电阻对电流(不管是否变化)起阻碍作用.自感线圈的作用对变化的电流起阻碍作用,使电流的变化缓慢,但不能阻止原电流的变化,所以闭合S后,自感线圈中出现的自感电动势阻碍了电流从I0开始增加,但不能阻止,最终电流增加为E/R= 2I0.点评:自感电动势的作用是阻碍原电流的变化,具体表现为:电流增加时,阻碍增加;电流减少时,阻碍减少,在效果上延缓了变化,但不会阻止变化.9.D 解析:加上软铁棒,使螺线管磁场变强,则螺线管产生的自感电动势来阻碍磁场的增强,使原电流减小,故灯泡变暗,螺线管变长.10.D 解析:在电路(a)中自感线圈L与灯泡D串联,D与L的电流相等,断开S时产生自感电动势将使D与L中的电流值从稳定状态逐渐减小,D将渐渐变暗,而不是立即熄灭.在电路(b)中,L与D并联,稳定时L中电流比D中电流大,断开S的瞬间,L中电流从稳定值逐渐减小,故S断开瞬间,通过灯泡D的电流变大,D将先变得更亮,然后渐渐变暗.故选项D正确.点评:通过本题你应该分清断开S时,什么时候“逐渐变暗”,什么时候“先变得更亮,然后逐渐变暗”.11.C 解析:合上开关后,由于a灯和线圈相连后接在电路中,当电路中电流变化时,线圈对电流有阻碍作用,所以闭合开关后,b先亮,a后亮;断开开关后a、b都要过一会再灭.二、填空题12.变化运动感应电流三、计算题13.解析:交变电流的频率越高,它产生的磁场的变化就越快.根据法拉第电磁感应定律,在待焊接工件中产生的感应电动势就越大,感应电流就越大,而放出的热量与电流的平方成正比,所以交变电流的频率越高,焊缝处放出的热量越多.点评:环形焊接金属工件,磁通量发生了变化,从而产生了感应电流,再由法拉第电磁感应定律判断感应电流的大小.。
第三章电磁感应六、自感现象涡流课时训练17 自感现象涡流1.下列情况中可能产生涡流的是( )A.把金属块放于匀强磁场中B.让金属块在磁场中匀速运动C.让金属块在磁场中加速运动D.把金属块放于变化的磁场中答案:BCD解析:涡流的产生符合法拉第电磁感应定律,必须有变化的磁通量,闭合回路(金属块可以看成由无数个闭合回路组成)中才能产生感应电流,即涡流,则B、C、D均有可能.2.关于线圈自感系数的说法,错误..的是( )A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零答案:AD解析:自感系数由电感器自身结构特征决定,与自感电动势的大小及电路中的电流无关,故A、D说法错.3.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有( )A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭答案:A解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.因此正确选项应为A. 4.如图所示为考场常用的金属探测器,你认为它的工作原理是利用了( )A.电流的磁效应B.电流的热效应C.电磁感应原理D.磁体吸引铁等磁性材料答案:C解析:金属探测器内是由一系列线圈与电源及检测电路组成的,当有金属材料时会因为电磁感应而产生涡流,涡流产生的磁场会引起检测电路产生报警现象.5.如图所示,电路中L为一电感线圈,ab支路和cd支路电阻相等,则( )A.合上开关S时,电流表A1的示数小于电流表A2的示数B.合上开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数C.断开开关S时,电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.断开开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数答案:AD解析:合上开关时,因为自感线圈阻碍A1所在支路电流增加,故A1示数小于A2;断开开关时,线圈自感产生自感电动势,成为电源,同时电感线圈L、电阻R及两电流表A1、A2构成回路,所以A1、A2示数相等.6.如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应( )A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R答案:B解析:S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2.7.用手捏住变压器或电机线圈的两端,与普通手电筒的电池两极接触一下,然后离开,此时会有强烈的电击感觉,这是为什么?如果变压器或电机线圈发生故障,在用电表检查时要注意什么?答案:用手捏住线圈两端去接触电池两极相当于人体电阻和自感线圈并联后去接电源,如图.由于人体电阻R很大,线圈电阻R L一般很小,因此通过线圈的电流比通过人体的电流大得多.人体与电池脱离接触后,人体和线圈仍构成一个闭合回路,由于自感作用,将有一个断路时的短暂电流通过人体,这个电流的初始值等于原来通过线圈的电流,它比原来通过人体的电流大得多,因此将有一个很高的瞬时电压加在人体上,此时人会感到强烈的电击感觉.用电表检查自感较大的线圈时,通常使用欧姆挡,因表内有电池,如上所述,不要用手捏住线圈的两端再去接触表笔,以免断开时受到电击.应当手握表笔的绝缘棒,直接让表笔接触线圈两端,这样,在表笔脱离接触时,人体和线圈不构成回路,可以避免电流通过人体放电.8.如图是一演示实验的电路图,图中L是一带铁芯的多匝线圈,A是一灯泡,起初开关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开后电灯泡A没有立即熄灭,而是比原来更亮一下再熄灭. (1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是怎么样的?(2)在开关断开后电灯泡A为什么没有立即熄灭?(3)有人说开关断开的瞬间L中的自感电动势很大,L中的电流突然增大,所以电灯比原来更亮一下再熄灭.这种说法对不对?简述理由.答案:(1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是b—A—a—L—b.(2)在开关断开后L中因电流变化产生自感电动势,L成为新的电源向A灯供电,所以A灯没有立即熄灭.(3)这种说法不对,L中的自感电动势阻碍电流的减小,但阻碍不是阻止,电流还是在减小,所以L中的电流不可能增大,只能减小.A灯比原来更亮一下,只能说明A灯中电流比原来的电流大,所以本实验成功的条件是开关断开前L中的电流比A灯中的电流大得多.。
人教版物理选修1-1第三章第六节自感现象涡流同步训练一、选择题(共计15小题) (共15题,共0分)1.如图所示,用电流传感器研究自感现象.电源内阻不可忽略,线圈的自感系数较大,其直流电阻小于电阻R的阻值.t=0时刻闭合开关S,电路稳定后,t1时刻断开S,电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR 随时间t变化的图象.下列图象中可能正确的是()A.B.C.D.2.如图所示,电感线圈L的直流电阻为RL、小灯泡的电阻为R,小量程电流表G1、G2的内阻不计,当开关S闭合且稳定后,G1、G2的指针均向右偏(电流表的零刻度在表盘中央),则当开关S 断开时,下列说法正确的是()A. G1、G2的指针都立即回到零点B. G1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点C. G1立即回到零点,G2缓慢回到零点D. G2立即回到零点,G1缓慢回到零点3.金属探测器已经广泛应用于安检场所,关于金属探测器的论述正确的是()A. 金属探测器可用于食品生产,防止细小的砂石颗粒混入食品中B. 金属探测器探测地雷时,探测器的线圈中产生涡流C. 金属探测器探测金属时,被测金属中感应出涡流D. 探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同4.低频电涡流传感器可用来测量自动化生产线上金属板的厚度.如图,在线圈L1中通以低频交流电,它周围会产生交变磁场,其正下方有一个与电表连接的线圈L2,金属板置于L1、L2之间.当线圈L1产生的变化磁场透过金属板,L2中会产生感应电流.由于金属板厚度不同,吸收电磁能量强弱不同,导致L2中感应电流的强弱不同,则()A. 金属板吸收电磁能量,是由于穿过金属板的磁场发生变化,板中产生涡流B. 金属板越厚,涡流越弱C. L2中产生的是直流电D. L2中产生的是与L1中不同频率的交流电5.实验高中南、北校区之间要辅设一条输电线路,该线路要横穿两校区之间的公路,为了保护线路不至被压坏,必须在地下预先铺设结实的过路钢管,再让输电线从钢管中穿过.校方将该要求在学校的物理探究小组中公布并征求电线穿管的方案.经过遴选,目前有如图所示的两种方案进入最后的讨论阶段:甲方案是铺设两根钢管,两条输电线分别从两根钢管中穿过;乙方案是只铺设一根钢管,两条输电线都从这一根钢管中穿过.如果输电导线输送的电流很强大,那么,下列讨论的结果正确的是()A. 若输送的电流是恒定电流,甲方案是可行的,乙方案是不可行的B. 若输送的电流是交变电流,乙方案是可行的,甲方案是不可行的C. 若输送的电流是交变电流,甲方案是可行的,乙方案是不可行的D. 无论输送的电流是恒定电流还是交变电流,甲、乙两方案都是可行的6.下列说法中正确的是()A. 电磁炉是采用电磁感应原理,在金属锅上不产生涡流,使锅体不发热从而点火加热食物的B. 磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,是为了防止电磁感应C. 精密线绕电阻常采用双线绕法,可以增强线绕电阻通电时产生的磁场D. 交流发电机的工作原理是电磁感应7.在如图所示的电路中,L是一带铁心的线圈,R为电阻.两条支路的直流电阻相等.那么在接通和断开开关的瞬间,两电流表的读数I1、I2的大小关系正确的是()A. 接通时I1<I2,断开时I1>I2B. 接通时I1<I2,断开时I1=I2C. 接通时I1>I2,断开时I1<I2D. 接通时I1=I2,断开时I1<I28.如图所示电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计.以下判断正确的是()A. 闭合S瞬间,灯泡不发光B. 闭合S带电路稳定后,灯泡发光C. 断开S瞬间,灯泡发光D. 断开S瞬间,电阻R上无电流通过9.图示为演示自感现象的实验电路,闭合开关S一段时间后再断开,那么,断开S前后,通过B灯的电流iB的变化情况可能正确的是()A.B.C.D.10.图a、b两个电路中,A、B是两个完全相同的电灯泡,两个电源电动势相等,内阻都是r,C为电容器,L为电感线圈,电阻是RL,RL小于灯泡电阻R,下列说法正确的是()A. 闭合电键,A先亮后熄灭B. 闭合电键,电路稳定后A比B后亮C. 断开电键,A中电流立即为零D. 断开电键,B先变亮后再熄灭11.如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的直流电阻值相同都较小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光.则()A. 在电路甲中,断开S,D将逐渐变亮B. 在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗C. 在电路乙中,断开S,D将立刻熄灭D. 在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗12.如图所示电路,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从B端迅速滑向A端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;P从A端迅速滑向B端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0.则()A. I1=I2=I0B. I1>I0>I2C. I1=I2>I0D. I1<I0<I213.如图电路中,A1、A2是两个指示灯,L是自感系数很大的线圈,电阻R阻值较小,开关S1断开、S2闭合.现闭合S1,一段时间后电路稳定.下列说法中正确的是()A. 闭合S1,通过电阻R的电流先增大后减小B. 闭合S1,Al亮后逐渐变暗C. 闭合S1,A2逐渐变亮,然后亮度不变D. 断开电路时,为保护负载,应先断开S2,再断开S114.如图所示,电源电动势为E,其内阻不可忽略,L1、L2是完全相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,电容器的电容为C.合上开关S,电路稳定后()A. 电容器的带电量为CEB. 灯泡L1、L2的亮度相同C. 在断开S的瞬间,通过灯泡L1的电流方向向右D. 在断开S的瞬间,灯泡L2立即熄灭15.如图所示,A、B两灯相同,L是带铁芯的电阻可不计的线圈,下列说法中正确的是()A. 开关K合上瞬间,A灯先亮B灯后亮B. K合上稳定后,A、B同时亮着C. K断开瞬间,A、B同时熄灭D. K断开瞬间,B立即熄灭,A闪亮一下再熄灭二、填空题(共5题,共0分)16.为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象,设计了如图所示的电路图,A、B两灯规格相同,L的直流电阻和R相等,开关接通的瞬间,A灯的亮度1(填“大于”“等于”或“小于”)B 灯的亮度;通电一段时间后,A灯的亮度2(填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度;断电的瞬间,A灯3(填“立即”或“逐渐”)熄灭,B灯4(填“立即”或“逐渐”)熄灭。
第三章电磁感应第六节自感现象涡流A级抓基础1.下列关于自感现象的说法,正确的是( )A.自感现象不是电磁感应现象B.自感电动势不是感应电动势C.自感电动势总是阻碍电流的通过D.自感电动势总是阻碍电流的变化解析:自感现象是由于自身电流变化,引起磁通量变化而产生的电磁感应现象,故选项A、B错;自感的作用是阻碍电流的变化,电流增大时自感电动势阻碍电流的增大,电流减小时自感电动势阻碍电流的减小,而不是阻碍电流的通过.所以选项C错,选项D对.答案:D2.有关线圈的自感系数大小,下列说法正确的是( )A.通过线圈的电流越大,自感系数越大B.线圈中的电流变化越快,自感系数越大C.插有铁芯时线圈的自感系数会变大D.线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关解析:线圈的自感系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯有关,与有无电流无关.答案:C3.(多选)下列情况中可能产生涡流的是( )A.把金属块放于匀强磁场中B.让金属块在磁场中匀速运动C.让金属块在磁场中加速运动D.把金属块放于变化的磁场中解析:涡流的产生符合法拉第电磁感应定律,必须有变化的磁通量,并且在闭合回路(金属块可以看成由无数个闭合回路组成)中才能产生感应电流,即涡流,则B、C、D均有可能.答案:BCD4.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有( )A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.正确选项应为A.答案:A5.线圈中插入一根铁棒,自感系数将增大,下列解释与事实最接近的是( )A.因为铁棒导电性很强B.因为铁棒电阻很大C.因为铁棒电阻率很大D.因为铁棒也会被磁化,线圈通电后导致线圈和铁棒组成的电磁铁内部磁感应强度增大,线圈电流变化时其变化率也会增大解析:电磁铁的线圈内加入铁棒,同样大的电流电磁铁的磁性会增强,答案D最符合题意.答案:D6.如图所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图.冶炼炉内装入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化.这种冶炼方法速度快,温度容易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,因此适于冶炼特种金属.该炉的加热原理是( )A.利用线圈中电流产生的焦耳热B.利用红外线C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D.利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波解析:利用交变电流产生的交变磁场引起炉内金属截面的磁通量变化,使金属中产生感应电流,因整块金属的电阻相当小,所以感应电流很强,它在金属内自成回路流动时,形成漩涡状的电流,即涡流,涡流产生大量的焦耳热使炉内温度升高,金属熔化,故选C;当然线圈中也因有交变电流会产生一定的焦耳热,但它是相当少的,根本不可能使炉内温度高到使金属熔化的程度,故A错误.答案:CB级提能力7.如图所示为考场常用的金属探测器,它的工作原理是利用了( )A.电流的磁效应B.电流的热效应C.电磁感应原理D.磁体吸引铁等磁性材料解析:金属探测器内是由一系列线圈与电源及检测电路组成的,当有金属材料时会因为电磁感应而产生涡流,涡流产生的磁场会引起检测电路产生报警现象.答案:C8.(多选)如图所示,电路中L为一电感线圈,ab支路和cd支路电阻相等,则( )A.合上开关S时,电流表的示数小于电流表的示数B.合上开关S时,电流表的示数等于电流表的示数C.断开开关S时,电流表的示数大于电流表的示数D.断开开关S时,电流表的示数等于电流表的示数解析:合上开关时,因为自感线圈阻碍所在支路电流增加,故示数小于;断开开关时,线圈自感产生自感电动势,成为电源,同时电感线圈L、电阻R及两电流表构成回路,所以示数相等.答案:AD9.制作精密电阻时,为了消除在使用过程中,由于电流变化引起的自感现象,用电阻丝绕电阻时采用如下图所示的双线绕法,其依据的原理是( )A.电路中电流变化时,双线中的自感电动势互相抵消B.电路中电流变化时,双线中的自感电流互相抵消C.电路中电流变化时,双线产生的磁通量互相抵消D.由于两根导线相互平行,电流方向相反,所以电流变化互相抵消解析:双线绕法中两导线的电流方向相反,所以产生的磁场互相抵消.答案:C精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
人教版高中物理选修1-1 3.6 自感现象涡流同步练习一、选择题(共12题;)1. 为了测出自感线圈的直流电阻,可采用如图所示的电路.由于线圈自感系数很大,为了保护电表和各元件,在测量完毕后将电路解体时应该()A.首先断开开关S1B.首先断开开关S2C.首先拆除电源D.首先拆除安培表2. 一个自感系数很大的线圈,用如图所示的电路测量它的直流电阻,闭合电键S1与S2待稳定后.读出电压表与电流表的示数.下列说法正确的是()①线圈电阻的测量值等于电压表示数与电流表示数的比值②线圈电阻的真实值小于电压表示数与电流表示数的比值③在测量完毕拆卸电路时,应先断开S1,后断开S2④在测量完毕拆卸电路时,应先断开S2后断开S l.A.①③B.①④C.②③D.②④3. 如图,电灯的灯丝电阻为2Ω,电池电动势为2V,内阻不计,线圈的自感系数很大.先合上电键K,稳定后突然断开K,则下列说法中正确的是()A.若线圈电阻为零,电灯立即变暗再熄灭B.若线圈电阻为零,电灯会突然亮一下再熄灭C.若线圈电阻为4Ω,电灯会闪亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反D.若线圈电阻为4Ω,电灯会立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同4. 如图所示,L1、L2、L3是完全相同的灯泡,L为直流电阻可忽略的自感线圈,开关S 原来接通,当开关S断开时,下面说法正确的是(电源内阻不计)()A.L1闪亮一下后熄灭B.L2闪亮一下后恢复原来的亮度C.L3变暗一下后恢复原来的亮度D.L3闪亮一下后恢复原来的亮度5. 如图所示的电路中()A.当开关S闭合时,灯A1立即发光,A2逐渐亮起来B.当开关S闭合时,灯A2立即发光,A1逐渐亮起来C.当开关S断开时,灯A1立即熄灭,A2逐渐熄灭D.当开关S断开时,灯A2立即熄灭,A1逐渐熄灭6. 如图所示,电路中电源的电动势为E、内电阻为r,开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器R的中点位置向左滑动时,小灯泡L1、L2、L3的亮度变化情况()A.L1、L3两灯都变亮,L2灯变暗B.L1、L3两灯都变暗,L2灯变亮C.L1、L2两灯都变亮,L3灯变暗D.L1、L2两灯都变暗,L3灯变亮7. 如图所示,灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R,L是带铁芯的理想线圈,电源的内阻不计.开关S1、S2均闭合且电路达到稳定.已知电路中的各种元件均在安全范围之内.下列判断中正确的是()A.灯泡A中有电流通过,方向为a→bB.将S1断开的瞬间,灯泡A、B同时熄灭C.将S1断开的瞬间,通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大D.将S2断开,电路达到稳定,灯泡A、B的亮度相同8. 如图所示,条形磁铁用细线悬挂在O点.O点正下方固定一个水平放置的铝线圈.让磁铁在同一竖直面内摆动.条形磁铁在完整摆动一次的过程中,下列说法中正确的是()A.线圈内感应电流的方向改变4次B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力9. 图中电感L的直流电阻为R,小灯泡的电阻也为R,两个相同的小量程电流表G1、G2的内阻不计.当开关S闭合,电路达到稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央).则,()A.开关断开后G1、G2的指针都立即回到零点B.开关断开后G1缓慢回到零点,G2立即左偏,偏后缓慢回到零点C.从闭合开关到电路稳定过程中两电流表示数变化情况完全相同D.从闭合开关到电路稳定过程中小灯泡先变亮然后变暗10. 如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路,在铁芯的右端套有一表面绝缘的铜环a,下列各种情况下铜环a中产生感应电流的是()A.通电时,使滑动变阻器的滑片P匀速移动B.线圈中通以恒定的电流C.通电时,使滑动变阻器的滑片P加速移动D.将开关突然断开的瞬间11. 日光灯电路主要是由日光灯管、镇流器和起动器(起辉器)构成的,在日光灯正常工作的情况下,下列说法正确的是()A.灯管点燃后,起动器的两个触片是分离的B.灯管点燃后,镇流器就没有用了C.镇流器的作用仅仅是在日光灯点燃时提供瞬时的高压D.镇流器的另一个作用是将交流电转换为直流电12. 如图所示电路,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,L A、L B是两个相同的灯泡,设实验过程中灯泡均没有损坏,则下列说法正确的是()A.S闭合瞬间,L A不亮,L B很亮B.S闭合瞬间,L A、L B同时亮,然后L A逐渐熄灭,L B变得更亮C.S断开瞬间,L A亮一下才逐渐熄灭,L B立即熄灭D.S断开瞬间,L A、L B都立即熄灭二、解答题(共3题;)如图所示,a、b灯分别标有“36V 40W”和“36V25W”,闭合电键,调节R,能使a、b 都正常发光.断开电键后重做实验,电键闭合后看到的现象是什么?稳定后哪只灯较亮?再断开电键,又将看到什么现象?一金属圆环用绝缘细绳悬挂,忽略空气阻力,圆环可做等幅摆动,若在圆环正下方放置一条形磁铁如图所示,圆环将如何运动.如图所示,一狭长的铜片能绕O点在纸面平面内摆动,有界的磁场其方向垂直纸面向里,铜片在摆动时受到较强的阻尼作用,很快就停止摆动.如果在铜片上开几个长缝,铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动,这是为什么?参考答案与试题解析人教版高中物理选修1-1 3.6 自感现象涡流同步练习一、选择题(共12题;)1.【答案】B【考点】自感现象的应用【解析】如果不先断开S2,当电感中电流发生很大变化时,会有很大的电流通过电压表,从而损坏电压表.【解答】若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R,由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路,原先L中有较大的电流通过,现在这个电流将通过电压表,造成电表损坏,所以实验完毕应先断开开关S2,B符合题意.故答案为:B2.【答案】B【考点】自感现象和自感系数【解析】根据电阻测量的原理分析线圈电阻的测量值、真实值之间的关系;分别进行③④项操作都会发生自感现象,在电压表中有强电流流过时,发热过多,造成仪器烧坏.【解答】解:①根据电阻测量的原理可知,线圈电阻的测量值等于电压表示数与电流表示数的比值.故①正确;②以上的测量值由于是测量的线圈与电压表的并联的电阻值,所以测量值小于真实值.故②错误;③若先断开开关S1,由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路,原先L中有较大的电流通过,现在这个电流将通过电压表,造成电表损坏,所以实验完毕应先断开开关S2.故③错误,④正确.故选:B3.【答案】B【考点】自感现象和自感系数【解析】断开K,线圈L将产生自感现象,且与电灯构成一闭合回路,通过电灯的电流向上,与断开前的电流方向相反,线圈直流电阻比灯泡大,断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流.【解答】解:A、突然断开K,线圈将产生自感现象,且与电灯构成一闭合回路,此时通过电灯的电流向上,与断开前的电流方向相反;因线圈直流电阻比灯泡大,断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流,即电灯会突然比原来暗一下再熄灭,B正确,A错误.C、断开S,线圈中电流将要减小,产生自感电动势,相当于电源,且与电灯构成一闭合回路,形成自感电流,根据楞次定律可知,此时通过电灯的电流向上,与断开前的电流方向相反;因线圈直流电阻比灯泡大,断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流,即电灯会突然比原来暗一下再熄灭,故CD错误,故选:B.4.【答案】D【考点】自感现象和自感系数【解析】线圈在断开瞬间产生一感应电动势相当于电源,阻碍电流减小,从而即可求解.【解答】开关接通时L1被短路不亮断开瞬间由于线圈自感产生一电动势(相当于电源)与原来的电源串联,所以L3更亮而后恢复原来亮度,故C错误D正确;L2和L1串联后变得更暗,L1由不亮到亮不再熄灭,故AB错误。
第六节自感现象涡流1.了解什么是自感现象、自感系数和涡流,知道影响自感系数大小的因素.(重点+难点)2.了解自感现象和涡流的利用及其危害的防止.(重点)3.初步了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理.,[学生用书P54])一、自感现象1.定义:由于导体回路中的电流发生变化而在自身回路引起的电磁感应现象称为自感现象.2.本质:自身电流的变化,导致其自身产生的磁场发生变化,从而使通过自身的磁通量发生变化,最终产生电磁感应现象.3. 通电自感:如图所示,开关闭合时我们观察到的现象是:灯泡A1逐渐变亮,灯泡A2立即变亮,这是由于线圈L的影响,由此可以判断线圈L的自感电动势阻碍电流的增加.4.断电自感:如图所示,开关断开时,灯泡A没有立即熄灭,这是由于线圈的自感作用,说明自感电动势阻碍线圈中电流的减小.5.自感的作用:阻碍电路中电流的变化.1.断电自感现象中,灯泡在开关断开后,仍然亮一会,是否违背能量守恒定律?提示:不违背.断电时,储存在线圈内的磁场能转化为电能用以维持回路保持一定时间的电流.二、电感器1.定义:电路中的线圈叫做电感器.2.描述电感器性能的物理量:自感系数,简称自感.3.决定线圈自感系数的因素:线圈的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁芯.线圈越粗、越长,匝数越多,它的自感系数就越大,另外有铁芯时的自感系数比没有铁芯时大.4.应用:自感现象在我们的生活中有利也有弊,利用自感现象,如:日光灯镇流器;需要克服自感现象,如:断电时产生的电弧.三、涡流及其应用1.定义:只要空间有变化的磁通量,其中的导体中就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流. 2.应用:涡流通过电阻时可以生热,金属探测器和电磁炉就利用了涡流.但在电动机、变压器中涡流是有害的.2.互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯就能减小涡流,请试着说出原因. 提示:绝缘硅钢片之间是绝缘的,能增大回路中的电阻,并阻断涡流的回路从而减小了涡流.自感现象的分析[学生用书P55]自感电动势总是要阻碍引起自感的电流的变化,就好像感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化一样.自感电动势阻碍的对象是“电流的变化”,而不是电流本身.如图所示,当电流处于稳定状态时,流过L 的电流为I 1=E r(电源内阻不计),方向由a →b ;流过灯泡A 的电流I 2=E R.断开S 的瞬间,I 2立即消失,而由于线圈的自感,I 1不会马上消失,随着I 1的减小,线圈上产生一个b 端为正、a 端为负的自感电动势,与灯泡组成abcd 回路,因此流过A 的电流大小由I 2变成I 1,方向由d →c 变成c →d .可见通过A 的电流大小与方向都发生了变化.发生断电自感时,如果要判定电路中的灯泡是否闪亮一下,方法是判断灯泡中的电流是突然变大,还是突然变小,为此要比较原电路中I 1、I 2的大小,若R >r ,I 1>I 2,灯泡会闪亮一下再熄灭;若R ≤r ,灯泡会逐渐变暗至熄灭.如图所示的电路中,L 为电感线圈,电阻不计,A 、B 为两灯泡,则( )A.合上S时,A先亮,B后亮B.合上S时,B先亮,A后亮C.合上S后,A变亮,B亮后逐渐熄灭D.断开S时,A、B同时熄灭[关键提醒] 分析自感现象的核心问题就是明确自感电动势的作用(相当于电源还是电阻),并且要弄清电路的整体结构.[解析]合上S后,A变亮,B亮后慢慢熄灭,因为B被短路了;断开S后,A立即熄灭,B亮一下再熄灭,故选C.[答案] C对涡流的进一步理解[学生用书P56]1.涡流的产生把块状金属放在变化的磁场中,或者让它在非均匀磁场中运动,金属块内就会产生感应电流,因为金属块本身可自行构成闭合回路,且整块金属导体的电阻一般情况下很小,所以产生的涡流通常是很强的.2.涡流的应用(1)利用涡流的热效应:应用涡流在回路中产生的热量冶炼金属的高频感应炉.(2)利用涡流的磁效应:电磁阻尼和电磁驱动.(3)利用涡流现象的小型装置:在车站、机场进行安检的探测器,用来探测旅客是否带有金属制品,像刀、枪之类的危险物品等.3.涡流的危害与防止(1)在各种电机、变压器中,涡流是非常有害的,首先它会使铁芯的温度升高,从而危及线圈绝缘材料的寿命,严重时会使材料报废;其次涡流发热要消耗额外的能量,使电机、变压器的效率降低.(2)为了减小涡流,变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成,而是用薄薄的硅钢片叠合而成.一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大,从而减少损耗;另一方面,每层硅钢片之间都是绝缘的,阻断了涡流的通路,进一步地减少了涡流的发热.(多选)如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流通过焊缝产生大量热量,将金属熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分发热很少,以下说法中正确的是()A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高得越快B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高得越快C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大[思路点拨] 由电磁感应现象判断电流频率高低对电流大小的影响,由焊缝处和工件其他部分串联电流一样,判断焊缝处的电阻的大小.[解析]线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流的大小与感应电动势有关,电流变化的频率越高,电流变化得越快,感应电动势就越大.A 选项正确.工件上焊缝处相对于其他位置而言电阻大,电流产生的热量就多,D选项也正确.[答案]AD能量守恒在涡流中的应用[学生用书P56](多选)如图所示,闭合金属环从曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升,设环的初速度为零,摩擦不计,曲面处在图示磁场中,则()A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于hB.若是匀强磁场,环滚上的高度等于hC.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于hD.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h[思路点拨] 本题应从涡流的产生及能量守恒的角度考虑.[解析]若是匀强磁场,滚动过程中金属环的磁通量不变,没有电磁感应现象发生,机械能守恒,环滚上的高度等于h;若是非匀强磁场,滚动过程中金属环的磁通量变化,有感应电流产生,金属环克服安培力做功,消耗机械能,环滚上的高度小于h.[答案]BD(1)涡流产生是电磁感应现象中的一种,当通过导体的磁通量变化时才会发生.(2)判断题目中共涉及几种形式的能量,各种能量之间是如何转化的是应用能量守恒定律的前提.[随堂检测] [学生用书P57]1.关于线圈的自感系数,下列说法正确的是()A.自感电动势越大,线圈的自感系数越大B.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零C.线圈中电流变化越快,自感系数越大D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定解析:选D.线圈的自感系数与线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关,与线圈的电流、电动势等因素无关.2.下列关于自感现象的说法,正确的有()A.自感现象不是电磁感应现象B.自感电动势不是感应电动势C.自感电动势总是阻碍电流的通过D.自感电动势总是阻碍电流的变化解析:选D.自感现象是由于自身电流变化,引起磁通量变化而产生的电磁感应现象,故A、B错;自感的作用是阻碍电流的变化,电流增大时自感电动势阻碍电流的增大,电流减小时自感电动势阻碍电流的减小,而不是阻碍电流的通过.所以C错,D对.3.(多选)变压器的铁芯是利用彼此绝缘的薄硅钢片叠加而成的,而不是采用一整块硅钢,这是为了()A.增大涡流,提高变压器的效率B.减小涡流,提高变压器的效率C.增大铁芯的电阻,以产生更多的热量D.增大铁芯的电阻,以减小发热量解析:选BD.不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,减小涡流,从而减少电能转化成铁芯的内能,提高效率.故选项B、D正确.4.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有()A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.无法判定解析:选A.当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.因此正确选项为A.5.如图所示,在O点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜球在A点由静止释放,向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是()A.A、B两点在同一水平线B.A点高于B点C.A点低于B点D.铜球将做等幅摆动解析:选B.铜球在进入和穿出磁场的过程中,产生涡流,损耗机械能,故A点高于B 点.故选B.[课时作业] [学生用书P105(单独成册)]一、单项选择题1.关于线圈中自感电动势的大小,下列说法中正确的是()A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大解析:选 B.在电感一定的情况下电流变化越快即变化率越大电动势越大,A项错、B 项对;电流为零的瞬间电流的变化率不一定为零,电流的值最大时电流的变化率不一定最大,所以C、D项错.2.下列说法中正确的是()A.电路中电流越大,自感电动势越大B.电路中电流变化越大,自感电动势越大C.线圈中电流均匀增大,线圈的自感系数也将均匀增大D.线圈中电流为零时,自感电动势不一定为零解析:选D.电流大的时候电流的变化率不一定大,电流变化大的时候电流的变化率也不一定大,故A、B错,D对;线圈的自感系数与电流无关,C错.3. 如图所示,在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水.给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温升高,则通入的电流与水温升高的是()A.恒定直流、小铁锅B.恒定直流、玻璃杯C.变化的电流、小铁锅D.变化的电流、玻璃杯解析:选C.通入恒定直流时,所产生的磁场不变,不会产生感应电流,通入变化的电流,所产生的磁场发生变化,在导体内产生涡流,电能转化为内能,使水温升高;涡流是由变化的磁场在导体内产生的,所以玻璃杯中的水不会升温.4.制作精密电阻时,为了消除在使用中由于电流变化引起的自感现象,用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线绕法.其道理是()A.电路中电流变化时,两根线中产生的自感电动势互相抵消B.电路中电流变化时,两根线中产生的自感电流相互抵消C.电路中电流变化时,两根线中电流产生的磁场相互抵消,合磁场穿过线圈的磁通量为零D.以上说法均不正确解析:选C.由于采用双线绕法,当电流通过时,方向相反,不管电流怎样变化,任何时刻电流都是等大反向的,由电流产生的磁场相互抵消,总磁场为零,故不会产生电磁感应现象,也就消除了自感,故选项A、B、D错误,选项C正确.5.如图所示的电路中,两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“-”接线柱流入时,指针向右摆,当电流从“+”接线柱流入时,指针向左摆,当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间,下列哪个说法符合实际()A.G1指针向左摆,G2指针向右摆B.G1指针向右摆,G2指针向左摆C.G1、G2的指针都向左摆D.G1、G2的指针都向右摆解析:选A.S断开的瞬间,LR G2G1组成了一个新的回路,新回路的电源是L,L阻碍回路中向右的电流的减小,所以回路中还有顺时针方向的电流.6.如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应()A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R解析:选B.S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2.7.如图所示,当交流电源电压恒为220 V,频率恒为50 Hz时,三只灯泡L A、L B、L C 的亮度相同,若将交流电的频率改为100 Hz,则()A.L A灯最暗B.L B灯最暗C.L C灯最暗D.三只灯泡的亮度依然相同解析:选A.当交变电流的频率增大时,线圈的感抗变大,电容器的容抗变小,所以L A 灯变暗,L B灯变亮,L C灯亮度不变,故A正确.8.有一铜盘可以在支架上无摩擦地自由转动,在其转动过程中逐渐把一蹄形磁体靠近它,铜盘将()A.仍按原速度转动B.转动速度加快C.转动速度变慢后再匀速转动D.慢慢停下来解析:选D.磁铁靠近铜盘时,在铜盘中产生涡流,由于发热,损失系统的机械能.二、多项选择题9.下列应用与涡流有关的是()A.家用电磁炉B.家用微波炉C.真空冶炼炉D.探雷器解析:选ACD.家用电磁炉和真空冶炼炉利用涡流的热效应工作,探雷器利用涡流的磁效应工作,而微波炉利用高频电磁波工作.10.如图所示为冶炼钢铁的电路的示意图,它是根据涡流的原理工作的,则下列说法中不正确的是()A.需接交流电源,且电流频率越高,发热效果越好B.需接交流电源,且电流频率越低,发热效果越好C.需接直流电源,且电流越大,发热效果越好D.需接直流电源,且电流越小,发热效果越好解析:选BCD.根据涡流产生的原理可知,需要接交流电源,且交流电的频率越高,钢铁中产生的感应电流(涡流)越大,发热效果就越好,故A选项正确,B、C、D错误.三、非选择题11.如图所示,金属球(铜球)下端有通电的线圈,今把小球拉离平衡位置后释放,试分析此后小球的运动情况(不计空气阻力).解析:小球在通电线圈产生的磁场中运动,小球中产生涡流,故小球要受到安培力作用阻碍它的相对运动,小球上下振动的幅度越来越小,最后静止.答案:见解析12.如图所示的电路中,电源电动势E=6 V,内电阻不计,L1、L2两盏灯均标有“6 V 0.3 A”,电阻R与电感线圈的直流电阻R L阻值相等,均为20 Ω.试分析:S闭合和断开的瞬间,求L1、L2两灯的亮度变化.解析:在电键闭合的瞬间,电感支路相当于断路.计算可知:I1=0.1 A,I2=0.2 A.即电键闭合的瞬间,两灯同时亮,L2灯较L1灯更亮.稳定后,两灯亮度相同.电键断开时,L1立即熄灭,L2逐渐熄灭.答案:电键闭合的瞬间两灯同时亮,电键断开时,L1立即熄灭,L2逐渐熄灭。
六、自感现象涡流一、单项选择题Ⅰ1.感应电流的磁场一定()A.导致引起感应电流的磁通量被部分抵消B.阻碍引起感应电流的磁通量的变化C.与引起感应电流的磁场反向D.与引起感应电流的磁场同向2.下列关于线圈的自感系数大小的说法中,正确的是()A.通过线圈的电流越大,自感系数也越大B.线圈中的电流变化越快,自感系数也越大C.插有铁芯时线圈的自感系数会变大D.线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯无关3.下列说法中正确的是()A.电路中电流越大,自感电动势越大B.电路中电流变化越大,自感电动势越大C.线圈中电流均匀增大,线圈的电感系数也将均匀增大D.线圈中电流为零时,自感电动势不一定为零4.一个线圈中的电流均匀增大,这个线圈的()A.自感系数均匀增大B.磁通量均匀增大C.自感系数、自感电动势均匀增大D.自感系数、自感电动势、磁通量都不变5.如图3-6-3为某同学研究自感现象的实验电路图,电路中灯泡的电阻R1=6.0 Ω,定值电阻R=2.0 Ω,AB间电压U=6.0 V.开关S原来闭合,电路处于稳定状态时,流过线圈中的电流为1.5 A.则()图3-6-3A.线圈的直流电阻为2 ΩB.线圈的直流电阻为0C.断开开关瞬间通过灯泡的电流为零D.断开开关瞬间通过灯泡的电流方向向右6.变压器的铁芯不是用整块铁做成而是用许多涂有氧化层的薄硅钢片叠合而成,这样做主要是()A.节约钢铁材料,使小块的铁片边角料得以利用B.硅钢片电阻率小,减小铁芯产生热量C.避免产生涡流,使铁芯不产生热量D.减少涡流产生,减少铁芯产生的热量7.唱卡拉OK用的话筒,内有传感器.其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确的是()A.该传感器是根据电流的磁效应工作的B.该传感器是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势8.如图3-6-4所示,开关S闭合且达到稳定时,小灯泡能正常发光.则当闭合S和断开S的瞬间能观察到的现象分别是()图3-6-4A.小灯泡慢慢变亮;小灯泡立即熄灭B.小灯泡立即变亮;小灯泡立即熄灭C.小灯泡慢慢变亮;小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭D.小灯泡立即变亮;小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭二、单项选择题Ⅱ9.吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者,电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做“拾音器”的装置,能将琴弦的振动转化为电信号,电信号经扩音器放大,再经过扬声器就能播出优美音乐声.如图3-6-5是拾音器的结构示意图,多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦(电吉他不能使用尼龙弦)之间,当弦沿着线圈振动时,线圈中就会产生感应电流.关于感应电流,以下说法正确的是()图3-6-5A.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流是恒定的B.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小变化,方向不变C.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小不变,方向变化D.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化10.如图3-6-6所示,L A和L B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与R相同.由于存在自感现象,在开关S闭合和断开时,灯L A和L B先后亮暗的顺序是()图3-6-6A.接通时,L A先达到最亮;断开时,L A后暗B.接通时,L B先达到最亮;断开时,L B后暗C.接通时,L A先达到最亮;断开时,L A先暗D.接通时,L B先达到最亮;断开时,L B先暗11.制作精密电阻时,为了消除在使用过程中,由于电流变化引起的自感现象,用电阻丝绕电阻时采用如图3-6-7所示的双线绕法,其道理是()图3-6-7A.电路中电流变化时,双线中的自感电动势互相抵消B.电路中电流变化时,双线中的自感电流互相抵消C.电路中电流变化时,双线产生的磁通量互相抵消D.以上说法都不正确12.如图3-6-8所示的电路中,电阻R和自感L的值都较大,L1、L2是完全相同的灯泡,当开关S闭合时,下面所述的情况中正确的是()图3-6-8A.L1比L2先亮,然后L1熄灭B.L2比L1先亮,然后L1逐渐变亮C.L1、L2一起亮,然后L1熄灭D.L1、L2一起亮,然后L2熄灭三、多项选择题13.如图3-6-9所示,L A和L B是规格相同的电灯,L是自感系数较大的线圈.当S1闭合、S2断开且电路稳定时,L A、L B亮度相同.再闭合S2,待电路稳定后将S1断开.断开瞬间,下列说法中正确的是()图3-6-9A.L B灯立即熄灭B.L A灯将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过L B灯,方向为c→dD.有电流通过L A灯,方向为b→a14.如图3-6-10甲是录音机的录音电路原理图,乙是研究自感现象的实验电路图,丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图,丁是电容式话筒的电路原理图,下列说法正确的是()图3-6-10A.甲图中录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B.乙图电路开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花C.丙图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化D.丁图电路中,根据电磁感应的原理,声波的振动会在电路中产生变化的电流15.如图3-6-11所示,L A、L B是完全相同的两个小灯泡,L为自感系数很大的线圈,其直流电阻远小于灯泡电阻.闭合开关S,电路稳定时,L B灯恰能正常发光,则()图3-6-11A.开关S闭合的瞬间,L A比L B先发光,随后L B灯变亮B.闭合开关S,电路稳定时,L A灯熄灭C.断开开关S的瞬间,L A灯灯丝可能被烧断D.断开开关S的瞬间,L B灯立即熄灭16.如图3-6-12所示电路中,自感系数较大的线圈L的直流电阻不计,下列操作中能使电容器C的A板带正电的是()图3-6-12A.S闭合的瞬间B.S断开的瞬间C.S闭合,电路稳定后D.S闭合,向右迅速移动滑动变阻器触头17.如图3-6-13所示电路中,L为电感线圈,L B为灯泡,交流电压表和电流表为理想电表,交流电源为我国居民家用照明电路电源,下列说法正确的是()图3-6-13A.电压表和电流表的读数在不断变化B.电压表的读数为220 VC.若只将电源频率变为100 Hz,灯泡将变暗D.若将电感线圈换成电容器,灯泡将熄灭18.电磁炉是利用涡流加热的.它利用交变电流通过线圈产生变化磁场,当磁场内的磁感线通过锅底时,即会产生无数小涡流,使锅体本身高速发热,从而达到烹饪食物的目的.因此,下列的锅类或容器中,不适用于电磁炉的是()A.煮中药的瓦罐B.不锈钢C.平底铸铁炒锅D.塑料盆。
人教版物理选修1-1第三章第六节自感现象涡流同步训练C卷(考试)姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题(共计15小题) (共15题;共30分)1. (2分)(2019·扬州模拟) 如图所示电路中,电源电动势为E(内阻不计),线圈L的自感系数较大,电阻不计.电容器C的电容足够大,以下判断正确的是()A . 闭合S,电路稳定后,电容器两端电压为EB . 闭合S,电路稳定后,电容器的a极板带正电C . 断开S的瞬间,灯泡A不会闪亮D . 断开S的瞬间,灯泡B立即熄灭【考点】2. (2分) (2019高二下·三明月考) 电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关,还跟交流电的频率有关,下列说法中正确的是()A . 电感是通直流、阻交流,通高频、阻低频B . 电容是通直流、阻交流,通高频、阻低频C . 电感是通直流、阻交流,通低频、阻高频D . 电容是通交流、隔直流,通低频、阻高频【考点】3. (2分) (2015高二下·福州期中) 如图所示,带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器R的阻值相同,A1和A2是两个完全相同的电流表,则下列说法中正确的是()A . 闭合S瞬间,电流表A1示数小于A2示数B . 闭合S瞬间,电流表A1示数等于A2示数C . 断开S瞬间,电流表A1示数大于A2示数D . 断开S瞬间,电流表A1示数小于A2示数【考点】4. (2分)(2017·深圳模拟) 在如图所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,S为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是()A . 合上开关,a先亮,b逐渐变亮;断开开关,a、b同时熄灭B . 合上开关,b先亮,a逐渐变亮;断开开关,a先熄灭,b后熄灭C . 合上开关,b先亮,a逐渐变亮;断开开关,a、b同时熄灭D . 合上开关,a、b同时亮;断开开关,b先熄灭,a后熄灭【考点】5. (2分) (2017高二上·牡丹江期末) 某用电器接在220V的交流电路上,当交流电压不变而频率由50Hz 变为60Hz时,通过用电器的电流变大,该用电器可能是()A . 纯电阻器件B . 纯电感器件C . 纯电容器件D . 由电阻和电感组成的器件【考点】6. (2分) (2019高二下·南安月考) 如图的交流电路中,若电源电动势的表达式由“ ”变为“ ”,且已知ω1<ω2 ,可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是()A . L1、L2、L3亮度都不变B . L1变亮、L2变暗、L3不变C . L1变暗、L2变亮、L3不变D . L1变暗,L2不变、L3变亮【考点】7. (2分) (2019高二上·海安月考) 如图甲、乙所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()A . 在电路甲中,断开S后,A将立即熄灭B . 在电路甲中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗C . 在电路乙中,断开S后,A将逐渐变暗D . 在电路乙中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗【考点】8. (2分) (2020高二下·顺义期中) 如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略。
下列说法中正确的是()A . 合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮B . 合上开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮C . 断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会才熄灭D . 断开开关S切断电路时,A1会闪亮一下再熄灭【考点】9. (2分)关于电感对交变电流的影响,下列说法正确的是()A . 电感不能通直流电流,只能通交变电流B . 电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同C . 同一个电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小D . 同一个电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小【考点】10. (2分) (2019高二下·黑龙江月考) 直流电源的电压与交流电压的有效值相同,电感线圈的直流电阻不计,则下列图中灯泡最亮的是()A .B .C .D .【考点】11. (2分) (2019高二下·白城月考) 如图所示,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联,再将三者并联,接在220V,100Hz的交变电源两端,三只灯泡亮度相同.如果将电源改为220V,60Hz 的交变电源,则()A . 三只灯泡亮度不变B . a不变,b变暗,c变亮C . a亮度不变,b变亮,c变暗D . 三只灯泡都将变亮【考点】12. (2分) (2020高二下·洛阳期末) 如图所示,两灯泡A1、 A2相同, A1与一理想二极管D连接,自感系数较大的线圈L的直流电阻不计。
下列说法正确的是()A . 闭合开关S后,A1会逐渐变亮B . 断开S的瞬间,A1会立即熄灭C . 断开S的瞬间,A1会逐渐熄灭D . 闭合开关S稳定后,A1、 A2亮度相同【考点】13. (2分) (2018高二上·天水期末) 如图,为了测出自感线圈的直流电阻,可采用如图所示的电路.在测量完毕后将电路解体时应该()A . 首先断开开关S1B . 首先断开开关S2C . 首先拆除电源D . 首先拆除安培表【考点】14. (2分) (2020高二上·湛江期末) 如图所示,灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B两灯亮度相同,再闭合S2 ,待电路稳定后将S1断开,下列说法中正确的是()A . B灯将比原来更亮一下后熄灭B . A灯将比原来更亮一下后熄灭C . 有电流通过B灯,方向为c→dD . 有电流通过A灯,方向为b→a【考点】15. (2分)如图所示,用电流传感器研究自感现象.电源内阻不可忽略,线圈的自感系数较大,其直流电阻小于电阻R的阻值.t=0时刻闭合开关S ,电路稳定后,t1时刻断开S ,电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图象.下列图象中可能正确的是()A .B .C .D .【考点】二、填空题(共计5小题) (共5题;共12分)16. (2分)(2019·江苏模拟) 在电路中,电感器能起________(选填“通交流,隔直流”或“通直流,阻交流”)作用,电容器能起________(选填“通交流,隔直流”或“通直流,阻交流”)作用【考点】17. (3分)如图所示,A1与A2是两只相同的电流表,自感线圈L的直流电阻和R相等,开关S闭合的瞬间,A1的示数________于A2的示数,开关S闭合稳定后,A1的示数________于A2的示数,S断开的瞬间,A1的示数________于A2的示数。
(填“大”、“小”、“等”)。
【考点】18. (2分)电磁灶是利用________原理制成的,它在灶内通过交变电流产生交变磁场,使放在灶台上的锅体内产生________而发热。
【考点】19. (3分)如图所示是一演示实验的电路图。
图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡。
起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。
现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从________端经灯泡到________端。
这个实验是用来演示________ 现象的。
【考点】20. (2分)在制造精密电阻时,为了消除在使用过程中由于电流变化而引起的________现象,常采用双线绕法,这是由于________.【考点】三、计算题(共计5小题) (共5题;共50分)21. (5分)如图所示,a、b灯分别标有“36 V40 W”和“36 V25 W”,闭合电键,调节R ,能使a、b都正常发光.断开电键后重做实验,电键闭合后看到的现象是什么?稳定后哪只灯较亮?再断开电键,又将看到什么现象?【考点】22. (10分)如图所示,电阻为R的长直螺线管,其两端通过电阻可忽略的导线相连接。
一个质量为m的小条形磁铁A从静止开始落入其中,经过一段距离后以速度v做匀速运动。
假设小磁铁在下落过程中始终沿螺线管的轴线运动且无翻转。
(1)定性分析说明:小磁铁的磁性越强,最后匀速运动的速度就越小;(2)小磁铁做匀速运动时在回路中产生的感应电动势约为多少?【考点】23. (15分)轻质细线吊着一质量为m=3kg ,边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈总电阻为r=1Ω .在框的中间位置以下区域分布着矩形匀强磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示.求:(1)请判断全过程线圈中产生的感应电流的方向?(2)线圈的电功率;(3)请通过定量计算说明绳子张力的变化情况,并判别是否存在轻质细线的拉力为0的时刻,并说明理由。
【考点】24. (10分)在如图(a)所示的虚线框内有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示.边长为l ,总电阻为R的正方形线框abcd有一半处在磁场中且固定,磁场方向垂直于线框平面,在0~T时间内,求:(1)线框中电流的大小和方向;(2)线框ab边的生热。
【考点】25. (10分)面积S = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈,处在如图所示的磁场内,磁感应强度B随时间t变化的规律是B = 0.02t,R=3Ω , C = 30μF ,线圈电阻r = 1Ω ,其余导线电阻不计,求:(1)通过R的电流大小和方向.(2)电容器C所带的电荷量.【考点】参考答案一、选择题(共计15小题) (共15题;共30分)答案:1-1、考点:解析:答案:2-1、考点:解析:答案:3-1、考点:解析:答案:4-1、考点:解析:答案:5-1、考点:解析:答案:6-1、考点:解析:答案:7-1、考点:解析:答案:8-1、考点:解析:考点:解析:答案:10-1、考点:解析:答案:11-1、考点:解析:考点:解析:答案:13-1、考点:解析:答案:14-1、考点:解析:答案:15-1、考点:解析:二、填空题(共计5小题) (共5题;共12分)答案:16-1、考点:解析:答案:17-1、考点:解析:答案:18-1、考点:解析:答案:19-1、考点:解析:答案:20-1、考点:解析:三、计算题(共计5小题) (共5题;共50分)答案:21-1、考点:解析:答案:22-1、答案:22-2、考点:解析:答案:23-1、答案:23-2、答案:23-3、考点:解析:答案:24-1、答案:24-2、考点:解析:答案:25-1、答案:25-2、考点:解析:。