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1、2022年高中物理 46 互感和自感同步練習(xí) 新人教版選修3-2
1.如圖所示的電路L為自感線圈,R是一個(gè)燈泡,E是電源,在K閉合瞬間,通過電燈的電流方向是______________,在K切斷瞬間,通過電燈的電流方向是______________.
2.如圖所示,多匝線圈L的電阻和電池內(nèi)阻不計(jì),兩個(gè)電阻的阻值都是R,電鍵S原來是斷開的,電流I0=,今合上電鍵S將一電阻短路,于是線圈有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,此電動(dòng)勢(shì)( )
A.有阻礙電流的作用,最后電流由I0減小到零
B.有阻礙電流的作用,最后電流總小于I0
C.有阻礙電流增大的作用,因而電流將保持I0不變
D.有阻礙電流增大的
2、作用,但電流最后還是增大到2I0
3.如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r不能忽略.R1和R2是兩個(gè)定值電阻,L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈.開關(guān)S原來是斷開的.從閉合開關(guān)S到電路中電流達(dá)到穩(wěn)定為止的時(shí)間內(nèi),通過R1的電流I1和通過R2的電流I2的變化情況是( )
A.I1開始較大而后逐漸變小
B.I1開始很小而后逐漸變大
C.I2開始很小而后逐漸變大
D.I2開始較大而后逐漸變小
4.如圖所示,電燈A和B與固定電阻的電阻均為R,L是自感系數(shù)很大線圈.當(dāng)S1閉合、S2斷開且電路穩(wěn)定時(shí),A、B亮度相
3、同,再閉合S2,待電路穩(wěn)定后將S1斷開,下列說法正確的是( )
A.B立即熄滅
B.A燈將比原來更亮一些后再熄滅
C.有電流通過B燈,方向?yàn)閏→d
D.有電流通過A燈,方向?yàn)閎→a
5.在制作精密電阻時(shí),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(shí),兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)相互抵消
B.當(dāng)電路中的電流變化時(shí),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(shí),兩股導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消
D.以上說法
4、都不對(duì)
6.如圖所示,線圈的直流電阻為10 Ω,R=20 Ω,線圈的自感系數(shù)較大,電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V,內(nèi)阻不計(jì).則在閉合S瞬間,通過L的電流為__________A,通過R的電流為__________A;S閉合后電路中的電流穩(wěn)定時(shí)斷開S的瞬間,通過R的電流為__________A,方向與原電流方向__________.
7.如圖所示,L為自感線圈,A是一個(gè)燈泡,當(dāng)S閉合瞬間,a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相比,__________點(diǎn)電勢(shì)較高,當(dāng)S切斷瞬間a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相比,_________________點(diǎn)電勢(shì)較高.
能力提升:
8.如圖所示,L是自感系數(shù)較大的一個(gè)線圈,電源的電動(dòng)勢(shì)為6
5、V,開關(guān)S已閉合,當(dāng)S斷開時(shí),在L中出現(xiàn)的自感電動(dòng)勢(shì)E′=100 V。此時(shí)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
9.如圖所示的電路中,S閉合時(shí)流過電感線圈的電流為2 A,流過燈泡的電流是1 A,將S突然斷開,則S斷開前后,能正確反映流過燈泡的電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是圖中的( )
10.如圖所示實(shí)驗(yàn)中,帶鐵芯的、電阻較小的線圈L和燈泡L1并聯(lián),當(dāng)閉合開關(guān)S后,燈L1正常發(fā)光,下列說法中正確的是( )
①當(dāng)斷開S時(shí),燈L1立即熄滅
②當(dāng)斷開S時(shí),燈L1突然閃亮后熄滅
③若用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路,當(dāng)斷開S時(shí),燈L1立即熄滅
6、
④若用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路,當(dāng)斷開S時(shí),燈L1突然閃亮后熄滅
A.①②
B.③④
C.②③
D.①④
11.如圖所示電路,L是自感系數(shù)較大的線圈,在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P從A端迅
速滑向B端的過程中,經(jīng)過AB中點(diǎn)C時(shí)通過線圈的電流為I1;P從B端迅速滑向A端的過程中,經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)通過線圈的電流為I2;P固定在C點(diǎn)不動(dòng),達(dá)到穩(wěn)定時(shí)通過線圈的電流為I0,則( )
A.I1=I2=I0
B.I1>I0>I2
7、
C.I1=I2> I0
D.I1
8、D2逐漸變亮,最后一樣亮
C.電鍵S斷開時(shí),燈泡D2隨之熄滅,而D1會(huì)亮一下后才熄滅
D.電鍵S斷開時(shí),燈泡D1隨之熄滅,而D2會(huì)更亮后一下才熄滅
參考答案:
1. 答案:A→B B→A
思路解析:當(dāng)K閉合時(shí),流經(jīng)R的電流是A→B.當(dāng)K切斷瞬間,由于電源提供給R及線圈的電流立即消失,因此線圈要產(chǎn)生一個(gè)和原電流方向相同的自感電動(dòng)勢(shì)來阻礙原電流的減小,所以線圈此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源,產(chǎn)生的自感電流流經(jīng)R時(shí)的方向是B→A.
2.答案:D
思路解析:電鍵S由斷開到閉合瞬間,回路中的電流要增大,因而在L上
9、要產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì).根據(jù)楞次定律,自感電動(dòng)勢(shì)總是要阻礙引起它的電流的變化,這就是說由于電流增加引起的自感電動(dòng)勢(shì),要阻礙原電流的增加.而阻礙不是阻止,電流仍要增大,而達(dá)到穩(wěn)定后其電流為2I0.選項(xiàng)D正確.
啟示:解決此類問題,要從認(rèn)識(shí)自感電動(dòng)勢(shì)的作用做起.另外是正確地把握阻礙不是阻止.
3.答案:AC
思路解析:在S由斷開到閉合的過程中,線圈L要產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),因自感系數(shù)較大,則對(duì)電流有較大的阻礙作用,開始時(shí)電流大部分從R1中通過,I2很小,當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,線圈中的自感現(xiàn)象消失,R1中的電流變小,而R2中的電流變大,所以應(yīng)選A和C.
4.答案:AD
思路解析:斷開S2而只閉合S1時(shí)
10、,A、B兩燈一樣亮,可知線圈L的電阻也是R,在S1、S2閉合時(shí),IA=IL,故當(dāng)S2閉合、S1突然斷開時(shí),流過A燈的電流只是方向變?yōu)閎→a,但其大小不突然增大,A燈不出現(xiàn)更亮一下再熄滅的現(xiàn)象,故D項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤.由于固定電阻R幾乎沒有自感作用,故斷開S1時(shí),B燈電流迅速變?yōu)榱悖⒓聪?,故A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤.綜上述分析可知,本題正確選項(xiàng)為A和D.
5.答案:C
思路解析:由于采用雙線并繞的方法,當(dāng)電流通過時(shí),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(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,因此消除了自感,選項(xiàng)
11、AB錯(cuò)誤,只有C正確.
啟示:這是在技術(shù)中消除自感現(xiàn)象的一個(gè)實(shí)例,但本題又是易出錯(cuò)題,容易把選項(xiàng)A、B也認(rèn)為是正確選項(xiàng),以為是自感電動(dòng)勢(shì)的抵消或自感電流的抵消.造成這種錯(cuò)誤的原因是對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)不足,本例中雙線并繞線圈中無磁通量,也就無磁通量的變化,因此無電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生.
6.答案:0 0.3 0.6 相反
思路解析:在閉合S的瞬間,由于L的自感作用,將阻礙電流的增加,從零增加到最大,所以接通開關(guān)的瞬間通過L的電流為零;電阻R無自感現(xiàn)象,接通瞬間就達(dá)到穩(wěn)定;在開關(guān)斷開的瞬間,由電源提供給電阻R的電流瞬間消失,由于線圈L的自感作用,其電流不能馬上消失,從穩(wěn)定的電流逐漸減小到零
12、,此時(shí)通過R的電流是線圈中的自感電流,所以方向與原電流方向相反.
7.答案:a b
思路解析:開關(guān)接通的瞬間,線圈的自感作用將阻礙電流的增加,自感電動(dòng)勢(shì)是反電動(dòng)勢(shì),故a端電勢(shì)高;斷開開關(guān)的瞬間,線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相同,b端是高電勢(shì)處.
8.答案:106 V
思路解析:斷開S的瞬間,L中出現(xiàn)的自感電動(dòng)勢(shì)與原電流同向,此時(shí)電源電動(dòng)勢(shì)與線圈自感電動(dòng)勢(shì)同方向串聯(lián),故開關(guān)a、b兩端的電勢(shì)差為U=E+E′=106 V.
9.答案:D
思路解析:當(dāng)電鍵S斷開時(shí),燈泡支路的電流立即減為零;同時(shí)自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),方向由左向右,它作為新電源跟燈泡支路構(gòu)成回路
13、,且電流大小由2 A(線圈上原來電流的大?。┲饾u變?yōu)榱?,所以本題的正確選項(xiàng)是D.
小結(jié):自感線圈的作用是使其自身的電流不能突變,而是漸變;但由于斷路時(shí),自感線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的方向自左向右,致使通過燈泡的電流方向與原來相反,因此不能選C.
10.答案:C
思路解析:線圈具有阻礙自身電流變化的特點(diǎn),當(dāng)自身電流增大時(shí),線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向相反,阻礙原電流的增大;當(dāng)線圈自身電流減小時(shí),線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向相同,阻礙原電流減?。绢}中,斷開S時(shí),L中原電流I2減小,由于自感作用,產(chǎn)生了與原電流方向相同的自感電流,從右向左流經(jīng)L1燈泡,故燈不會(huì)立即熄滅,燈L1正常發(fā)光時(shí)流
14、過的電流I1比流過線圈L的電流I2小,在斷開S時(shí),線圈L中盡管有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生但它阻止不了電流的減小,只是使電流的減小過程延緩一些,因此斷開S時(shí),流過燈泡L1和線圈L的電流變化相同,都是從I2基礎(chǔ)上減小,故選項(xiàng)②正確,當(dāng)用電阻代替線圈時(shí),斷開S時(shí)不存在自感現(xiàn)象,燈L1立即熄滅.
11.答案:D
思路解析:當(dāng)滑動(dòng)片從A端迅速滑向B端時(shí),總電阻減小,總電流增大,L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙增大,故I1比P穩(wěn)定在C點(diǎn)的電流I0?。划?dāng)P從B端迅速滑向A端時(shí)總電流減小,L自感電動(dòng)勢(shì)阻礙減小,自感電流方向與原電流方向相同,故I2大于P穩(wěn)定在C點(diǎn)時(shí)的電流I0,故D正確.
12.答案:順時(shí)針
13、答案:AC