2.4互感和自感
一、单选题
1.关于线圈的自感系数,下面说法正确的是( )
A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大
B.线圈中的电流变化越快,自感系数越大
C.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定.
D.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零
2.线圈的自感系数大小的下列说法中,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、是否有铁芯等都无关
3.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,A1和A2始终一样亮
B.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
C.断开开关S时,A2立即熄灭,A1过一会儿才熄灭
D.断开开关S时,A1和A2都要过一会儿才熄灭,且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同
4.如图所示的电路中,P、Q为两相同的灯泡,L的电阻不计,则下列说法正确的是( )
A.S断开瞬间,P立即熄灭,Q过一会儿才熄灭
B.S接通瞬间,P、Q同时达到正常发光
C.S断开瞬间,通过P的电流从左向右
D.S断开瞬间,通过Q的电流与原来方向相同
5.关于电磁感应现象,下列说法错误的是( )
A.变压器铁芯做成片状是为了减小涡流
B.灵敏电流表在运输时总要把两接线柱用导体连接起来,是利用了电磁驱动
C.真空冶炼炉的炉外线圈应通入高频交流电
D.车站和重要场所的安检门可以探测人身携带的金属物品
6.关于自感系数下列说法正确的是
A.自感电动势越大,自感系数越大
B.自感系数L由线圈自身的性质决定,与线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯有关.
C.其它条件相同,线圈越细自感系数越大
D.其它条件相同,有铁芯的比没有铁芯的自感系数小
7.关于自感系数,下列说法中错误的是( )
A.其他条件相同,线圈越大自感系数就越大
B.其他条件相同,线圈匝数越多自感系数就越大
C.其他条件相同,线圈越细自感系数就越大
D.其他条件相同,有铁芯的线圈比没有铁芯的线圈自感系数大
二、多选题
8.某手持式考试金属探测器如图所示,它能检查出考生违规携带的电子通讯储存设备.工作时,探测环中的发射线圈通以正弦式电流,附近的被测金属物中感应出电流,感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流,使探测器发出警报.则
A.被测金属物中产生的是恒定电流
B.被测金属物中产生的是交变电流
C.探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报
D.违规携带的手机只有发出通讯信号时才会被探测到
9.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.当线圈中电流反向时,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
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
10.如图所示,L是自感系数较大的线圈,其直流电阻可忽略不计,a、b、c是三个相同的小灯泡,下列说法正确的是( )
A.开关S闭合时,b、c灯立即亮,a灯逐渐亮
B.开关S闭合,电路稳定后,b、c灯亮,a灯不亮
C.开关S断开时,b、c灯立即熄灭,a灯逐渐熄灭
D.开关S断开时,c灯立即熄灭,a、b灯逐渐熄灭
11.如图所示,电路中A、B是规格相同的灯泡,L是电阻不计的电感线圈,那么( )
A.断开S,A立即熄灭 B.断开S,B立即熄灭
C.断开S,A闪亮一下后熄灭 D.断开S,B闪亮一下后熄灭
12.在研究自感现象的实验中,用两个完全相同的灯泡、分别与有铁芯的线圈和定值电阻组成如图所示的电路(自感线圈的直流电阻与定值电阻的阻值相等,且的自感数足够大),闭合开关达到稳定后两灯均可以正常发光。关于这个实验的下面说法中正确的是( )
A.闭合开关后,灯先亮,灯后亮
B.闭合开关后,灯后亮,灯先亮
C.闭合开关,待后电路稳定断开开关,灯会闪亮一下
D.闭合开关,待电路稳定后断开开关,灯不会闪亮,但会缓慢熄灭
13.如图所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法中正确的是 ( )
A.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等
B.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不相等
C.闭合开关S待电路达到稳定,D1熄灭,D2比原来更亮
D.闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭
14.某同学为了观察自感现象,用导线将带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E连成如图所示的电路。闭合开关S,小灯泡发光,然后断开S,小灯泡并没有出现闪亮一下再熄灭的现象,经检查线路连接完好.发生这种现象可能的原因是( )
A.小灯泡的内阻偏大 B.闭合S后通过线圈L的电流不够大
C.线圈的自感系数太大 D.线圈的内阻较大
三、填空题
15.如图所示,灯A、B完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略.则S闭合的瞬间,观察到的现象是_____(填“A、B同时发光”“A先亮”“B先亮”),稳定后再断开S的瞬间,A_____,B____(填“立即熄灭”“闪亮一下再熄灭”“逐渐熄灭”)
16.如图所示的电路中,L为自感线圈,R是一个灯泡,E是电源.当闭合S瞬间,通过灯泡的电流方向是________;当断开S瞬间,通过灯泡的电流方向是________.
17.探测地雷的探雷器是利用涡流工作的,士兵手持一个长柄线圈从地面扫过,线圈中___________有的电流.如果地下埋着___________,金属中会感应出___________,涡流的___________又会反过来影响线圈中的___________,使仪器报警.
四、解答题
18.如图所示是高频焊接原理示意图,线圈中通以高频交流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,由于焊接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.
试定性说明:为什么交变电流的频率越高,焊接缝处放出的热量越大?
19.如图所示是利用高频交流焊接自行车零件的原理图,其中外圈A是通过高频交流电的线圈,B是自行车的零件,a是待焊接的接口,焊口两端接触在一起.当A中通有交变电流时,B中会产生感应电流,使得接口处的金属熔化而焊接起来,问:
(1)为什么在其他条件不变的情况下,交变电流的频率越高,焊接得越快?
(2)为什么焊接过程中,接口a处已经熔化而零件的其他部分并不很热?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.C
【详解】
A.磁通量有变化才有感应电动势,故A错误
B.自感系数与电流无关,故B错误
C.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定,故C正确
D.自感系数与电流无关,故D错误
故选C
2.C
【解析】
【详解】
ABD、线圈的自感系数大小由线圈自身决定,与线圈的长度、匝数以及是否有铁芯等都有关,与电流大小,电流变化的快慢均无关,故ABD错误。
C、同一线圈,插有铁芯时线圈的自感系数会变大,故C正确。
3.B
【详解】
合上开关K接通电路,A2立即亮,线圈对电流的增大有阻碍作用,所以通过A1的电流慢慢变大,最后两灯泡的电压一样大,所以一样亮,A错误B正确;断开开关K切断电路时,通过A2的用来的电流立即消失,线圈对电流的减小有阻碍作用,线圈相当于电源,左端相当于正极,所以通过A1的电流会慢慢变小,并且通过A2,所以两灯泡一起过一会儿熄灭,但通过A2的灯的电流方向与原来的方向相反, CD错误。
故选B。
4.D
【详解】
A.S断开瞬间,由于电感线圈的存在,阻碍电流减小,且此时P、Q连成一个回路,所以P、Q都是缓慢熄灭,A错误
B.S接通瞬间,P支路直接达到正常发光,Q支路由于电感存在,阻碍电流增大,电流缓慢增大,Q为缓慢变亮,B错误
CD.S断开瞬间,电感阻碍电流减小,此时P、Q连成一个回路,Q支路感应电流与原电流方向一致,从左向右,但通过P支路的是从右向左,C错误D正确
5.B
【解析】
【详解】
变压器的铁芯用硅钢片代替整块铁芯,是为了减小涡流损失,故A说法正确;将两个接线柱连接起来,从而形成闭合电路,当因晃动,导致线圈切割磁感线,从而产生感应电流,出现安培阻力,进而阻碍其运动,是利用电磁阻尼原理减弱表针的摆动,进而保护表针不被损坏,故B说法错误;真空冶炼炉的炉外线圈通过的电流是高频交流电,故C说法正确;安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是:线圈中交变电流产生交变的磁场,会在金属物品产生交变的感应电流,而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流,引起线圈中交变电流发生变化,从而被探测到,故D说法正确。所以选B。
6.B
【详解】
电感器的自感系数与线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯有关,当线圈的大小越大、圈数越多、有铁芯,自感系数越大,而与绕制线圈的导线粗细无关,与自感电动势的大小无关,故B正确,ACD错误。
故选B。
点睛:解决本题的关键知道电感器的自感系数与哪些因素有关.与线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯有关.
7.C
【分析】
电感器的自感系数与线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯有关.
【详解】
当线圈的大小越大、圈数越多、有铁芯,自感系数越大,而线圈越细自感系数就越小.故ABD正确,C错误.本题选择错误的,故选C.
8.BC
【解析】
【详解】
AB.因为探测环中的发射线圈通以正弦式电流,非均匀变化的电流产生变化的电场,所以被测金属物中产生的是交变电场,形成交变电流,A错误B正确。
C.探测器应用的原理是涡流,相对静止也可以产生涡流,C正确。
D.只要是金属物品就会产生涡流现象,手机是金属制品,不发信号也会被探测到,D错误。
9.AC
【解析】由法拉第电磁感应定律可知,当线圈中电流不变时,不产生自感电动势,选项A正确;当线圈中电流反向时,相当于电流减小,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同,选项B错误;当线圈中电流增大时,自感电动势阻碍电流的增大,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反,选项C正确;当线圈中电流减小时,自感电动势阻碍电流的减小,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同,选项D错误。
10.AD
【详解】
A.开关S闭合时,b、c灯立即亮,由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加,使得a灯逐渐亮,选项A正确;
B.开关S闭合,电路稳定后,三灯都亮,选项B错误;
C D.开关S断开时,c灯立即熄灭,由于在L中产生自感电动势阻碍电流的减小,则电流将在L与a、b灯之间形成新的回路,使得a、b灯逐渐熄灭,选项D正确,C错误.
11.BC
【详解】
当电路稳定后A灯被短路,不亮;S断开瞬时,B立刻熄灭,L相当于电源,与A组成回路,则A灯闪亮一下后逐渐熄灭;
A.断开S,A立即熄灭,与结论不相符,选项A错误;
B.断开S,B立即熄灭,与结论相符,选项B正确;
C.断开S,A闪亮一下后熄灭,与结论相符,选项C正确;
D.断开S,B闪亮一下后熄灭,与结论不相符,选项D错误;
12.BD
【详解】
AB.闭合开关的瞬间,b灯立即正常发光,a灯所在电路上线圈产生自感电动势,阻碍电流的增大,电流只能逐渐增大,a灯逐渐变亮,故A错误,B正确;
CD.闭合开关,待电路稳定后断开开关,L中产生自感电动势,相当于电源,a、b两灯串联,同时逐渐变暗,两灯均不会闪亮。故C错误,D正确。
13.ACD
【详解】
A、S闭合瞬间,由于自感线圈相当于断路,所以两灯是串联,电流相等,故A正确,B错误;
C、闭合开关S待电路达到稳定时,被短路,比开关S刚闭合时更亮,故C正确;
D、S闭合稳定后再断开开关,立即熄灭,但由于线圈的自感作用,L相当于电源,与组成回路,闪亮一下再熄灭,故D正确.
点睛:线圈中的电流增大时,产生自感电流的方向更原电流的方向相反,抑制增大;线圈中的电流减小时,产生自感电流的方向更原电流的方向相同,抑制减小,并与灯泡构成电路回路.
14.BD
【详解】
A.若小灯泡的内阻偏大,则当S闭合时,通过灯泡的电流偏小,打开开关S时,线圈中较大的电流流过小灯泡会使灯泡闪亮一下,A错误;
B.闭合S后通过线圈L的电流不够大,则当S断开时,流过小灯泡的电流较小,小灯泡就不会闪亮一下,B正确;
C.线圈的自感系数较大,产生的自感电动势较大,但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小,C错误;
D.线圈电阻偏大,稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流,断开开关时,根据楞次定律,流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小,灯泡不发生闪亮现象,D正确。
故选BD。
15.A、B同时发光 闪亮一下再熄灭 立即熄灭
【详解】
S闭合瞬间,线圈中电流缓慢增加,故A、B同时发光;
稳定后电灯A被短路,故B灯更亮,A熄灭;稳定后再断开S的瞬间,B灯立即熄灭,但由于线圈的电流减小,导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小,所以A灯亮一下再慢慢熄灭;
16.A→B; B→A
【详解】
如图,当闭合S瞬间,通过灯泡的电流方向是从A到B.当开关断开后,R灯中原来的电流消失.通过线圈的电流要减小,穿过线圈的磁通量减小,产生自感电动势,根据楞次定律可知,线圈右端相当于电源的正极,左端相当于电源的负极,则通过灯R的电流方向由B到A.
【点睛】
本题中开关闭合的瞬间线圈中自感电动势阻碍其支路电流的增加;电键断开的瞬时,线圈相当于电源,组成新的回路;断开前后灯中电流方向相反,要根据楞次定律理解分析并加以记忆.
17. 变化着 金属物品 涡流 磁场 电流
【解析】探测器中有交流电流;其产生变化的磁场;其磁场会在金属物品中感应出涡流;而涡流产生的磁场又会发过来影响线圈中的电流,从而使仪器报警.
18.见解析
【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.而放出的电热与电流的平方成正比,所以交变电流的频率越高焊接处放出的热量越多.
19.(1)磁通量变化率大,感应电动势和感应电流都变大,热功率也随着变大;(2)接口处电阻大,串联电路中电流强度处处相等,电阻大的地方生热较多
【详解】
解:(1)高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场,在焊接的金属工件中就产生感应电流,根据法拉第电磁感应定律分析可知,电流变化的频率越高,磁通量变化频率越高,产生的感应电动势越大,感应电流越大,焊缝处的温度升高的越快.
(2)焊缝处横截面积小,电阻大,电流相同,焊缝处热功率大,温度升的很高.答案第1页,共2页
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