2.3自感现象与涡流 基础巩固(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 2.3自感现象与涡流 基础巩固(Word版含答案) |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 574.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-14 13:12:15 | ||
图片预览
文档简介
2.3自感现象与涡流基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．以下现象中属于涡流现象的应用的是（ ）
A．某家用电烤箱 B．监考老师手中的探测仪
C．高压带电作业屏蔽服 D．车载充电器
2．下列关于电动机的说法中正确的是（ ）
A．电动机是将机械能转化为电能的装置
B．换向器是使通入线圈内的电流方向发生有规律的变化，从而使线圈能不停地转动
C．当电动机内的线圈转到其平面与磁场方向垂直的位置时会停止
D．直流电动机是利用电磁感应的原理产生转动的
3．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，、、是三个完全相同的灯泡．实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同下列说法正确的是
A．图甲中，与的电阻值相同
B．图甲中，闭合，电路稳定后，中电流小于中电流
C．图乙中，变阻器R的电阻值小于的电阻值
D．图乙中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等
4．某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关，小灯泡发光；再断开，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（ ）
A．线圈电阻较大 B．小灯泡电阻较大
C．电源的电动势较小 D．线圈的自感系数较大
5．从能量的角度研究电磁感应现象，下列说法不正确的是（ ）
A．楞次定律中的阻碍过程实质上是能量转化的过程
B．产生感应电流的过程中，机械能和其他形式的能通过电磁感应转化成电能
C．电磁感应现象中，克服安培力做了多少功，就有多少电能产生
D．自感现象和涡流现象都符合能量守恒定律
6．下列用电器工作原理涉及到涡流现象应用的是( )
A．电吹风 B．电磁灶 C．电冰箱 D．电视机
7．如图所示电路中，R1、R2是两个阻值相等的定值电阻，L是一个自感系数很大，直流电阻为零的理想线圈，设A、B两点电势分别为、，下列分析正确的是
A．开关S闭合瞬间>
B．开关S闭合后，电路达到稳定时<
C．当开关S从闭合状态断开瞬间>
D．只要线圈中有电流通过，就不可能等于
8．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框abcd,线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向外为正，磁感应强度随时间变化如图乙所示，不计线框以外的感生电场，右侧线圈连接一定值电阻R,下列说法中正确的是
A．设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3，则有i1B．t3~t4时间内通过ab边电量为0,定值电阻R中无电流
C．t1时刻ab边中电流方向由ab，e点电势高于f点
D．t5时刻ab边中电流方向由ba，f点电势高于e点
9．用如图所示的电路研究自感现象，电路稳定时电感L和电阻R的阻值相等，当电路接通且稳定后断开开关的瞬间，流过电流表G1、G2（两电表完全相同）的电流方向分别是（ ）
A．向右、向左 B．向左、向右 C．向右、向右 D．向左、向左
10．将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极，强磁铁的N极朝上S极朝下，金属导线折成上端有一支点，下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池旋转起来．下列判断正确的是（ ）
A．线框能旋转起来，是因为电场力
B．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转
C．电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率
D．导线框将上下振动
11．涡流检测是工业上无损检测的方法之一．如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化．下列说法中正确的是 ( )
A．涡流的磁场总是与线圈的磁场方向相反
B．涡流的大小与通入线圈的交流电频率无关
C．待测工件可以是塑料或橡胶制品
D．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力
12．研究自感现象的实验电路如图所示，线圈自感系数L很大，直流电阻与定值电阻R的阻值相等，灯泡a、b完全相同。闭合开关S，电路稳定后两灯正常发光，则（ ）
A．闭合开关，a、b两灯同时亮 B．闭合开关，a灯先亮，b灯后亮
C．断开开关，a、b两灯同时逐渐熄灭 D．断开开关，b灯先熄灭，a灯后熄灭
13．如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么（ ）
A．断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
B．合上S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮
C．断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭
D．合上S，A、B逐渐变亮，最后A、B一样亮
14．如图所示电路中，直流电源内阻可忽略不计，R为定值电阻，灯泡L正常发光。若某时刻起灯泡L逐渐熄灭，经检查发现，标号为①、②、③的三条线路中某条发生了断路，则断开的是（ ）
A．① B．② C．③ D．无法判断
15．如图所示，三个相同的灯泡L1、L2、L3，电感线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管．下列说法正确的是
A．闭合开关S的瞬间，L3立即变亮，L1、L2逐渐变亮
B．闭合开关S的瞬间，L2、L3立即变亮，L1逐渐变亮
C．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L1先变亮一下然后才熄灭
D．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L3先变亮一下然后才熄灭
二、填空题（共4题）
16．判断下列说法的正误．
（1）两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．( )
（2）自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．( )
（3）线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．( )
（4）线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．( )
17．在下图所示的电路中，若线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的________。若远小于，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的_________。
A． B． C． D．
18．阅读短文，回答问题：
磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车示范运营线项目于2006年4月26日正式通过国家竣工验收。正线全长约30 km，设计最高运行时速430 km/h，单向运行时间7 min 20 s。
(1)上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是________极。
(2)如图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图．A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极，螺线管B与电磁铁A之间相互________（选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。
19．如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙所示）。已知电源电动势E=9V，内阻不计，灯泡R1的阻值为10Ω，电阻R的阻值为2Ω。
(1)线圈的直流电阻为___________Ω。
(2)开关断开时，该同学观察到的现象为：___________。
三、综合题（共4题）
20．人造卫星绕地球运行时，轨道各处地磁场的强弱并不相同。因此，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中总有微弱的感应电流。查找资料，了解这一现象产生的原因和能量转化情况，以及对卫星的运行可能会产生怎样的影响。
21．如图所示是一种触电保护器，变压器A处用双股相线（火线）和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源，下列情况下能使保护器切断电源起保护作用的是哪一种？说明理由。
(1)增加开灯的盏数；
(2)当有人双手分别接触相线（火线）和零线触电时；
(3)当有人单手接触相线（火线），脚与地相接触而触电时。
22．如图所示装置，可以用来演示电磁阻尼现象.把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆.在电磁铁线圈（图中未画出）未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会停下来.而电磁铁线圈通电后，铜片会很快稳定并停下来.为什么？
23．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
参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．A
5．C
6．B
7．C
8．D
9．A
10．C
11．D
12．C
13．A
14．C
15．B
16． 错误 错误 错误 正确
17． A C B D
18． S 排斥
19． 4 灯泡闪亮一下再熄灭
20．当穿过人造卫星的磁通量发生变化时，外壳中会有涡流产生，这一电能的产生是由机械能转化来的。它会导致卫星机械能减少，会使轨道半径减小，造成卫星离地高度下降。
21．第(3)种，
(1)不能。因A处线圈采用的是双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A处两线中电流始终大小相等方向相反，线圈中磁通量相互抵消，B中磁通量始终为零，不发生改变。B中没有感应电流，故不能推动继电器J切断电源。
(2)不能，理由同(1)，因为双手分别接触相线和零线相当于将一个电阻并联接入电路。
(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A处相线与零线的电流不同，从而使B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动继电器J切断电源。
22．
当电磁铁被励磁之后，由于穿过运动的钢片的磁通量发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。因此铜片的摆动便因受到阻力而迅速停止，这就是电磁阻尼作用的结果。
23．（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
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．以下现象中属于涡流现象的应用的是（ ）
A．某家用电烤箱 B．监考老师手中的探测仪
C．高压带电作业屏蔽服 D．车载充电器
2．下列关于电动机的说法中正确的是（ ）
A．电动机是将机械能转化为电能的装置
B．换向器是使通入线圈内的电流方向发生有规律的变化，从而使线圈能不停地转动
C．当电动机内的线圈转到其平面与磁场方向垂直的位置时会停止
D．直流电动机是利用电磁感应的原理产生转动的
3．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，、、是三个完全相同的灯泡．实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同下列说法正确的是
A．图甲中，与的电阻值相同
B．图甲中，闭合，电路稳定后，中电流小于中电流
C．图乙中，变阻器R的电阻值小于的电阻值
D．图乙中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等
4．某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关，小灯泡发光；再断开，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（ ）
A．线圈电阻较大 B．小灯泡电阻较大
C．电源的电动势较小 D．线圈的自感系数较大
5．从能量的角度研究电磁感应现象，下列说法不正确的是（ ）
A．楞次定律中的阻碍过程实质上是能量转化的过程
B．产生感应电流的过程中，机械能和其他形式的能通过电磁感应转化成电能
C．电磁感应现象中，克服安培力做了多少功，就有多少电能产生
D．自感现象和涡流现象都符合能量守恒定律
6．下列用电器工作原理涉及到涡流现象应用的是( )
A．电吹风 B．电磁灶 C．电冰箱 D．电视机
7．如图所示电路中，R1、R2是两个阻值相等的定值电阻，L是一个自感系数很大，直流电阻为零的理想线圈，设A、B两点电势分别为、，下列分析正确的是
A．开关S闭合瞬间>
B．开关S闭合后，电路达到稳定时<
C．当开关S从闭合状态断开瞬间>
D．只要线圈中有电流通过，就不可能等于
8．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框abcd,线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向外为正，磁感应强度随时间变化如图乙所示，不计线框以外的感生电场，右侧线圈连接一定值电阻R,下列说法中正确的是
A．设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3，则有i1
C．t1时刻ab边中电流方向由ab，e点电势高于f点
D．t5时刻ab边中电流方向由ba，f点电势高于e点
9．用如图所示的电路研究自感现象，电路稳定时电感L和电阻R的阻值相等，当电路接通且稳定后断开开关的瞬间，流过电流表G1、G2（两电表完全相同）的电流方向分别是（ ）
A．向右、向左 B．向左、向右 C．向右、向右 D．向左、向左
10．将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极，强磁铁的N极朝上S极朝下，金属导线折成上端有一支点，下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池旋转起来．下列判断正确的是（ ）
A．线框能旋转起来，是因为电场力
B．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转
C．电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率
D．导线框将上下振动
11．涡流检测是工业上无损检测的方法之一．如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化．下列说法中正确的是 ( )
A．涡流的磁场总是与线圈的磁场方向相反
B．涡流的大小与通入线圈的交流电频率无关
C．待测工件可以是塑料或橡胶制品
D．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力
12．研究自感现象的实验电路如图所示，线圈自感系数L很大，直流电阻与定值电阻R的阻值相等，灯泡a、b完全相同。闭合开关S，电路稳定后两灯正常发光，则（ ）
A．闭合开关，a、b两灯同时亮 B．闭合开关，a灯先亮，b灯后亮
C．断开开关，a、b两灯同时逐渐熄灭 D．断开开关，b灯先熄灭，a灯后熄灭
13．如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么（ ）
A．断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
B．合上S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮
C．断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭
D．合上S，A、B逐渐变亮，最后A、B一样亮
14．如图所示电路中，直流电源内阻可忽略不计，R为定值电阻，灯泡L正常发光。若某时刻起灯泡L逐渐熄灭，经检查发现，标号为①、②、③的三条线路中某条发生了断路，则断开的是（ ）
A．① B．② C．③ D．无法判断
15．如图所示，三个相同的灯泡L1、L2、L3，电感线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管．下列说法正确的是
A．闭合开关S的瞬间，L3立即变亮，L1、L2逐渐变亮
B．闭合开关S的瞬间，L2、L3立即变亮，L1逐渐变亮
C．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L1先变亮一下然后才熄灭
D．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L3先变亮一下然后才熄灭
二、填空题（共4题）
16．判断下列说法的正误．
（1）两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．( )
（2）自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．( )
（3）线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．( )
（4）线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．( )
17．在下图所示的电路中，若线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的________。若远小于，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的_________。
A． B． C． D．
18．阅读短文，回答问题：
磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车示范运营线项目于2006年4月26日正式通过国家竣工验收。正线全长约30 km，设计最高运行时速430 km/h，单向运行时间7 min 20 s。
(1)上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是________极。
(2)如图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图．A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极，螺线管B与电磁铁A之间相互________（选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。
19．如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙所示）。已知电源电动势E=9V，内阻不计，灯泡R1的阻值为10Ω，电阻R的阻值为2Ω。
(1)线圈的直流电阻为___________Ω。
(2)开关断开时，该同学观察到的现象为：___________。
三、综合题（共4题）
20．人造卫星绕地球运行时，轨道各处地磁场的强弱并不相同。因此，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中总有微弱的感应电流。查找资料，了解这一现象产生的原因和能量转化情况，以及对卫星的运行可能会产生怎样的影响。
21．如图所示是一种触电保护器，变压器A处用双股相线（火线）和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源，下列情况下能使保护器切断电源起保护作用的是哪一种？说明理由。
(1)增加开灯的盏数；
(2)当有人双手分别接触相线（火线）和零线触电时；
(3)当有人单手接触相线（火线），脚与地相接触而触电时。
22．如图所示装置，可以用来演示电磁阻尼现象.把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆.在电磁铁线圈（图中未画出）未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会停下来.而电磁铁线圈通电后，铜片会很快稳定并停下来.为什么？
23．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
参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．A
5．C
6．B
7．C
8．D
9．A
10．C
11．D
12．C
13．A
14．C
15．B
16． 错误 错误 错误 正确
17． A C B D
18． S 排斥
19． 4 灯泡闪亮一下再熄灭
20．当穿过人造卫星的磁通量发生变化时，外壳中会有涡流产生，这一电能的产生是由机械能转化来的。它会导致卫星机械能减少，会使轨道半径减小，造成卫星离地高度下降。
21．第(3)种，
(1)不能。因A处线圈采用的是双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A处两线中电流始终大小相等方向相反，线圈中磁通量相互抵消，B中磁通量始终为零，不发生改变。B中没有感应电流，故不能推动继电器J切断电源。
(2)不能，理由同(1)，因为双手分别接触相线和零线相当于将一个电阻并联接入电路。
(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A处相线与零线的电流不同，从而使B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动继电器J切断电源。
22．
当电磁铁被励磁之后，由于穿过运动的钢片的磁通量发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。因此铜片的摆动便因受到阻力而迅速停止，这就是电磁阻尼作用的结果。
23．（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
答案第1页，共2页