2.4 互感和自感 培优提升练习题(Word版含答案)

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名称 2.4 互感和自感 培优提升练习题(Word版含答案)
格式 doc
文件大小 471.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-25 16:49:05

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文档简介

2.4 互感和自感
一、单选题
1.在如图所示的电路中,A1和A2是两个完全相同的灯泡,线圈L的自感系数足够大,电阻可以忽略不计.下列说法中正确的是 ( )
A.合上开关S时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮
B.断开开关S时,A1和A2都要过一会儿才熄灭
C.断开开关S时,A2闪亮一下再熄灭
D.断开开关S时,流过A2的电流方向向右
2.如图所示,L是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽略不计,A和B是两个参数相同的灯泡,若将开关S闭合,等灯泡亮度稳定后,再断开开关S,则(  )
A.开关S闭合时,灯泡A、B同时亮,最后一样亮
B.开关S闭合后,灯泡A逐渐熄灭,灯泡B逐渐变亮,最后保持不变
C.开关S断开瞬间,A、B都闪亮一下逐渐熄灭
D.开关S断开瞬间,灯泡A左端电势比右端高
3.如图所示的电路中,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(  )
A.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A1先灭
4.如图所示的电路中,,,三灯亮度相同,电源为,的交流电源,以下叙述中正确的是(  )
A.改接,的交流电源时,灯变暗,灯变亮,灯亮度不变
B.改接,的交流电源时,灯变亮,灯变亮,灯亮度不变
C.改接的直流电源时,灯熄灭,灯变亮,灯变暗
D.改接的直流电源时,灯熄灭,灯变亮,灯亮度不变
5.如图1、2为演示自感现象的电路图,灯泡A1和A2规格相同,L1和L2为线圈。实验时,闭合开关S1,灯A1逐渐变亮,最终A1与A2的亮度相同;断开开关S2瞬间,灯A3突然闪亮,随后逐渐变暗。下列说法正确的是(  )
A.图1中,变阻器R与L1的阻值相同
B.图1中,断开S1瞬间,灯A2将突然闪亮,随后A1和A2逐渐变暗
C.图2中,灯A3与L2的阻值相同
D.图2中,闭合S2待电路稳定后,灯A3中电流大于L2中电流
6.用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究通电自感现象的电路如图甲所示。电阻的阻值是R,多匝线圈L中未插入铁芯,电源电动势为E,L的电阻和电源的内阻均可忽略。闭合开关S,传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图像,如图乙中曲线①所示。如果改变某一条件,其他条件不变,重复实验,可以得到图乙中曲线②。改变的条件可能是( )
线圈L中插入铁芯 B.增大E
C.增大R D.减小R
二、多选题
7.在如图所示的电路中,A、B 是相同的灯泡,L为自感系数足够大、直流电阻不计的线圈。下列说法正确的有(  )
A.闭合S瞬间,A 灯立即亮
B.闭合S瞬间,B 灯逐渐变亮
C.闭合S待电路稳定后,断开S的瞬间,A灯立即熄灭
D.闭合S待电路稳定后,断开S的瞬间,B灯逐渐熄灭
8.科学技术在生产、生活中有广泛的应用,下列装置中运用了电磁感应的原理和规律的是(  )
A.霍尔元件
B.位移传感
C.回旋加速器 D.运输中的电流表
9.如图所示,A、B是两个完全相同的小灯泡,L是电阻不计、自感系数很大的线圈。下列说法正确的有(  )
A.闭合S1,再闭合S2,A灯将变暗
B.闭合S1,再闭合S2,B灯将变暗直至熄灭
C.闭合S1、S2稳定后,再断开S1,A灯将立即熄灭
D.闭合S1、S2稳定后,再断开S1,B灯先亮一下然后变暗直至熄灭
10.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r。A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其直流电阻不能忽略。关于这个电路的以下说法正确的是(  )
A.开关闭合后,A灯立刻亮
B.开关闭合后,B灯立刻亮,而后逐渐变暗,最后亮度稳定
C.开关断开后瞬间,A灯左端电势比右端电势低
D.开关断开后瞬间,A灯闪亮一下再熄灭,B灯立即熄灭
11.如图所示,L是自感很大电阻很小的线圈,当合上或断开开关S1和S2后,下列情况可能发生的是( )
A.S2断开,S1合上瞬间,Q灯逐渐亮起来
B.合上S1、S2,稳定后,P灯是暗的
C.保持S2闭合,断开S1瞬间,Q灯立即熄灭,P灯亮一下再熄灭
D.保持S2闭合,断开S1瞬间,P灯和Q灯都是过一会才熄灭
三、填空题
12.如图所示,线圈的直流电阻为10Ω,R=20Ω,线圈的自感系数较大,电源的电动势为6V,内阻不计。则在闭合S瞬间,通过L的电流为______A,通过R的电流为______A;S闭合后电路中的电流稳定时断开S的瞬间,通过R的电流为______A。
13.演示自感现象的实验电路图如图所示.L是自感线圈,A1、A2是规格相同的灯泡,R的阻值与L的直流电阻阻值相同.当开关S由断开到合上时,观察到的自感现象是____________,最后达到同样亮.
14.四个发光二极管如图所示连接,已知电感线圈自感系数很大,但是自身电阻几乎为0,则开关闭合后最先发光的是________,开关闭合一段时间后,再将开关断开,则从开关闭合到断开,一直没发光的是_________。(填a、b、c、d)
四、解答题
15.如图所示是一种延时继电器的示意图,铁芯上有两个线圈A和B.当S1闭合时,电磁铁将吸引衔铁D,使触头C接通电路工作.
(1)如果闭合S2,当S1断开时,要延迟一段时间,弹簧才将衔铁D拉起使触头C断开电路,这种延迟是由于线圈A还是B的作用?是应用了什么物理原理?
(2)如果断开S2,当S1断开时,是否还有延时作用?
16.在图所示电路中,L为一自感线圈,如果开关S断开,电流从最大值减小到零的时间为0.05s,产生的感应电动势为180V,可使氖管发光;如果电流在0.03s内减小到零,则氖管两端可得到多大电压?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
合上开关接通电路,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;断开开关切断电路时,通过A2的电流立即消失,线圈对电流的减小有阻碍作用,所以通过A1的电流会慢慢变小,并且方向向左通过A2,所以两灯泡一起过一会儿熄灭.
故选B.
考点:自感现象
2.B
【详解】
AB.当S闭合时,由于L的阻碍,电流从两灯中流过,故两灯同时亮,并且流过的电流相等,故两灯的亮度相同;但电路稳定后,灯泡A被短路而熄灭,B灯更亮,最后保持不变,故B正确,A错误;
CD.S断开时,B中电流消失,故立即熄灭;而A中由于电感中产生感应电动势,使A闪亮一下后逐渐熄灭,流经A的电流从右向左,故灯泡A左端电势比右端低。故CD错误;
故选B。
3.A
【详解】
接通时由于线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的增大,故绝大多数电流都流经A1,即A1先达最亮,由于电阻R的分流作用,A1亮度较低;断开时A2先灭,线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的减小,产生的感应电流流经A1,故A1后灭,A正确,BCD错误。
故选A。
4.D
【解析】
【详解】
AB.三个支路电压相同,当交流电频率变大时,电感的感抗增大,电容的容抗减小,电阻所在支路对电流的阻碍作用不变,所以流过灯泡所在支路的电流变大,流过灯泡所在支路的电流变小,流过灯泡所在支路的电流不变,故灯泡变亮,灯泡变暗,灯泡亮度不变,AB错误;
CD.改接的直流电源时,电容器隔直流,电感线圈通低频,所以灯熄灭,B灯变亮,C灯亮度不变,C错误,D正确。
故选D。
5.A
【解析】
【详解】
A.图1中,最终A1与A2的亮度相同,两个支路电流相同,又由于两个灯泡电阻相同,所以变阻器R与L1的电阻值相同,故A正确;
B.图1中,闭合S1瞬间,电感线圈由于自感现象,L1对电流有阻碍作用,此时自感线圈相当于一个新电源,两灯泡会逐渐熄灭,而稳定时两并联支路的电流相等,则灯A2将不会闪亮,故B错误;
CD.图2中,断开S2的瞬间,A3灯突然闪亮,是因为电路稳定时,L2的电流大于A3的电流,可知L2的电阻小于A3的电阻,故CD错误;
故选A。
6.A
【解析】
【详解】
A.若线圈中插入铁芯,线圈自感系数增大,自感现象延长,所以若线圈中插入铁芯,上述过程中电路中电流达到稳定值经历的时间大于曲线①的时间,A正确;
BD.若增大E或减小R,则电路稳定后的Im应增大,而乙图中的Im没有发生改变这说明二者没有发生对应的改变,BD错误;
C.若增大R,则电路稳定后的Im应减小,而乙图中的Im没有发生改变这说明R没有发生对应的改变,C错误。
故选A。
7.BC
【解析】
【详解】
AB.开关闭合后瞬间,由于线圈自感电动势的阻碍,电流逐渐增大,AB灯都逐渐变亮,故A错误,B正确;
CD.开关由闭合到断开瞬间,由于无法形成通过线圈的闭合回路,则AB灯都立即熄灭,故D错误,C正确。
故选BC。
8.BD
【解析】
【详解】
AC.霍尔元件和回旋加速器都利用了磁场对带电粒子的作用,没有电磁感应现象,故A、C错误;
B.位移传感器中铁芯插入线圈的长度不同,线圈的自感系数不同,对交流的阻碍作用的大小不同,自感是一种电磁感应现象,故B正确;
D.运输中的电流表两极短接,利用电磁阻尼来防止指针的摆动,也是利用了电磁感应现象,D正确;
故选BD。
9.BCD
【详解】
A.闭合S1,再闭合S2,闭合电路总电阻将减小,干路电流增大,A灯将变亮,A错误;
B.闭合S1,再闭合S2,流过L的电流慢慢变大,稳定时B灯将被短路,所以B灯将变暗直至熄灭,B正确;
C.闭合S1、S2稳定后,再断开S1,A灯将立即熄灭,C正确;
D.闭合S1、S2稳定后,B灯熄灭,再断开S1,由于自感现象,B灯先亮一下然后变暗直至熄灭,D正确。
故选BCD。
10.AC
【解析】
【详解】
AB.电键S闭合瞬间,A灯泡立即亮,线圈L阻碍电流的增大,故流过B的电流慢慢变大,B灯泡逐渐变亮,稳定后线圈L的阻碍作用消失,但L有直流电阻且A、B是两个相同的小灯泡,则A所在的并联支路电阻较小,电流较大,即,即B灯慢慢亮,而后直到亮度稳定,故A正确,B错误;
C.稳定后当电键S断开后,由于自感,线圈中的电流只能慢慢减小,线圈相当于电源,内部电流从左向右,右端为高电势,与灯泡A和B构成闭合回路放电,流经灯泡A的电流是从右到左,即A灯左端电势比右端电势低,故C正确;
D.因断开前,断电后消失,逐渐减小的流向A灯泡,则A灯泡不会闪亮而逐渐熄灭,B灯也是逐渐熄灭,故D错误;
故选AC。
11.ABC
【解析】
【详解】
A.自感作用延缓了电路中电流的变化,使得在通电瞬间含电感的电路相当于断路,而断电时电感线圈相当于一个电源,通过放电回路将贮存的能量释放出来。而一般的纯电阻电路可以认为通电时立即有电流,断电时电流立即消失。本题中只合上S1时,由于线圈的自感作用,流过Q灯的电流将逐渐增大,故选项A正确(注意,P灯是立即就亮);
B.合上S1、S2,稳定后,由于RL很小,P灯几乎被短路,故P灯是暗的,选项B正确;
CD.保持S2闭合,断开S1瞬间,电感L和P灯构成放电回路,由于自感作用,L中的电流值将由稳定逐渐减小,由于原来,所以P灯将亮一下再熄灭,而跟Q灯并联的是电阻,故Q灯立即熄灭,选项C正确,D错误。
故选ABC。
12. 0 0.3 0.6
【解析】
【详解】
在闭合S的瞬间,由于L的自感作用,将阻碍电流的增加,从零增加到最大,所以接通开关的瞬间通过L的电流为零;
电阻R无自感现象,接通瞬间就达到稳定电流为
电路中的电流稳定时,流过L的电流
在开关断开的瞬间,由电源提供给电阻R的电流瞬间消失,由于线圈L的自感作用,其电流不能马上消失,从稳定的电流逐渐减小到零,此时通过R的电流是线圈中的自感电流,所以方向与原电流方向相反,开关断开瞬间电流为0.6A。
13.A2立即亮,A1逐渐亮(或A2先亮,A1后亮)
【解析】
【详解】
A2支路是纯电阻电路,S接通,电流立即通过;A1支路的电感线圈L对电流的变化起阻碍作用,当电路稳定后,自感的阻碍作用才会消失,所以A1逐渐亮,最后两灯同样亮.
14. b c
【解析】
【详解】
因ac加反向电压,bd加正向电压,开关闭合后因电感线圈有阻碍作用,则最先发光的是b;开关闭合一段时间后,再将开关断开,则电感线圈相当电源,与上面的电路组成新的回路,则电流将通过d和a导通,则从开关闭合到断开,一直没发光的是c。
15.(1)B;电磁感应;(2)无.
【解析】
【详解】
(1)当S1断开时,导致由于线圈B中的磁通量变小,从而出现感应电流,致使F中仍有磁性,出现延迟一段时间才被释放.所以由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用.
(2)若断开B线圈的开关S2,当S1断开,F中立即没有磁性,所以没有延时功能.
答:(1)这种延迟是由于线圈B的作用.是应用了电磁感应.
(2)如果断开S2,当S1断开时,没有延时功能.
16.300V
【详解】
由线圈自感电动势的大小公式

解方程组得
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