第3节 自感现象与涡流 堂堂练（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第3节 自感现象与涡流 堂堂练（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 502.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-28 23:15:21 | ||
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文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第3节自感现象与涡流
堂堂练
一、单选题
1． 如图所示，灯泡A、B完全相同，若线圈L的电阻为，且（为灯泡A的电阻），则（ ）
A．S闭合瞬间，灯A、B同时发光
B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮
C．稳定后再断开S的瞬间，灯A、B均闪亮一下熄灭
D．稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下熄灭
2． 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，自感电动势越大
B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
3． 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，c灯立即亮，a、b灯逐渐变亮
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，a灯立即熄灭，b、c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
4． 如图所示，两个相同的灯泡、，分别与定值电阻R和自感线圈L串联，自感线圈的自感系数很大，闭合电键S，电路稳定后两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．闭合电键S后，灯泡逐渐变亮
B．断开电键S后，灯泡电流方向由A向B逐渐减小
C．断开电键S后，灯泡、都逐渐变暗
D．断开电键S后，灯泡逐渐变暗，立即熄灭
5． 如图所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等且小于灯泡A的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．接通S，灯泡A逐渐变亮
B．接通S，灯泡A立即变亮，然后逐渐熄灭
C．断开S，灯泡A将先闪亮一下，然后逐渐熄灭
D．断开S后的瞬间，通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相同
6． 如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．合上开关S接通电路时，先亮后亮，最后一样亮
B．合上开关S接通电路时，和始终一样亮
C．断开开关S切断电路时，立即熄灭，过一会才熄灭
D．断开开关S切断电路时，立即熄灭，过一会才熄灭
7． 下列没有利用涡流的是（ ）
A．金属探测器
B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉
D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架
8． 如图所示，上下开口、内壁光滑的金属管和塑料管竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则关于小磁块，下列说法正确是（ ）
A．小磁块下落时间长的管是塑料管
B．在两个下落过程中的机械能都守恒
C．小磁块在下落时间短的管中做自由落体运动
D．小磁块落至底部时速度大小相等
9． 如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，A、B为两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，直流电阻小于R，当S闭合电路稳定后，断开开关S，通过B灯电流变化正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流
C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
二、多选题
11．在如图所示电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关，关于三盏灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．合上开关，c先亮，a、b后亮
B．合上开关一会儿后，a、b一样亮
C．断开开关，c马上熄灭，a、b一起缓慢熄灭
D．断开开关，b会先闪亮一下再熄灭
12．如图所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间（两磁极间磁场可视为匀强磁场），蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动。当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有（ ）
A．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同
B．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反
C．线圈中产生交变电流
D．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流
13．如图所示，甲是回旋加速器的原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是欧姆表的内部电路图，丁图是动圈式话筒的原理图，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是加速带电粒子的装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大
B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡A可能会突然闪亮一下
C．丙图在测量电阻前，需两表笔短接，调节R1使指针指向表盘最左端
D．丁图利用了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流
14．如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则（ ）
A．电键S闭合瞬间，A、B同时发光，随后A灯变暗，B灯变亮
B．电键S闭合瞬间，B灯亮，A灯不亮
C．断开电键S瞬间，A、B灯同时熄灭
D．断开电键S瞬间，B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭
15．如图所示，L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈，调节乙电路中的滑动变阻器使其阻值均不为零。A1、A2和A3分别为三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，闭合S1，随着电路稳定后，A1会逐渐熄灭
B．图甲中，闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向相同
C．图乙中，断开S2瞬间，灯A3闪亮一下再缓慢熄灭
D．图乙中，断开S2瞬间，灯A2立刻熄灭
三、解答题
16．麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，称为感生电场或涡旋电场．
在如图甲所示的半径为r的圆形导体环内，存在以圆环为边界竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt （k＞0且为常量）．该变化的磁场会在空间产生圆形 的涡旋电场，如图乙所示，涡旋电场的电场线与导体环具有相同圆心的同心圆，同一电场线 上各点场强大小相同，方向沿切线．导体环中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势，涡旋电场力充当非静电力，其大小与涡旋电场的场强E关系满足F=Eq．
(1)根据法拉第电磁感应定律，推导导体环中产生的感 应电动势；
(2)在乙图中以圆心O为坐标原点，向右建立一维x 坐标轴，推导在x轴上各处电场强度的大小E与x之间的 函数表达式，在图中定性画出E-x图像；
(3)图丙为乙的俯视图，去掉导体环，在磁场圆形边 界上有M、N两点之间所夹的小圆弧恰为整个圆周 的1/6；将一个带电量为+q的带电小球沿着圆弧分别顺时针、逆时针从M移动到N，求涡旋电场力分别所做的功．在此基础上，对比涡旋 电场和静电场，说明涡旋电场中为什么不存在电势的概念．
17．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？
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第3节自感现象与涡流（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B D C C A B C A A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BC AC BD AD AC
三、解答题
16．(1)；(2) 当x＜r时：当x≥r时： (3) 顺时针移动时逆时针移动时: ，不存在电势的概念
17．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。
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堂堂练
一、单选题
1． 如图所示，灯泡A、B完全相同，若线圈L的电阻为，且（为灯泡A的电阻），则（ ）
A．S闭合瞬间，灯A、B同时发光
B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮
C．稳定后再断开S的瞬间，灯A、B均闪亮一下熄灭
D．稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下熄灭
2． 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，自感电动势越大
B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
3． 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，c灯立即亮，a、b灯逐渐变亮
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，a灯立即熄灭，b、c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
4． 如图所示，两个相同的灯泡、，分别与定值电阻R和自感线圈L串联，自感线圈的自感系数很大，闭合电键S，电路稳定后两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．闭合电键S后，灯泡逐渐变亮
B．断开电键S后，灯泡电流方向由A向B逐渐减小
C．断开电键S后，灯泡、都逐渐变暗
D．断开电键S后，灯泡逐渐变暗，立即熄灭
5． 如图所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等且小于灯泡A的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．接通S，灯泡A逐渐变亮
B．接通S，灯泡A立即变亮，然后逐渐熄灭
C．断开S，灯泡A将先闪亮一下，然后逐渐熄灭
D．断开S后的瞬间，通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相同
6． 如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．合上开关S接通电路时，先亮后亮，最后一样亮
B．合上开关S接通电路时，和始终一样亮
C．断开开关S切断电路时，立即熄灭，过一会才熄灭
D．断开开关S切断电路时，立即熄灭，过一会才熄灭
7． 下列没有利用涡流的是（ ）
A．金属探测器
B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉
D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架
8． 如图所示，上下开口、内壁光滑的金属管和塑料管竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则关于小磁块，下列说法正确是（ ）
A．小磁块下落时间长的管是塑料管
B．在两个下落过程中的机械能都守恒
C．小磁块在下落时间短的管中做自由落体运动
D．小磁块落至底部时速度大小相等
9． 如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，A、B为两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，直流电阻小于R，当S闭合电路稳定后，断开开关S，通过B灯电流变化正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流
C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
二、多选题
11．在如图所示电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关，关于三盏灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．合上开关，c先亮，a、b后亮
B．合上开关一会儿后，a、b一样亮
C．断开开关，c马上熄灭，a、b一起缓慢熄灭
D．断开开关，b会先闪亮一下再熄灭
12．如图所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间（两磁极间磁场可视为匀强磁场），蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动。当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有（ ）
A．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同
B．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反
C．线圈中产生交变电流
D．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流
13．如图所示，甲是回旋加速器的原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是欧姆表的内部电路图，丁图是动圈式话筒的原理图，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是加速带电粒子的装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大
B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡A可能会突然闪亮一下
C．丙图在测量电阻前，需两表笔短接，调节R1使指针指向表盘最左端
D．丁图利用了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流
14．如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则（ ）
A．电键S闭合瞬间，A、B同时发光，随后A灯变暗，B灯变亮
B．电键S闭合瞬间，B灯亮，A灯不亮
C．断开电键S瞬间，A、B灯同时熄灭
D．断开电键S瞬间，B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭
15．如图所示，L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈，调节乙电路中的滑动变阻器使其阻值均不为零。A1、A2和A3分别为三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，闭合S1，随着电路稳定后，A1会逐渐熄灭
B．图甲中，闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向相同
C．图乙中，断开S2瞬间，灯A3闪亮一下再缓慢熄灭
D．图乙中，断开S2瞬间，灯A2立刻熄灭
三、解答题
16．麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，称为感生电场或涡旋电场．
在如图甲所示的半径为r的圆形导体环内，存在以圆环为边界竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt （k＞0且为常量）．该变化的磁场会在空间产生圆形 的涡旋电场，如图乙所示，涡旋电场的电场线与导体环具有相同圆心的同心圆，同一电场线 上各点场强大小相同，方向沿切线．导体环中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势，涡旋电场力充当非静电力，其大小与涡旋电场的场强E关系满足F=Eq．
(1)根据法拉第电磁感应定律，推导导体环中产生的感 应电动势；
(2)在乙图中以圆心O为坐标原点，向右建立一维x 坐标轴，推导在x轴上各处电场强度的大小E与x之间的 函数表达式，在图中定性画出E-x图像；
(3)图丙为乙的俯视图，去掉导体环，在磁场圆形边 界上有M、N两点之间所夹的小圆弧恰为整个圆周 的1/6；将一个带电量为+q的带电小球沿着圆弧分别顺时针、逆时针从M移动到N，求涡旋电场力分别所做的功．在此基础上，对比涡旋 电场和静电场，说明涡旋电场中为什么不存在电势的概念．
17．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？
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第3节自感现象与涡流（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B D C C A B C A A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BC AC BD AD AC
三、解答题
16．(1)；(2) 当x＜r时：当x≥r时： (3) 顺时针移动时逆时针移动时: ，不存在电势的概念
17．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。
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