人教版选择性必修二 2.3 自感专题(含答案)

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名称 人教版选择性必修二 2.3 自感专题(含答案)
格式 zip
文件大小 1.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-12-07 13:52:34

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文档简介

人教版选择性必修二第二章自感专题(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
1. 如图所示的电路中,电感的自感系数很大,电阻可忽略,为理想二极管,则下列说法中正确的有( )
A. 当闭合时,立即变亮,逐渐变亮
B. 当闭合时,一直不亮,立即变亮
C. 当断开时,立即熄灭
D. 当断开时,突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭
2. 如图所示,和是两个完全相同的灯泡,和都是理想二极管,两二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大,是带铁芯的线圈,其自感系数很大,直流电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 开关闭合,先亮 B. 开关闭合,、同时亮
C. 开关断开,、同时亮 D. 开关断开,闪亮一下,然后逐渐熄灭
3. 如图甲、乙所示的电路中,电阻和自感线圈的电阻值都很小,且小于灯的电阻,接通,使电路达到稳定,灯泡发光,则( )
A. 在电路甲中,断开后,将立即熄灭
B. 在电路甲中,断开后,将先变得更亮,然后逐渐变暗
C. 在电路乙中,断开后,将逐渐变暗
D. 在电路乙中,断开后,将先变得更亮,然后逐渐变暗
4. 如图,线圈的自感系数极大,直流电阻忽略不计;、是两个二极管,当电流从“”流向“”时能通过,反之不通过;是保护电阻,则( )
A. 闭合之后,灯慢慢变亮 B. 闭合之后,灯亮且亮度不变
C. 断开瞬时,灯闪一下再慢慢熄灭 D. 断开瞬时,灯闪一下再慢慢熄灭
5. 如图所示,线圈的自感系数很大,且其直流电阻可以忽略不计,、是两个完全相同的小灯泡,开关闭合和断开的过程中,灯、的亮度变化情况是灯丝不会断( )
A. 闭合,亮度不变,亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;断开,立即熄灭,逐渐变亮
B. 闭合,亮度不变,很亮;断开,、立即熄灭
C. 闭合,、同时亮,而后逐渐熄灭,亮度不变;断开,立即熄灭,亮一下再熄灭
D. 闭合,、同时亮,而后逐渐熄灭,则逐渐变得更亮;断开,立即熄灭,亮一下再熄灭
6. 目前,许多停车场门口都设置车辆识别系统,在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线圈、,两线圈各自接入相同的电路,电路、端与电压有效值恒定的交变电源连接,如图所示。工作过程回路中流过交变电流,当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时,线圈的自感系数会发生变化,导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化,使得定值电阻的、两端电压就会有所变化,这一变化的电压输入控制系统,控制系统就能做出抬杆或落杆的动作。下列说法正确的是( )
A. 汽车接近线圈时,该线圈的自感系数减小 B. 汽车离开线圈时,回路电流将减小
C. 汽车接近线圈时,、两端电压升高 D. 汽车离开线圈时,、两端电压升高
7. 如图所示是演示自感现象的电路,与是完全相同的灯泡,电阻均为在开关断开、闭合并且电路稳定时两灯的亮度一样。现闭合开关,待电路稳定后,突然断开开关的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 立即熄灭 B. 先是变得更亮,再逐渐变暗直至熄灭
C. 有短暂电流流过,方向向右 D. 有短暂电流流过,方向向左
8. 手机无线充电功能的应用为人们提供更大的便利。图甲为其充电原理的示意图,充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的励磁线圈可产生交变磁场,从而使手机内的感应线圈中产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时电流由流入时的方向为正,不考虑感应线圈的自感,下列说法中正确的是( )
A. 感应线圈中产生的是恒定电流
B. 感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反
C. 时间内,点电势始终高于点电势
D. 时刻,感应线圈中电流的瞬时值最大
9. 在如图所示的电路中,、为两个完全相同的灯泡,为自感线圈,为电源,为开关.下列说法正确的是( )
A. 合上开关,、同时亮 B. 合上开关,先亮、后亮
C. 将原来闭合的开关断开,先熄灭、后熄灭 D. 将原来闭合的开关断开,先熄灭、后熄灭
10. 如图所示,电源电动势为,其内阻不可忽略,、是完全相同的灯泡,线圈的直流电阻不计,电容器的电容为下列说法正确的是( )
A. 刚接通开关的瞬间,立即亮,逐渐变亮
B. 合上开关,电路稳定后,灯泡、的亮度相同
C. 电路稳定后在断开的瞬间,通过灯泡的电流方向向右
D. 电路稳定后在断开的瞬间,通过灯泡的电流为零
二、填空题(本大题共3小题,共40.0分)
11. 在如图所示的电路中,灯和是规格相同的两盏灯。当 开关闭合后达到稳定状态时,灯比灯亮。当断开开关的瞬间,观察到灯逐渐熄灭,灯________,流过灯的电流的方向为________。填“向左”或“向右”
12. 图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈的电流电路中电灯的电阻,定值电阻,、间电压开关原来闭合,电路处于稳定状态,在时刻断开开关,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示则线圈的直流电阻 断开开关后通过电灯的电流方向为 选填“向左”或“向右”在时刻线圈中的感应电动势的大小为
13. 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,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、、、。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
当开关接通和断开的瞬间,流过线圈的电流发生变化,产生自感电动势,阻碍原来电流的变化,根据自感现象的规律,以及二极管具有单向导电性进行分析。
对于线圈要抓住双重特性:当电流不变时,它是电阻不计的导线;当电流变化时,产生自感电动势,相当于电源;同时运动注意二极管的作用。
【解答】
、闭合开关的瞬间,由于二极管具有单向导电性,所以无电流通过,由于线圈中自感电动势的阻碍,灯逐渐亮,故AB错误;
、闭合开关,待电路稳定后断开开关,线圈产生自感电动势,两灯串联,所以突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭.故C错误,D正确。
故选D。

2.【答案】
【解析】
【分析】
依据自感线圈的特征:刚通电时线圈相当于断路,断开电键时线圈相当于电源;二极管的特征是只正向导通。该题两个关键点,、要知道理想线圈的特征:刚通电时线圈相当于断路,断开电键时线圈相当于电源;、要知道二极管的特征是只正向导通。
【解答】
开关闭合瞬间,线圈中电流逐渐增大,线圈中产生的感应电动势会阻碍电流的增加,故B逐渐变亮,二极管两端为反向电压,故A不亮,故A、项错误;
开关断开瞬间,立刻熄灭,由于二极管正向导通,故线圈与形成回路,闪亮一下,然后逐渐熄灭,故C项错误,项正确。

3.【答案】
【解析】
【分析】
电感总是阻碍电流的变化。线圈中的电流增大时,产生自感电流的方向跟原电流的方向相反,抑制增大;线圈中的电流减小时,产生自感电流的方向跟原电流的方向相同,抑制减小,并与灯泡构成回路。
【解答】
、在电路甲中流过线圈的电流与流过灯泡的电流是相等的,断开,由于线圈阻碍电流变小,导致灯泡将逐渐变暗,故AB错误;
、在电路乙中,由于电阻和自感线圈的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比线圈的电流小,断开时,由于线圈阻碍电流变小,导致将先变得更亮,然后逐渐变暗,故C错误,D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
当开关接通和断开的瞬间,流过线圈的电流发生变化,产生自感电动势,阻碍原来电流的变化,根据自感现象的规律,以及二极管具有单向导电性进行分析。
对于线圈要抓住双重特性:当电流不变时,它是电阻不计的导线;当电流变化时,产生自感电动势,相当于电源;同时运动注意二极管的作用。
【解答】
、闭合开关的瞬间,由于二极管具有单向导电性,灯立刻亮,无电流通过灯,灯不亮;由于线圈中自感电动势阻碍电流的变化,则流过线圈的电流逐渐增大,根据欧姆定律可知两端的电压增大,则灯泡两端的电压减小,所以灯泡逐渐变暗,故AB错误;
、开关断开时,线圈产生自感电动势阻碍流过线圈的电流减小,线圈产生的自感电动势左侧电势高,右侧电势低,二极管具有单向导电性,电流不能流过灯,所以灯立即熄灭;但自感电流能流过灯,所以突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,故C错误,D正确。
故选:。
5.【答案】
【解析】
【分析】
电感在线圈中电流发生变化时会产生一种阻碍作用,当电流增大时会产生反向电动势使电流缓慢增大,在接通瞬间看作是电阻极大;当电流减小时,会产生同向电动势,使电流缓慢减小,相当于电源。
对于线圈要抓住双重特性:当电流不变时,它是电阻不计的导线;当电流变化时,产生自感电动势,相当于电源。
【解答】
当闭合瞬时,两灯同时获得电压,同时发光,随着线圈电流的增加,逐渐将灯短路,逐渐变暗直到熄灭,同时,电流逐渐增大,变得更亮;
断开瞬时,中电流消失,故立即熄灭,而中由于电感中产生一个与电流同向的自感电动势,故右端为正,电流由灯泡的右侧流入,故亮一下逐渐熄灭,故D正确,ABC错误。
故选D。
6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】解:、由题意知线圈电阻也为,、都闭合时,和电流相同。断开后线圈和灯泡、开关组成回路,由于线圈的自感作用,回路中电流开始从原来亮度逐渐减小,故灯泡逐渐熄灭,灯泡立即熄灭。开始电路稳定时两灯亮度相同说明电阻与相同,但无法判断电阻与灯泡电阻大小,因此无法判断灯是否更亮。故A、、C错误;
D、线圈中电流方向向右,故灯泡的电流方向为向左,故D正确。
故选:。
当开关接通和断开的瞬间,流过线圈的电流发生变化,产生自感电动势,阻碍原来电流的变化,根据自感现象的规律来分析。
自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化。
8.【答案】
【解析】
【分析】
励磁线圈中通有变化的交流电时,感应线圈产生电流也在变化;感应线圈中的电流方向可以由楞次定律判断,当励磁线圈中电流降低时,为了阻碍变化的磁场,感应电流的方向可能与励磁线圈的电流方向相同;时刻,励磁线圈中电流的斜率为零,所以感应线圈中电流瞬时值也为;由楞次定律可知,此时感应电流产生的磁场方向应与励磁线圈产生的磁场方向相同所以电流应从流向,进而所以点电势高于点电势。
本题主要考查了使用楞次定律判断感应电流的方向,结合电流的图象可知感应电流的方向以及感应电动势的变化,本题较为综合,能考察学生对于电磁感应的理解情况。
【解答】
A、由图象励磁线圈中通有变化的交变电流时,感应线圈中产生电流也在变化,不是恒定电流,故A错误;
B、感应线圈中的电流方向可以由楞次定律判断,当励磁线圈中电流减小时,感应电流的方向可能与励磁线圈的电流方向相同,故B错误;
C、时间内,原线圈的电流是正向电流减小,由楞次定律可知,此时感应电流产生的磁场方向应与励磁线圈产生的磁场方向相同,所以感应电流的方向与励磁线圈电流的方向相同,电流从流向,所以点电势高于点电势;时间内,原线圈的电流是反向电流增大,由楞次定律可知,此时感应电流产生的磁场方向应与励磁线圈产生的磁场方向相反,所以感应电流的方向与励磁线圈电流的方向相反,电流从流向,所以点电势高于点电势,故C正确;
D、时刻,励磁线圈中电流的斜率为零,所以感应线圈中电流瞬时值也为,故D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
当开关接通和断开的瞬间,流过线圈的电流发生变化,产生自感电动势,阻碍原来电流的变化,根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序。
对于线圈要抓住这个特性:当电流变化时,线圈中产生自感电动势,相当于电源,为回路提供瞬间的电流。
【解答】
A、由图可以看出,、灯泡在两个不同的支路中,对于纯电阻电路,不发生电磁感应,通电后用电器立即开始正常工作,对于含电感线圈的电路,在通电时,线圈产生自感电动势,对电流的增大有阻碍作用,所以合上开关,先亮、后亮,故A错误,B正确;
C、当断开开关时,线圈中产生自感电动势,由、及电感线圈组成一个回路,两灯同时逐渐熄灭,故C错误,D错误。
故选:。
10.【答案】
【解析】解:、闭合开关瞬间相当于断路,和串联接入电路,都有电流,可知两个灯泡同时变亮,故A错误;
B、稳定后相当于一段导线,中无电流,中有电流,二者的亮度不同。故B错误;
C、断开瞬间,相当于电源与组成回路,中电流方向向右,故C正确;
D、电容器和组成回路,断开瞬间电容器有一短暂的放电电流,中电流不为,故D错误。
故选:。
由于线圈的直流电阻不计,闭合电路稳定后,电容器被短路,两端电压为零,不带电。当断开的瞬间,线圈中电流要减小,产生自感电动势;电容器放电形成电流。
记住自感线圈对电流突变时的阻碍:闭合开关瞬间相当于断路,稳定后相当于一段导线,断开瞬间相当于电源。
11.【答案】闪亮一下再逐渐熄灭 向左
【解析】
【分析】
断开开关时,由于的自感作用,灯的电流逐渐减小,两灯串联,同时灯的电流跟相同,自感线圈相当于新电源。
本题考查了电感线圈对电流发生突变时的阻碍作用,会分析闭合和断开瞬间的阻碍作用
【解答】
稳定时,灯比灯亮,说明流过的电流大于流过灯的电流,
断开开关时,由于自感作用相当于电源,两灯串联,由于的自感作用,灯的电流逐渐减小,灯的电流方向为向左,开始为原来中电流的大小,故灯闪亮一下再逐渐熄灭。
故填:闪亮一下再逐渐熄灭 向左
12.【答案】;向左 ;
【解析】略
13.【答案】;
【解析】解:闭合开关,二极管、加反向电压,不发光,电感线圈对电流起阻碍作用,故立即发光,缓慢发光,故最先发光;
电路稳定后,断开开关,此时电感线圈阻碍电流减小,充当电源,两个大支路组成回路,电流逆时针流动,二极管、发光,、反向不发光,故一直不发光;
故答案为:;
当开关接通和断开的瞬间,流过线圈的电流发生变化,产生自感电动势,阻碍原来电流的变化,根据自感现象的规律,以及二极管具有单向导电性进行分析。
对于线圈要抓住其特性:当电流变化时,产生自感电动势,相当于电源;同时注意二极管的作用。
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