基础夯实
1.关于线圈自感系数的说法,正确的是( )
A.自感电动势越大,自感系数也越大
B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小
C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大
D.电感是自感系数的简称
答案:BCD
解析:自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁芯等决定的,与电流大小、自感电动势大小无关,匝数越多,自感系数越大,有铁芯时,自感系数显著增大,故A选项错误,B、C选项正确;同时,自感系数简称为电感,故D选项也正确。
2.关于线圈中自感电动势的大小的说法中正确的是( )
A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大
B.电感一定时,电流变化越快,电动势越大
C.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零
D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大
答案:B
解析:自感电动势由自感系数L和电流变化快慢共同决定,E=L,故A、C、D选项错误,B正确。
3.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,则( )
A.S闭合后,小灯泡将慢慢变亮
B.S闭合后,小灯泡立即变亮
C.S断开后,小灯泡慢慢熄灭
D.S断开后,小灯泡先闪亮一下,再慢慢熄灭
答案:A
解析:S闭合瞬间,通过L的电流增大,自感电动势的方向与原电流方向相反,阻碍电流的增大,故A慢慢变亮;S断开瞬间,A将立即熄灭,因为S断开,再无电流回路。
4.(2013·北京第六十六中学高二期中)
如图所示,电路中S1、S2是完全相同的两只灯泡,L是电阻不计的电感线圈,下列说法中正确的是( )
A.当开关S闭合时,S1灯先亮,S2灯后亮
B.当开关S闭合时,S1、S2两灯同时亮,以后两灯一样亮
C.当开关断开时,S1、S2两灯同时熄灭
D.当开关S断开时,S2先熄灭,S1闪亮一下熄灭
答案:D
解析:S闭合时,S1、S2同时亮,以后S1熄灭。当开关S断开时,L与灯泡S1组成回路,由于自感,L中的电流由原来数值逐渐减小,电流方向不变,S1灯熄灭要慢;S2灯电流瞬间消失,立即熄灭,正确的选项为D。
5.如图所示,
是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测定自感线圈的直流电压,在测定完毕后,将电路拆卸时应( )
A.先断开S1 B.先断开S2
C.先拆除电流表 D.先拆除电阻R
答案:B
解析:因S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2,B正确,A错误。不能在通电状态下拆除电阻和电流表,因此C、D错误。
6.
如图所示,开关S是闭合的,流过线圈L的电流为i1,流过灯泡的电流为i2,且i1>i2。在t1时刻,开关S断开,那么流过灯泡的电流i随时间t变化的图象是图中的( )
答案:D
解析:S断开后的瞬间L与灯泡构成闭合回路,流过灯泡的电流反向且从i1开始减小,故D项正确。
7.如图李辉用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便,用两手分别握住线圈的两端让李辉测量。测量后李辉确认线圈没有断路,因为多用表的表盘显示线圈具有一定的电阻。正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟突然惊叫起来,觉得有电击感。李辉很奇怪,用手摸摸线圈两端,没有什么感觉,再摸摸多用表的
两只表笔,也没有什么感觉。这是什么原因?
答案:由于产生断电自感电动势,并且电动势比较大,故刘伟有被电击感觉,一旦放电完毕,电动势瞬间消失,李辉无任何感觉也就不足为怪了。
能力提升
1.
在制造精密电阻时,为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如图所示,其道理是( )
A.当电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B.当电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消
C.当电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消
D.以上说法均不正确
答案:C
解析:由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在该线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感,选项A、B错误,只有C正确。
2.
(2012·曲阜一中高二检测)如图所示,闭合电路中的螺线管可自由伸缩,螺线管有一定的长度,这时灯泡具有一定的亮度,若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内,则将看到( )
A.灯泡变暗 B.灯泡变亮
C.螺线管缩短 D.螺线管伸长
答案:AD
解析:当软铁棒插入螺线管中,穿过螺线管的磁通量增加,故产生反向的自感电动势,所以电流减小,灯泡变暗,每匝线圈间同向电流作用力减小,故螺线管伸长。
3.(2013·安溪一中高二期中)
如图所示,L为电阻很小的线圈,G1和G2为内阻不计,零点在表盘中央的电流计。当开关S处于闭合状态时,两表的指针皆偏向右方。那么,当开关S断开时( )
A.G1和G2的指针都立即回到零点
B.G1的指针立即回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
C.G1的指针缓慢地回到零点,而G2的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点
D.G1的指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
答案:D
解析:S断开后,自感电流的方向与G2原电流方向相同,与G1原电流方向相反。
4.在下图所示的四个日光灯的接线图中,S1为启动器,S2为开关,L为镇流器,能使日光灯正常发光的是( )
答案:AC
解析:日光灯启动时,电流通过镇流器、灯丝和启动器构成回路,使启动器发出辉光,相当于启动器短路接通,同时电流加热灯丝、灯丝发射电子,镇流器起控制电流的作用,之后启动器断开瞬间,镇流器产生很大的自感电动势,出现一个高电压加在灯管两端,灯管中的气体放电、发光,此时启动器已无作用。所以启动器可用手动的开关来代替(实际操作时,因启动器丢失或损坏时,可手持带绝缘皮的导线短接启动器然后再断开)。另外,D图的错误是不能让灯管的灯丝短路。
5.在生产实际中,有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈,当电路中的开关S由闭合到断开时,线圈会产生很高的自感电动势,使开关S处产生电弧,危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生,可在线圈处并联一个元件,下列方案可行的是( )
答案:D
解析:闭合S时,二极管处于反向截止状态,不影响电路正常工作。断开S时,由于自感现象,线圈跟二极管D组成闭合回路,此时二极管处于正向导通,可以避免电弧的产生,故D选项正确。
6.(2013·烟台高二检测)如图甲所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S。图乙中表示A、B两点间的电压UAB随时间t变化的图象中正确的是( )
答案:B
解析:开关闭合时,线圈的自感阻碍作用可看做电阻,线圈的电阻逐渐减小,并联电路总电阻逐渐减小,电压
UAB逐渐减小;开关闭合后再断开时,线圈中的感应电流与原电流方向相同,L、R、D形成回路,通过灯泡的电流与原来方向相反,并逐渐减小到0,故UAB反向,逐渐减小至0,所以本题选B。
7.
下图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接,线圈B两端连在一起,构成一个闭合电路。在断开开关S的时候,弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C(连接工作电路)离开,而是过一小段时间后才执行这个动作,延时继电器就是这样得名的。
(1)请解释:当开关S断开后,为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间?
(2)如果线圈B不闭合,是否会对延时效果产生影响?为什么?
解析:(1)当开关S断开后,电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间是由于通过B线圈的磁通量减少,由于互感现象,B中产生互感电流,产生的电流磁场对衔铁仍有吸引,故能够延时。
(2)如果线圈B不闭合,断开S后B线圈中无互感电流,无磁场产生,不能延时。
课件60张PPT。成才之路·物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修3-2 课堂情景切入 方法警示探究 知识自主梳理 重点难点突破 考点题型设计课后强化作业 知识体系构建