高中物理人教版(2019)选择性必修第二册2.4互感和自感

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名称 高中物理人教版(2019)选择性必修第二册2.4互感和自感
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2021-04-12 18:01:18

文档简介

高中物理人教版(2019)选择性必修第二册2.4互感和自感
一、单选题
1.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比B先亮
B.开关S闭合时,灯泡A,B同时亮,最后一样亮
C.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
D.开关S断开瞬间,A,B都闪亮一下逐渐熄灭
2.在生产实际中,有些高压直流电路中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(  )
A. B.
C. D.
3.如图所示是日光灯的电路图,日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理,下列说法不正确的是(  )
A.日光灯启动,利用了镇流器中线圈的自感现象
B.日光灯正常发光时,镇流器起着降压限流的作用
C.日光灯正常发光后取下启动器,日光灯仍能正常工作
D.日光灯正常发光后取下启动器,日光灯不能正常工作
4.如图所示的电路,可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻,线圈两端并联一个电压表,用来测量自感线圈两端的直流电压,在实验完毕后,将电路拆开时应(  )
A.先断开开关S1 B.先断开开关S2
C.先拆去电流表 D.先拆去电阻R
5.(2019高二下·亳州期中)如图所示的电路中,A、B是两个相同的小灯泡.L是一个带铁芯的线圈,其电阻可忽略不计.调节R,电路稳定时两小灯泡都正常发光,则(  )
A.合上开关时,A,B两灯同时正常发光,断开开关时,A,B两灯同时熄灭
B.合上开关时,B灯比A灯先达到正常发光状态
C.断开开关时,A,B两灯都不会立即熄灭,通过A,B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D.断开开关时,A灯会突然闪亮一下后再熄灭
6.如图所示,L1和L2是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在开关S接通和断开时,L1、L2先后亮暗的顺序是(  )
A.接通时,L1先达最亮;断开时,L1后暗
B.接通时,L2先达最亮;断开时,L2后暗
C.接通时,L1先达最亮;断开时,L1先暗
D.接通时,L2先达最亮;断开时,L2先暗
7.(2018高二上·万州期末)如图,在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在1位置,现在它从1打向2,试判断此过程中,通过R的电流方向是(  )
A.先由P到Q,再由Q到P B.先由Q到P,再由P到Q
C.始终是由Q到P D.始终是由P到Q
8.如图所示,多匝线圈L的电阻和电池内阻不计,两个电阻的阻值都是R,开关S原来是断开的,电流 ,现合上开关S将一电阻短路,于是线圈有自感电动势产生,则该电动势(  )
A.有阻碍电流的作用,最后电流由I0减小到零
B.有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0
C.有阻碍电流增大的作用,因而电流将保持I0不变
D.有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2I0
二、多选题
9.(2020高二下·长春期中)如图所示的电路中,L为电感线圈(直流电阻不计),A、B为两灯泡,以下结论正确的是(  )
A.合上开关S时,A先亮,B后亮
B.合上开关S时,A,B同时亮,之后B变暗直至熄灭,A变亮
C.先闭合开关S,电路稳定后再断开开关S时,A熄灭,B先变亮再逐渐熄灭
D.先闭合开关S,电路稳定后再断开开关S时,A,B两灯都亮一下再逐渐熄灭
10.(2019高二下·嘉兴月考)“千人震”实验可以用如图所示的电路完成.电路主要由几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、几根导线、开关和一个有铁芯的多匝线圈构成.以下说法正确的是(  )
A.在闭合开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉
B.在断开开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉
C.人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
D.人有触电感觉时有很高电压加在两手间且左边电势高
11.如图所示,灯泡A,B与定值电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A,B两灯亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中正确的是(  )
A.B灯立即熄灭 B.A灯将比原来更亮一下后熄灭
C.有电流通过B灯,方向为c→d D.有电流通过A灯,方向为b→a
12.关于自感系数,以下说法正确的是(  )
A.线圈中产生的自感电动势较大时,其自感系数一定较大
B.对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势较大
C.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数变小
D.自感系数与电路中电流变化快慢有关
三、解答题
13.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。
(1)当开关S由断开变为闭合时,A,B两个灯泡的亮度将如何变化?请作出解释。
(2)当开关S由闭合变为断开时,A,B两个灯泡的亮度又将如何变化?请作出解释。
14.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。延时继电器就是因此而得名的。
(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小段时间?
(2)如果线圈B不闭合,是否会对延时效果产生影响?为什么?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】ABC.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,C符合题意,AB不符合题意;
D.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,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】电感在内部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。
2.【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】由题意可知,当断开瞬间时,线圈中产生很高的自感电动势,若不并联元件,则会产生电弧,因此:
A.当并联电容器时,只能对电容器充电,仍不能解决电弧现象,A不符合题意;
B.当并联发光二极管时,由于发光二极管有单向导电性,因此注意方向,B选项的二极管的接法与C选项的导线有一样的作用,唯有D选项,既能避免产生电弧,又能不影响电路,D符合题意,BC不符合题意;
故答案为:D。
【分析】当电路中的开关S由闭合到断开时,电流变化导致线圈中产生很高的自感电动势,为了避免电弧产生,可在线圈处并联一个发光二极管,且导电方向与电流方向相反。
3.【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】镇流器在启动时,利用线圈的自感现象产生瞬时高压,在正常工作时起降压限流作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内,由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了,故日光灯正常发光后取下启动器,日光灯仍能正常工作,ABC正确,不符合题意;D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】日光灯正常发光后,由于交流电不断通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍线圈中的电流变化,这时镇流器起降压的作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端的电压也稳定在额定工作电压范围内,由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不起作用了。
4.【答案】B
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】b, 表右端为“+”,左端为“-”,指针正向偏转,若先断开S1或先拆 表或先拆去电阻R瞬间,线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源,其a端相当于电源的负极,b端相当于电源的正极,此时 表加了一个反向电压,使指针反偏.由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大,会烧坏 表.而先断开S2,由于电压表内阻很大,电路中总电阻变化很小,电流几乎不变,不会损坏其他器件,故应先断开S2.→b, 表右端为“+”,左端为“-”,指针正向偏转,若先断开S1或先拆 表或先拆去电阻R瞬间,线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源,其a端相当于电源的负极,b端相当于电源的正极,此时 表加了一个反向电压,使指针反偏.由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大,会烧坏 表.而先断开S2,由于电压表内阻很大,电路中总电阻变化很小,电流几乎不变,不会损坏其他器件,故应先断开S2.
故答案为:B
【分析】先进行ACD三项操作都会发生自感现象,在电压表中有强电流流过,发热过多,造成仪器烧坏。
5.【答案】B
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AB、合上开关时,B灯立即正常发光,A灯所在的支路中,由于L产生的自感电动势阻碍电流的增大,A灯将推迟一些时间才能达到正常发光状态,B符合题意,A不符合题意;
CD、断开开关时,L中产生与原电流方向相同的自感电流,流过A灯的电流方向与原电流方向相同,流过B灯的电流方向与原电流方向相反,因为断开开关后,由L作为电源提供的电流是从原来稳定时通过L的电流值逐渐减小的,所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭,并不会比原来更亮,C、D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】当开关断开后,流过电感的电流会减小,此时电感会充当电源,构成回路就会放电。
6.【答案】A
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】开关闭合时,由于线圈L的自感作用阻碍电流的增大,所以大部分电流从L1中流过,L1先达最亮;
开关断开时,线圈中产生的自感电动势阻碍电流减小,自感电流方向与原电流的方向相同,且只能在L与L1的闭合回路中流过,L1中有自感电流,所以L1后暗。
故答案为:A。
【分析】分析开关接通和断开时线圈中电流的变化情况,然后根据自感电动势的作用分析小灯泡的亮度变化。
7.【答案】C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】根据“增反减同”。当单刀双掷开关从1断开,使得B线圈中产生向右的感应场,则会产生由Q到P的感应电流,然后再打向2依然会使B线圈中产生向右的感应场,则会产生由Q到P的感应电流,则在它从1打向2,过程中,通过R的电流方向始终是由Q到P,
故答案为:C
【分析】利用楞次定律可以判别电流的方向。
8.【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】开关S由断开到闭合,回路中的电流要增大,因而在L上要产生自感电动势,自感电动势总是要阻碍引起它的电流的变化,这就是说由于电流增加引起的自感电动势要阻碍原电流的增加,但阻碍不是阻止,电流仍要增大,而达到稳定后电流为
D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】开关s闭合后,电路中电流增大,产生的自感电动势阻碍电流增大,但最终结果不受影响,电流还是要增大到原来的两倍。
9.【答案】B,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】AB.合上开关S时,电路中立即有了电流,故灯泡A、B同时变亮,线圈会产生自感电动势,电流缓慢增加,当电流稳定后,线圈相当于直导线,灯泡B被短路,故开关闭合时,A、B同时亮,但B逐渐熄灭,A更亮,A不符合题意,B符合题意;
CD.断开S时,A灯立即熄灭,线圈产生自感电动势,和灯泡B构成闭合回路,B灯先闪亮后逐渐熄灭,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】当开关断开后,流过电感的电流会减小,此时电感会充当电源,构成回路就会放电,故断开电路后小灯泡会亮一下再慢慢熄灭;当开关闭合后,流过电感的电流会变大,此时电感会阻碍电流的增大,故闭合开关后,电小灯泡会逐渐变亮。
10.【答案】B,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】AB.当在闭合开关瞬间,铁芯的多匝线圈与同学们并联,由于电源为1.5V的新干电池,所以电流很小;在断开开关瞬间,铁芯的多匝线圈电流发生变小,从而产生很高的瞬间电压,通过同学们身体有触电的感觉,故B符合题意,A不符合题意;
C.人有触电感觉时,铁芯的多匝线圈与同学们串联,流过人体的电流等于流过线圈的电流,故C不符合题意;
D.在断开开关瞬间,根据楞次定律可得通过同学们身体的电流方向从左向右,所以人有触电感觉时有很高电压加在两手间且左边电势高,故D符合题意;
故答案为:BD.
【分析】开关闭合时由于电路中电流小所以没有触电感觉;断开瞬间由于感应电流的产生所以有触电的感觉;人有触电时流过人体的电流和流过线圈的电流相等。
11.【答案】A,D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AC.由于定值电阻R没有自感作用,故闭合S2,待电路稳定后将S1断开时,B灯立即熄灭,A符合题意,C不符合题意。
BD.S1闭合、S2断开且电路稳定时,A,B两灯一样亮,说明两个支路中的电流相等,这时线圈L没有自感作用,可知线圈L的电阻也为R,在S2、S1都闭合且稳定时,IA=IB,当S2闭合、S1突然断开时,由于线圈的自感作用,流过A灯的电流方向变为b→a,但A灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象,D符合题意,B不符合题意。
故答案为:AD。
【分析】在开关闭合瞬间,线圈阻碍电流的增加,断开S1瞬间产生自感电动势相当于电源,与A组成闭合回路。
12.【答案】B,C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AD.自感系数是由线圈本身的特性决定的,与自感电动势的大小、电路中电流变化快慢无关,A、D不符合题意;
B.由自感电动势公式 知B符合题意;
C.自感系数与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯有关,与其他因素无关,把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小,C符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据自感现象与自感电动势的公式,结合楞次定律和法拉第电磁感应定律分析判断。
13.【答案】(1)解:当开关S由断开变为闭合时,线圈L中产生很大的自感电动势阻碍电流增加,则L可看做断路,电源的电压同时加到两灯上,A,B同时亮,随着L中电流增大,由于线圈L直流电阻可忽略不计,分流作用增大,B逐渐被短路直到熄灭,外电路总电阻减小,总电流增大,A灯更亮
(2)解:当开关S由闭合变为断开时,灯泡A立即熄灭,L中产生自感电动势阻碍电流减小,则L相当电源,灯泡B与线圈L构成闭合回路,所以灯泡B由熄灭变亮再逐渐熄灭。
【知识点】自感与互感
【解析】【分析】(1)开关由断开变为闭合时,两灯立即有电压同时发光,线圈电阻很小,B灯被线圈短路,由亮变暗,直到不亮;
(2)当开关由闭合变为断开时,A灯没有电压,立即熄灭,当电流减小,线圈产生自感电动势,使B由亮变暗直到不亮。
14.【答案】(1)解:由题意可知,当S断开后,线圈A中磁场减弱,穿过线圈B的磁通量要减小,根据楞次定律可知,B中产生的感应电流的磁场阻碍原来磁通量的减小,导致穿过线圈B的磁通量减小变慢,产生有延时释放D的作用
(2)解:如果线圈不闭合,则B线圈中会有电磁感应现象,但不产生感应电流,故不会产生延时效果;
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;楞次定律
【解析】【分析】图中有两个线圈,A有电源,接通电路后有电流通过,会产生磁性;而B线圈无电源,开关闭合后没有电流,只有当A中磁场发生变化时根据电磁感应现象,B线圈中会产生感应电流,根据楞次定律可分析。
1 / 1高中物理人教版(2019)选择性必修第二册2.4互感和自感
一、单选题
1.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比B先亮
B.开关S闭合时,灯泡A,B同时亮,最后一样亮
C.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
D.开关S断开瞬间,A,B都闪亮一下逐渐熄灭
【答案】C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】ABC.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,C符合题意,AB不符合题意;
D.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,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】电感在内部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。
2.在生产实际中,有些高压直流电路中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(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】由题意可知,当断开瞬间时,线圈中产生很高的自感电动势,若不并联元件,则会产生电弧,因此:
A.当并联电容器时,只能对电容器充电,仍不能解决电弧现象,A不符合题意;
B.当并联发光二极管时,由于发光二极管有单向导电性,因此注意方向,B选项的二极管的接法与C选项的导线有一样的作用,唯有D选项,既能避免产生电弧,又能不影响电路,D符合题意,BC不符合题意;
故答案为:D。
【分析】当电路中的开关S由闭合到断开时,电流变化导致线圈中产生很高的自感电动势,为了避免电弧产生,可在线圈处并联一个发光二极管,且导电方向与电流方向相反。
3.如图所示是日光灯的电路图,日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理,下列说法不正确的是(  )
A.日光灯启动,利用了镇流器中线圈的自感现象
B.日光灯正常发光时,镇流器起着降压限流的作用
C.日光灯正常发光后取下启动器,日光灯仍能正常工作
D.日光灯正常发光后取下启动器,日光灯不能正常工作
【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】镇流器在启动时,利用线圈的自感现象产生瞬时高压,在正常工作时起降压限流作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内,由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了,故日光灯正常发光后取下启动器,日光灯仍能正常工作,ABC正确,不符合题意;D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】日光灯正常发光后,由于交流电不断通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍线圈中的电流变化,这时镇流器起降压的作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端的电压也稳定在额定工作电压范围内,由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不起作用了。
4.如图所示的电路,可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻,线圈两端并联一个电压表,用来测量自感线圈两端的直流电压,在实验完毕后,将电路拆开时应(  )
A.先断开开关S1 B.先断开开关S2
C.先拆去电流表 D.先拆去电阻R
【答案】B
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】b, 表右端为“+”,左端为“-”,指针正向偏转,若先断开S1或先拆 表或先拆去电阻R瞬间,线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源,其a端相当于电源的负极,b端相当于电源的正极,此时 表加了一个反向电压,使指针反偏.由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大,会烧坏 表.而先断开S2,由于电压表内阻很大,电路中总电阻变化很小,电流几乎不变,不会损坏其他器件,故应先断开S2.→b, 表右端为“+”,左端为“-”,指针正向偏转,若先断开S1或先拆 表或先拆去电阻R瞬间,线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源,其a端相当于电源的负极,b端相当于电源的正极,此时 表加了一个反向电压,使指针反偏.由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大,会烧坏 表.而先断开S2,由于电压表内阻很大,电路中总电阻变化很小,电流几乎不变,不会损坏其他器件,故应先断开S2.
故答案为:B
【分析】先进行ACD三项操作都会发生自感现象,在电压表中有强电流流过,发热过多,造成仪器烧坏。
5.(2019高二下·亳州期中)如图所示的电路中,A、B是两个相同的小灯泡.L是一个带铁芯的线圈,其电阻可忽略不计.调节R,电路稳定时两小灯泡都正常发光,则(  )
A.合上开关时,A,B两灯同时正常发光,断开开关时,A,B两灯同时熄灭
B.合上开关时,B灯比A灯先达到正常发光状态
C.断开开关时,A,B两灯都不会立即熄灭,通过A,B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D.断开开关时,A灯会突然闪亮一下后再熄灭
【答案】B
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AB、合上开关时,B灯立即正常发光,A灯所在的支路中,由于L产生的自感电动势阻碍电流的增大,A灯将推迟一些时间才能达到正常发光状态,B符合题意,A不符合题意;
CD、断开开关时,L中产生与原电流方向相同的自感电流,流过A灯的电流方向与原电流方向相同,流过B灯的电流方向与原电流方向相反,因为断开开关后,由L作为电源提供的电流是从原来稳定时通过L的电流值逐渐减小的,所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭,并不会比原来更亮,C、D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】当开关断开后,流过电感的电流会减小,此时电感会充当电源,构成回路就会放电。
6.如图所示,L1和L2是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在开关S接通和断开时,L1、L2先后亮暗的顺序是(  )
A.接通时,L1先达最亮;断开时,L1后暗
B.接通时,L2先达最亮;断开时,L2后暗
C.接通时,L1先达最亮;断开时,L1先暗
D.接通时,L2先达最亮;断开时,L2先暗
【答案】A
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】开关闭合时,由于线圈L的自感作用阻碍电流的增大,所以大部分电流从L1中流过,L1先达最亮;
开关断开时,线圈中产生的自感电动势阻碍电流减小,自感电流方向与原电流的方向相同,且只能在L与L1的闭合回路中流过,L1中有自感电流,所以L1后暗。
故答案为:A。
【分析】分析开关接通和断开时线圈中电流的变化情况,然后根据自感电动势的作用分析小灯泡的亮度变化。
7.(2018高二上·万州期末)如图,在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在1位置,现在它从1打向2,试判断此过程中,通过R的电流方向是(  )
A.先由P到Q,再由Q到P B.先由Q到P,再由P到Q
C.始终是由Q到P D.始终是由P到Q
【答案】C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】根据“增反减同”。当单刀双掷开关从1断开,使得B线圈中产生向右的感应场,则会产生由Q到P的感应电流,然后再打向2依然会使B线圈中产生向右的感应场,则会产生由Q到P的感应电流,则在它从1打向2,过程中,通过R的电流方向始终是由Q到P,
故答案为:C
【分析】利用楞次定律可以判别电流的方向。
8.如图所示,多匝线圈L的电阻和电池内阻不计,两个电阻的阻值都是R,开关S原来是断开的,电流 ,现合上开关S将一电阻短路,于是线圈有自感电动势产生,则该电动势(  )
A.有阻碍电流的作用,最后电流由I0减小到零
B.有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0
C.有阻碍电流增大的作用,因而电流将保持I0不变
D.有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2I0
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】开关S由断开到闭合,回路中的电流要增大,因而在L上要产生自感电动势,自感电动势总是要阻碍引起它的电流的变化,这就是说由于电流增加引起的自感电动势要阻碍原电流的增加,但阻碍不是阻止,电流仍要增大,而达到稳定后电流为
D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】开关s闭合后,电路中电流增大,产生的自感电动势阻碍电流增大,但最终结果不受影响,电流还是要增大到原来的两倍。
二、多选题
9.(2020高二下·长春期中)如图所示的电路中,L为电感线圈(直流电阻不计),A、B为两灯泡,以下结论正确的是(  )
A.合上开关S时,A先亮,B后亮
B.合上开关S时,A,B同时亮,之后B变暗直至熄灭,A变亮
C.先闭合开关S,电路稳定后再断开开关S时,A熄灭,B先变亮再逐渐熄灭
D.先闭合开关S,电路稳定后再断开开关S时,A,B两灯都亮一下再逐渐熄灭
【答案】B,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】AB.合上开关S时,电路中立即有了电流,故灯泡A、B同时变亮,线圈会产生自感电动势,电流缓慢增加,当电流稳定后,线圈相当于直导线,灯泡B被短路,故开关闭合时,A、B同时亮,但B逐渐熄灭,A更亮,A不符合题意,B符合题意;
CD.断开S时,A灯立即熄灭,线圈产生自感电动势,和灯泡B构成闭合回路,B灯先闪亮后逐渐熄灭,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】当开关断开后,流过电感的电流会减小,此时电感会充当电源,构成回路就会放电,故断开电路后小灯泡会亮一下再慢慢熄灭;当开关闭合后,流过电感的电流会变大,此时电感会阻碍电流的增大,故闭合开关后,电小灯泡会逐渐变亮。
10.(2019高二下·嘉兴月考)“千人震”实验可以用如图所示的电路完成.电路主要由几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、几根导线、开关和一个有铁芯的多匝线圈构成.以下说法正确的是(  )
A.在闭合开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉
B.在断开开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉
C.人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
D.人有触电感觉时有很高电压加在两手间且左边电势高
【答案】B,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】AB.当在闭合开关瞬间,铁芯的多匝线圈与同学们并联,由于电源为1.5V的新干电池,所以电流很小;在断开开关瞬间,铁芯的多匝线圈电流发生变小,从而产生很高的瞬间电压,通过同学们身体有触电的感觉,故B符合题意,A不符合题意;
C.人有触电感觉时,铁芯的多匝线圈与同学们串联,流过人体的电流等于流过线圈的电流,故C不符合题意;
D.在断开开关瞬间,根据楞次定律可得通过同学们身体的电流方向从左向右,所以人有触电感觉时有很高电压加在两手间且左边电势高,故D符合题意;
故答案为:BD.
【分析】开关闭合时由于电路中电流小所以没有触电感觉;断开瞬间由于感应电流的产生所以有触电的感觉;人有触电时流过人体的电流和流过线圈的电流相等。
11.如图所示,灯泡A,B与定值电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A,B两灯亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中正确的是(  )
A.B灯立即熄灭 B.A灯将比原来更亮一下后熄灭
C.有电流通过B灯,方向为c→d D.有电流通过A灯,方向为b→a
【答案】A,D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AC.由于定值电阻R没有自感作用,故闭合S2,待电路稳定后将S1断开时,B灯立即熄灭,A符合题意,C不符合题意。
BD.S1闭合、S2断开且电路稳定时,A,B两灯一样亮,说明两个支路中的电流相等,这时线圈L没有自感作用,可知线圈L的电阻也为R,在S2、S1都闭合且稳定时,IA=IB,当S2闭合、S1突然断开时,由于线圈的自感作用,流过A灯的电流方向变为b→a,但A灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象,D符合题意,B不符合题意。
故答案为:AD。
【分析】在开关闭合瞬间,线圈阻碍电流的增加,断开S1瞬间产生自感电动势相当于电源,与A组成闭合回路。
12.关于自感系数,以下说法正确的是(  )
A.线圈中产生的自感电动势较大时,其自感系数一定较大
B.对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势较大
C.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数变小
D.自感系数与电路中电流变化快慢有关
【答案】B,C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AD.自感系数是由线圈本身的特性决定的,与自感电动势的大小、电路中电流变化快慢无关,A、D不符合题意;
B.由自感电动势公式 知B符合题意;
C.自感系数与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯有关,与其他因素无关,把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小,C符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据自感现象与自感电动势的公式,结合楞次定律和法拉第电磁感应定律分析判断。
三、解答题
13.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。
(1)当开关S由断开变为闭合时,A,B两个灯泡的亮度将如何变化?请作出解释。
(2)当开关S由闭合变为断开时,A,B两个灯泡的亮度又将如何变化?请作出解释。
【答案】(1)解:当开关S由断开变为闭合时,线圈L中产生很大的自感电动势阻碍电流增加,则L可看做断路,电源的电压同时加到两灯上,A,B同时亮,随着L中电流增大,由于线圈L直流电阻可忽略不计,分流作用增大,B逐渐被短路直到熄灭,外电路总电阻减小,总电流增大,A灯更亮
(2)解:当开关S由闭合变为断开时,灯泡A立即熄灭,L中产生自感电动势阻碍电流减小,则L相当电源,灯泡B与线圈L构成闭合回路,所以灯泡B由熄灭变亮再逐渐熄灭。
【知识点】自感与互感
【解析】【分析】(1)开关由断开变为闭合时,两灯立即有电压同时发光,线圈电阻很小,B灯被线圈短路,由亮变暗,直到不亮;
(2)当开关由闭合变为断开时,A灯没有电压,立即熄灭,当电流减小,线圈产生自感电动势,使B由亮变暗直到不亮。
14.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。延时继电器就是因此而得名的。
(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小段时间?
(2)如果线圈B不闭合,是否会对延时效果产生影响?为什么?
【答案】(1)解:由题意可知,当S断开后,线圈A中磁场减弱,穿过线圈B的磁通量要减小,根据楞次定律可知,B中产生的感应电流的磁场阻碍原来磁通量的减小,导致穿过线圈B的磁通量减小变慢,产生有延时释放D的作用
(2)解:如果线圈不闭合,则B线圈中会有电磁感应现象,但不产生感应电流,故不会产生延时效果;
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;楞次定律
【解析】【分析】图中有两个线圈,A有电源,接通电路后有电流通过,会产生磁性;而B线圈无电源,开关闭合后没有电流,只有当A中磁场发生变化时根据电磁感应现象,B线圈中会产生感应电流,根据楞次定律可分析。
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