四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-2：1.6自感 跟踪训练（含解析）

1.6自感
课时作业（含解析)
1．如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡，线圈L自感系数足够大，电阻可以忽不计．下列说法不正确的是（
）
A．合上开关S时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
C．合上开关S稳定后，流过A1的电流方向与流过A2的电流方向都向右
D．断开开关S时，流过A1的电流方向与流过A2的电流方向都向右
2．如图所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L为自感线圈，闭合开关S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S，则（　　）
A．闭合开关S，L2立刻变亮，L1逐渐变亮
B．闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮
C．闭合开关S稳定后，L仍有自感电动势
D．闭合开关S稳定后，断开S，L2会“闪”一下再熄灭
3．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零。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）
A．接通开关S瞬间，A灯先亮，B灯不亮
B．接通开关S后，B灯慢慢变亮
C．开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下
D．开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯、B灯都闪亮一下
4．下列四幅演示实验图中，实验现象能正确表述实验结论的是（
）
A．图甲用磁铁靠近轻质闭合铝环
A，A
会靠近磁铁
B．图乙断开开关
S，触点
C
不立即断开
C．图丙闭合开关
S
时，电流表有示数，断开开关
S
时，电流表没有示数
D．图丁铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快
5．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，当断开开关S的瞬间会有(　　)
A．灯A立即熄灭
B．灯A慢慢熄灭
C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭
6．如图所示，A、B是两个规格相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻与灯泡电阻相等，按照图示连接好电路。则（　　）
A．开关S闭合，A灯先亮，最后两者一样亮
B．开关S闭合，B灯先亮，最后两者一样亮
C．开关S闭合一段时间后断开，A灯先突然变暗再逐渐熄灭
D．开关S闭合一段时间后断开，A灯先闪亮一下再逐渐熄灭
7．如图所示电路中，A、B、C为完全相同的三个灯泡，L是一直流电阻不可忽略的电感线圈．a、b为线圈L的左右两端点，原来开关S是闭合的，三个灯泡亮度相同．将开关S断开后，下列说法正确的是(　　)
A．a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭
B．a点电势低于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
C．a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
D．a点电势低于b点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭
8．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r不可忽略．A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数较大的线圈．关于这个电路的说法中正确的是
A．闭合开关，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定
B．闭合开关，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定
C．开关由闭合至断开，在断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭
D．开关由闭合至断开，在断开瞬间，电流自左向右通过A灯
9．如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源．t=0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S．规定图示流过电灯D1、D2的电流方向为正，分别用I1、I2表示流过电灯D1和D2中的电流，则以下各图中能定性描述I随时间t变化关系的是
(
)
A．B．C．D．
10．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)，则(　　)
A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭
B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭
C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同
D．电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭
11．（1）如图甲，开关S接通时，可以看到灯泡2___________，而灯泡1____________。
（2）如图乙，线圈L的直流电阻比灯泡的电阻小，接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关S，可以看到灯泡________________。
12．如图所示电路中，P、Q两灯相同，带铁芯的线圈L与Q灯串联，S接通瞬间，P
______
变亮，Q
______
变亮填“立即”或者“逐渐”
13．探测地雷的探雷器是利用涡流工作的，士兵手持一个长柄线圈从地面扫过，线圈中___________有的电流．如果地下埋着___________，金属中会感应出___________，涡流的___________又会反过来影响线圈中的___________，使仪器报警．
14．如图所示为家用单相电能表的结构示意图.
其中电流线圈串联在电路中，电压线圈则并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示.铝盘受到的电磁力矩（动力矩）与通过用电器的总电流（即为通过电流圈的电流）成正比，还跟电流与电压的相位差有关.
旁边还固定一块U
形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过.
磁铁的作用有两个：一是使得电流线圈中的电流一定时，铝盘保持一定的转速；二是当停止用电时，铝盘随即刹车，避免由于惯性继续转动而带来的计量误差.
请简要说明制动永久磁铁起上述作用的物理原理.
参考答案
1．D
【解析】
AC．合上开关的瞬间，L由于产生自感电动势阻碍通过A1的电流，所以A1中的电流小于A2中的电流，稳定后L对直流电路没有阻碍作用，A1和A2电阻相等，即合上开关S时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮，此时A1和A2的电流方向都向右，故A不符合题意，C不符合题意.
BD．断开开关时，由于L中产生的自感电动势在A1和A2之间构成串联电路中产生电流，故都要过一会才会熄灭，此时流过A1的电流向右，流过A2的电流向左.故C不符合题意，D符合题意
2．A
【解析】
AB．
闭合开关S，自感线圈产生自感电动势，阻碍通过L1的电流增大，灯L1逐渐变亮，闭合开关，通过L2的电流立即稳定，L2立刻变亮，故A正确，B错误；
C．
闭合电键S稳定后，流过线圈的电流不变，线圈L没有自感电动势，故C错误；
D．
闭合开关S稳定后，断开S，因为开始两灯亮度相同，流经电流大小相同，故断开开关，L2不会“闪”一下再熄灭，故D错误。
故选A。
3．C
【解析】
AB．当开关S闭合瞬间，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻几乎为零，B灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮，选项AB错误；
CD．当开关S断开瞬间，A灯没有电压，立即熄灭。当电流减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，与B灯形成回路，给B灯提供短暂的电流，使B灯过一会儿熄灭，选项C正确，D错误；
故选C。
4．B
【解析】
A.
图甲用磁铁靠近轻质铝环A，由于A环中发生电磁感应，根据楞次定律可知，A将远离磁铁，故A错误；
B.
图乙断开开关S，由于B线圈中发生电磁感应现象阻碍电流的减小，因此线圈仍有磁性，触电C不立即断开，故B正确；
C.
图丙闭合开关S和断开开关S时均会发生电磁感应，因此电流表均有示数，故C错误；
D.
当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生安培力导致铜盘转动受到阻碍．因此铜盘将转慢，故D错误．
故选B.
5．A
【解析】
当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变无，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A串联，在S断开后，不能形成闭合回路，因此灯A在开关断开后，电源供给的电流为零，灯就立即熄灭，只有选项A正确。
故选A。
6．C
【解析】
AB．由于是两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，A灯泡立刻发光，而B灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮，由于两灯泡并联，L的电阻与灯泡电阻相等，所以稳定后A比B更亮一些，故AB错误；
CD．当开关断开瞬间，线圈产生瞬间自感电动势提供电流，此时两灯泡串联，导致两灯泡都逐渐熄灭，因线圈存在电阻，则在断开前，A的电流大于B的电流，断开时，A灯先突然变暗再逐渐熄灭，故C正确，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
开关闭合稳定时，三个灯泡亮度相同，则流过A的电流等于流过BC的，开关由闭合到断开瞬间，BC灯原来的电流瞬间消失，而线圈产生自感电动势阻碍BC灯中电流减小，并与ABC组成回路，原来两支路灯电流相等，则开关断开瞬间，电流都从原来A的值开始减小，所以三灯均过一会儿才熄灭．由于电流的方向与A的原电流的方向相反，则流过三个灯的电流的方向为逆时针方向，b点电势高于a点．故选D．
8．A
【解析】
开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，由于线圈中产生感应电动势的阻碍作用，B灯逐渐变亮，当线圈电流阻碍较小后A灯逐渐变暗，当线圈对电流没有阻碍时，两灯泡灯泡亮度稳定．故A正确，B错误；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈提供瞬间电压给两灯泡供电，由于两灯泡完全一样，所以不会出现电流比之前还大的现象，因此A灯不会闪亮一下，只会一同慢慢熄灭．故C错误；开关断开瞬间，线圈相当于电源，电流方向仍不变，所以电流自右向左通过A灯，故D错误；故选A．
点睛：线圈电流增加，相当于一个电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时，相当于一个电源，线圈左端是电源负极．
9．AC
【解析】
AB．电键闭合时，电感阻碍电流变化，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，所以电感的阻碍慢慢减小，即流过电感的电流增大，所以I1慢慢减小，最后稳定时电感相当于一根导线，I1为0，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电灯D1，其方向与规定图示流过电灯D1的方向相反，I1慢慢减小最后为0，A正确，B错误。
CD．电键闭合时，电感阻碍电流变化，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，电感的阻碍慢慢减小，即流过电感的电流增大，所以I2慢慢增大，最后稳定，断开电键，原来通过D2的电流立即消失，C正确，D错误。
故选AC。
10．AD
【解析】
AB、电路中灯与线圈并联后与灯串联，再与灯并联，闭合时，三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻很小，逐渐将灯短路，灯逐渐熄灭，灯的电压逐渐降低，灯的电压逐渐增大，灯逐渐变亮，故选项A正确，B错误；
C、电路接通稳定后，灯被线圈短路，灯熄灭，、并联，电压相同，亮度相同，故选项C错误。
D、电路接通稳定后，断开时，灯中原来的电流立即减至零，由于线圈中电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感电流通过灯，所以灯会逐渐熄灭，故选项D正确。
11．立即发光
逐渐亮起来
闪亮一下再逐渐熄灭
【解析】
(1)[1][2]由图甲可知灯2与滑动变阻器串联，所以开关接通时，灯泡2立即发光；灯泡1和电感线圈串联，由于电感线圈的自感作用，阻碍电流增大，所以灯泡1会逐渐亮起来；
(2)[3]当灯泡处于正常发光状态，线圈的直流电阻小于灯泡的电阻，故线圈支路的电流大于灯泡电流，开关断开，则灯泡中的电流立即消失，但是L因为自感要阻碍自身电流的减小，L中的电流逐渐减小，因为L与灯泡组成回路，L中的电流要经过灯泡，所以灯泡中的电流突然变大且电流为反方向，然后逐渐减小到0，故灯泡闪亮一下再熄灭。
12．立即
逐渐
【解析】
由于线圈对电流的变化由阻碍作用，所以在S接通瞬间，线圈中电流缓慢增加，故Q逐渐亮起来，而P会立即变亮．
【点睛】线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；线圈电流增加，相当于一个瞬间电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时，相当于一个瞬间电源，线圈右端是电源正极．
13．
变化着
金属物品
涡流
磁场
电流
【解析】探测器中有交流电流；其产生变化的磁场；其磁场会在金属物品中感应出涡流；而涡流产生的磁场又会发过来影响线圈中的电流，从而使仪器报警．
14．（1）由于铝盘在制动永久磁铁的磁场中运动，切割磁感线铝盘中产生感应电流（涡流），根据愣次定律及左手定则可以判定，该感应电流在磁铁的磁场中受到安培力的作用阻碍铝盘的转动，即产生阻碍转动的力矩.
（2）当该阻碍转动的力矩与使它转动的电磁力矩平衡时，转速达到稳定.
（3）用户电流变大时，电磁力矩变大，铝盘转速加快，制动永久磁铁产生的阻碍转动的力矩也变大，从而达到新的平衡.
（4）当停止用电时，铝盘失去继续转动的动力，在制动永磁铁的作用下随即停止运动。
【解析】
（1）由于铝盘在制动永久磁铁的磁场中运动，切割磁感线铝盘中产生感应电流（涡流），根据愣次定律及左手定则可以判定，该感应电流在磁铁的磁场中受到安培力的作用阻碍铝盘的转动，即产生阻碍转动的力矩.
（2）当该阻碍转动的力矩与使它转动的电磁力矩平衡时，转速达到稳定.
（3）用户电流变大时，电磁力矩变大，铝盘转速加快，制动永久磁铁产生的阻碍转动的力矩也变大，从而达到新的平衡.
（4）当停止用电时，铝盘失去继续转动的动力，在制动永磁铁的作用下随即停止运动。