2020-2021学年高二物理人教版选修3-2随堂检测（6）互感和自感（含解析）
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二物理人教版选修3-2随堂检测（6）互感和自感（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 583.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-01-19 16:25:16 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二物理人教版选修3-2随堂检测
（6）互感和自感
1.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈、小灯泡、开关和电池组，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关，小灯泡发光；再断开开关，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )
A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大 C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大
2.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，线圈会产生很大的自感电动势，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，灯泡与定值电阻的阻值均为，是自感系数较大的线圈，当闭合、断开且电路稳定时，两灯亮度相同，再闭合，待电路稳定后将断开，下列说法中正确的是（ ）
A.灯将比原来更亮一下后熄灭 B.灯将比原来更亮一下后熄灭
C.有电流通过灯，方向为 D.有电流通过灯，方向为
4.如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈的直流电阻忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A.闭合开关时，先亮，后亮，最后比亮
B.闭合开关时，和始终一样亮
C.断开开关时，立即熄灭，过一会儿熄灭
D.断开开关时，和都要过一会儿才熄灭
5.如图所示，电源电动势为E，其内阻不可忽略，L1、L2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，电容器的电容为C，闭合开关S，电路稳定后(?? )
A.电容器的带电荷量为CE B.灯泡L1、L2的亮度相同
C.在断开S的瞬间，通过灯泡L1的电流方向向右 D.在断开S的瞬间，灯泡L2立即熄灭
6.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.闭合开关S时，A先亮，B后亮
B.闭合开关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
7.如图(a)所示是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.图(b)是某同学画出的在时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像.关于这些图像，下列说法中正确的是( )
A.图(b)中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B.图(b)中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C.图(b)中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D.图(b)中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
8.下列关于互感现象的说法正确的是(???)
A.—个线圈中的电流变化时，与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象
B.互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循愣次定律和法拉第电磁感应定律
C.利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线”
D.互感现象在电力工程以及电子电路中不会影响电路的正常工作
答案以及解析
1.答案：C
解析：在断电自感中，小灯泡是否闪亮取决于流过线圈L的电流是否大于流过灯泡的电流，本实验未出现小灯泡闪亮的原因，最有可能是线圈电阻偏大，C正确.
2.答案：D
解析：由题意可知，断开开关瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，若不并联元件，则开关S处会产生电弧，当并联电容器时，只能对电容器充电，仍不能解决电弧现象，故A错误；当并联发光二极管时，由于发光二极管有单向导电性，因此应注意方向，D选项的二极管在开关断开后与线圈组成闭合回路，正向导通，既能避免产生电弧，又不影响电路，故D正确，B、C错误.
3.答案：D
解析：闭合、断开且电路稳定时两灯亮度相同，说明的直流电阻亦为，闭合后，与A灯并联，与B灯并联，它们的电流均相等。当断开后，将阻碍自身电流的减小，即该电流还会维持一段时间，在这段时间里，因闭合，电流不可能经过B灯和，B灯立即熄灭，只能通过A灯形成的电流，由于自感形成的电流是在原来电流的基础上逐渐减小的，并没有超过A灯原来电流，故A灯虽推迟一会熄灭，但不会比原来更亮故选D。
4.答案：D
解析：AB、闭合开关瞬间，立即发光。线圈中电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律得知，自感电动势阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，逐渐亮起来，所以闭合开关，先亮、后亮，线圈的直流电阻忽略不计，可知最后它们一样亮。故AB错误。
CD、断开开关时，灯原来的电流突然消失，线圈中电流从原来的大小开始减小，产生感应电动势，相当于电源，感应电流流过组成的回路，所以都要过一会才熄灭，故C错误D正确。
5.答案：C
解析：当电路稳定后，电容器与灯泡L2并联，其电压低于电源电动势E，因此电容器的带电荷量小于CE，故A错误；因为线圈的直流电阻为零，当电路稳定后，灯泡L1被短路，故B错误；在断开S的瞬间，线圈中电流要减小，则出现自感电动势，此时通过灯泡L1的电流方向向右，故C正确；在断开S的瞬间，电容器放电，则灯泡L2慢慢熄灭，故D错误.
6.答案：BC
解析：闭合开关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，故A错误，B正确；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，故C正确，D错误.
7.答案：BC
解析：开关S由断开变为闭合，由于L的自感作用，通过传感器1的电流逐渐增大，当稳定以后，自感消失，电流保持不变，故A选项错误，B选项正确；开关S由闭合变为断开，通过传感器1的电流立即为零，由于L的自感作用(相当于电源)，通过传感器2的电流与原来反向且逐渐减小为零，故C选项正确，D选项错误.
8.答案：ABC
解析：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象，之所以会在另一个线圈中产生感应电动势，是因为变化的电流产生变化的磁场，引起另一个线圈中的磁通量发生变化，发生电磁感应现象，选项AB正确；收音机的“磁性天线”以及变压器均是利用互感的原理， 也就是利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，选项C正确；互感现象能发生在任何两个嘈互靠近的电路之间，会影响电路的正常工作，选项D错误。
（6）互感和自感
1.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈、小灯泡、开关和电池组，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关，小灯泡发光；再断开开关，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )
A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大 C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大
2.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，线圈会产生很大的自感电动势，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，灯泡与定值电阻的阻值均为，是自感系数较大的线圈，当闭合、断开且电路稳定时，两灯亮度相同，再闭合，待电路稳定后将断开，下列说法中正确的是（ ）
A.灯将比原来更亮一下后熄灭 B.灯将比原来更亮一下后熄灭
C.有电流通过灯，方向为 D.有电流通过灯，方向为
4.如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈的直流电阻忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A.闭合开关时，先亮，后亮，最后比亮
B.闭合开关时，和始终一样亮
C.断开开关时，立即熄灭，过一会儿熄灭
D.断开开关时，和都要过一会儿才熄灭
5.如图所示，电源电动势为E，其内阻不可忽略，L1、L2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，电容器的电容为C，闭合开关S，电路稳定后(?? )
A.电容器的带电荷量为CE B.灯泡L1、L2的亮度相同
C.在断开S的瞬间，通过灯泡L1的电流方向向右 D.在断开S的瞬间，灯泡L2立即熄灭
6.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.闭合开关S时，A先亮，B后亮
B.闭合开关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
7.如图(a)所示是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.图(b)是某同学画出的在时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像.关于这些图像，下列说法中正确的是( )
A.图(b)中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B.图(b)中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C.图(b)中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D.图(b)中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
8.下列关于互感现象的说法正确的是(???)
A.—个线圈中的电流变化时，与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象
B.互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循愣次定律和法拉第电磁感应定律
C.利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线”
D.互感现象在电力工程以及电子电路中不会影响电路的正常工作
答案以及解析
1.答案：C
解析：在断电自感中，小灯泡是否闪亮取决于流过线圈L的电流是否大于流过灯泡的电流，本实验未出现小灯泡闪亮的原因，最有可能是线圈电阻偏大，C正确.
2.答案：D
解析：由题意可知，断开开关瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，若不并联元件，则开关S处会产生电弧，当并联电容器时，只能对电容器充电，仍不能解决电弧现象，故A错误；当并联发光二极管时，由于发光二极管有单向导电性，因此应注意方向，D选项的二极管在开关断开后与线圈组成闭合回路，正向导通，既能避免产生电弧，又不影响电路，故D正确，B、C错误.
3.答案：D
解析：闭合、断开且电路稳定时两灯亮度相同，说明的直流电阻亦为，闭合后，与A灯并联，与B灯并联，它们的电流均相等。当断开后，将阻碍自身电流的减小，即该电流还会维持一段时间，在这段时间里，因闭合，电流不可能经过B灯和，B灯立即熄灭，只能通过A灯形成的电流，由于自感形成的电流是在原来电流的基础上逐渐减小的，并没有超过A灯原来电流，故A灯虽推迟一会熄灭，但不会比原来更亮故选D。
4.答案：D
解析：AB、闭合开关瞬间，立即发光。线圈中电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律得知，自感电动势阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，逐渐亮起来，所以闭合开关，先亮、后亮，线圈的直流电阻忽略不计，可知最后它们一样亮。故AB错误。
CD、断开开关时，灯原来的电流突然消失，线圈中电流从原来的大小开始减小，产生感应电动势，相当于电源，感应电流流过组成的回路，所以都要过一会才熄灭，故C错误D正确。
5.答案：C
解析：当电路稳定后，电容器与灯泡L2并联，其电压低于电源电动势E，因此电容器的带电荷量小于CE，故A错误；因为线圈的直流电阻为零，当电路稳定后，灯泡L1被短路，故B错误；在断开S的瞬间，线圈中电流要减小，则出现自感电动势，此时通过灯泡L1的电流方向向右，故C正确；在断开S的瞬间，电容器放电，则灯泡L2慢慢熄灭，故D错误.
6.答案：BC
解析：闭合开关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，故A错误，B正确；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，故C正确，D错误.
7.答案：BC
解析：开关S由断开变为闭合，由于L的自感作用，通过传感器1的电流逐渐增大，当稳定以后，自感消失，电流保持不变，故A选项错误，B选项正确；开关S由闭合变为断开，通过传感器1的电流立即为零，由于L的自感作用(相当于电源)，通过传感器2的电流与原来反向且逐渐减小为零，故C选项正确，D选项错误.
8.答案：ABC
解析：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象，之所以会在另一个线圈中产生感应电动势，是因为变化的电流产生变化的磁场，引起另一个线圈中的磁通量发生变化，发生电磁感应现象，选项AB正确；收音机的“磁性天线”以及变压器均是利用互感的原理， 也就是利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，选项C正确；互感现象能发生在任何两个嘈互靠近的电路之间，会影响电路的正常工作，选项D错误。