2020-2021学年高二物理鲁科版(2019)选择性必修第二册随堂检测:第2章 电磁感应及其应用(共3份)

文档属性

名称 2020-2021学年高二物理鲁科版(2019)选择性必修第二册随堂检测:第2章 电磁感应及其应用(共3份)
格式 zip
文件大小 1.6MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-03-06 20:12:36

文档简介

2020-2021学年高二物理人教版选修3-2同步课时作业(5)
电磁感应现象的两类情况
1.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t按如图乙所示规律变化时,下列各图中能正确表示线圈中感应电动势E的变化情况的是(
)
A.
B.
C.
D.
2.两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环所在的平面,如图所示.在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中,下列说法正确的是(
)
A.两导线环内所产生的感应电动势相等
B.A环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势
C.流过两导线环的感应电流的大小之比为1:4
D.流过两导线环的感应电流的大小之比为1:1
3.用相同的导线绕制的边长分别为L和2L的正方形闭合线框,以相同的速度匀速进入右侧的匀强磁场,如图所示,在线框进入磁场的过程中a、b和c、d两点间的电压分别为U甲和U乙,ab边和cd边所受的安培力分别为F甲和F乙,则下列判断正确的是(?
?)
A.U甲=U乙
B.U甲=2U乙
C.F甲=F乙
D.
4.电子感应加速器的基本原理如图所示.在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室.图甲为侧视图,图乙为真空室的俯视图.电磁铁中通以变化的电流,使两磁极间的磁场周期性变化,从而在真空室内产生感生电场,将电子从电子枪右端注入真空室,电子在感生电场的作用下被加速,同时在洛伦兹力的作用下,在真空室中沿逆时针方向(图乙中箭头方向)做圆周运动.由于感生电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速,但由于电子的质量很小,故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数十万以至数百万次,并获得很大的能量.若磁场的磁感应强度B(图乙中垂直于纸面向外为正)随时间变化的关系如图丙所示,不考虑电子质量的变化,电子在时注入真空室后由静止开始被加速,则下列说法中正确的是(
)
A.电子在真空室中做匀速圆周运动
B.电子在运动时的加速度始终指向圆心
C.在丙图所示的第一个周期中,电子只能在内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速
D.在丙图所示的第一个周期中,电子在和内均能按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速
5.关于感生电动势和动生电动势的比较,下列说法正确的是(??
)
A.感生电动势是由于变化的磁场产生了感生电场,
感生电场对导体内的自由电荷产生作用而使导体两端出现的电动势
B.动生电动势是由于导体内的自由电荷随导体棒一起运动而受到洛伦兹力的作用产生定向移动,使导体棒两端出现的电动势
C.在动生电动势产生的过程中,洛伦兹力对自由电荷做功
D.感生电动势和动生电动势产生的实质都是由于磁通量的变化引起的,只是感生电动势是由于磁场的变化,而动生电动势是由于面积的变化而已
6.如图甲,一个金属圆环与一个理想二极管串联后放在匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,规定磁场方向垂直于圆环平面向外为正方向,磁感应强度在一个周期内随时间变化的规律如图乙所示。若规定圆环内顺时针方向为感应电流的正方向,则穿过圆环的磁通量、圆环中的感应电流、圆环的热功率随时间变化的图像可能正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
7.有一根由横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成的一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径.如图所示,在ab的左侧存在一个均匀变化的磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图所示,磁感应强度大小随时间的变化率为(k<0),则(
)
A.圆环中感应电流大小为
B.图中两点间的电势差
C.圆环中产生沿逆时针方向的感应电流
D.圆环具有扩张的趋势
8.如图所示,三角形金属导轨上放有一金属棒,均处于垂直于纸面向里的匀强磁场中.在外力作用下使保持与垂直,以速度v匀速从O点开始右移,设导轨和金属棒均由粗细相同的同种金属制成,则下列判断正确的是(
)
A.回路中的感应电流大小不变
B.回路中的感应电动势大小不变
C.回路中的感应电动势逐渐增大
D.回路中的感应电流减小
9.如图所示,两个完全相同的闭合矩形导线框甲和乙,其中,在同一高度从图示位置同时由静止释放,在其下方某一区域存在垂直纸面向里的匀强磁场().已知甲线框正好匀速进入磁场.不计空气阻力,则下列判断正确的是(
)
A.乙线框刚进入磁场时的加速度大小为
B.乙线框完全进入磁场时的速度可能大于甲线框刚进入磁场时的速度
C.进入磁场过程中,甲线框减少的机械能可能比乙线框少
D.进入磁场过程中,甲线框减少的机械能一定比乙线框多
10.空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线所示,一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在上.时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示.则在到的时间间隔内(
)
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C.圆环中的感应电流大小为
D.圆环中的感应电动势大小为
11.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系如图所示,则(
)
A.在时刻穿过线圈的磁通量最大,感应电动势也最大
B.在时刻,感应电动势最大
C.在时刻,感应电动势为零
D.在0~时间内,线圈中感应电动势的平均值为零
12.在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度v从图示位置(实线所示)开始运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时(虚线所示),圆环的速度变为,则下列说法正确的是(
)
A.此时圆环的电功率为
B.此时圆环的加速度大小为
C.此过程中通过圆环截面的电荷量为
D.此过程中回路产生的电能为0.75mv2
答案以及解析
1.答案:A
解析:在0~1
s内,根据法拉第电磁感应定律,,根据楞次定律,感应电动势的方向与图示箭头方向相同,为正值;在1~3
s内,磁感应强度不变,感应电动势为零;在3~5
s内,根据法拉第电磁感应定律,,根据楞次定律,感应电动势的方向与图示方向相反,为负值,故A正确.
2.答案:A
解析:某一时刻穿过两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区城的磁通量,设磁场区域的面积为S,则,由,对两导线环,有,所以A正确,B错误;(为导线的横截面积),,所以,C、D错误.
3.答案:D
解析:线框进入磁场后切割磁感线,甲中产生的感应电动势是乙中电动势的一半,设甲线框的电阻为4r,乙线框的电阻为8r,则有,,故,A、B错误;根据F=BIL,E=BLv,得出,所以,C错误,D正确.
4.答案:C
解析:由于电子在真空室中的能量逐渐增大,说明其速度逐渐变大,故电子做的不是匀速圆周运动,A错误;当电子做匀速圆周运动时,其向心力才指向圆心,现在电子做的不是匀速圆周运动,所以电子在运动时的加速度并不始终指向圆心,B错误;在题图丙所示的第一个周期中,在内磁感应强度增大,原磁场的方向垂直于纸面向外,由楞次定律可知,感应磁场的方向与原磁场方向相反,为垂直于纸面向里,再由右手螺旋定则可知真空室中感生电场的方向为顺时针方向,该方向正好使电子加速;同理,在内,感生电场方向为逆时针方向,电子减速,直至沿顺时针方向转动,而时间内感生电场再次变为顺时针方向,此时电子会减速,故只有在内,电子沿逆时针方向做圆周运动且被加速,C正确,D错误.
5.答案:ABD
解析:感生电动势和动生电动势的产生机理不同,易知选项AB正确;在动生电动势产生的过程中,某一方向上的洛伦兹力对自由电荷做正功,另一方向上的洛伦兹力对自由电荷做负功,整体上,洛伦兹力不做功,选项C错误;感生电动势和动生电动势实质上都是电磁感应现象中产生的电动势,都是由于磁通量的变化引起的,选项D正确.
6.答案:AC
解析:由可知,图像与图像类似,A正确;若无二极管,由和可知,图像与图像类似,由于二极管具有单向导电性,故B错误,C正确;由可知,在和时间内的图像与图像类似,D错误。
7.答案:BD
解析:由法拉第电磁感应定律可知,,感应电流,故A错误;由闭合电路欧姆定律可知,a、b两点间的电势差为,故B正确;磁通量向里减小,由楞次定律可知,圆环中的感应电流方向沿顺时针方向,故C错误;由楞次定律可知,为了阻碍磁通量的减小,圆环具有扩张的趋势,故D正确.
8.答案:AC
解析:设导轨和金属棒单位长度的电阻为r,,金属棒从O点开始运动时间为t时,有效切割磁感线的长度,感应电动势的大小,则感应电动势逐渐增大,故B错误,C正确;由电阻定律得,t时刻回路中的总电阻;感应电流的大小,与t无关,说明感应电流大小不变,故A正确,D错误.
9.答案:AC
解析:设矩形线框长边为,短边为L,甲线框刚进入磁场时做匀速运动,有;乙线框刚进入磁场时有,解得,选项A正确;由以上分析可知,乙线框进入磁场时做减速运动,而甲线框做匀速运动,则乙线框完全进入磁场时的速度小于甲线框刚进入磁场时的速度,选项B错误;甲线框进入磁场过程中,克服安培力做功等于机械能减少量,则机械能减少量为,乙线框进入磁场过程中减少的机械能为,根据题意无法判断和的关系,故甲线框减少的机械能可能大于、小于、等于乙线框减少的机械能,故选项C正确,D错误.
10.答案:BC
解析:由楞次定律可知,圆环中感应电流方向始终沿顺时针方向,B正确;圆环中的磁场方向发生变化,而感应电流方向不变,根据左手定则可知,圆环受到的安培力方向发生变化,A错误;由法拉第电磁感应定律得,D错误;圆环的总电阻,则圆环中的感应电流,C正确.
11.答案:BC
解析:在时刻,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,故A错误;在时刻,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势最大,故B正确;在时刻磁通量的变化率为零,感应电动势为零,故C正确;在0~时间内,磁通量变化量不为零,线圈中感应电动势的平均值不为零,故D错误.
12.答案:BC
解析:当圆环的直径与边界线重合时,圆环左右两半环均产生感应电动势,故圆环中的感应电动势,圆环的电功率,故A错误;此时圆环受到的安培力,由牛顿第二定律可得,加速度,故B正确;圆环中的平均电动势,则通过圆环截面的电荷量,故C正确;此过程中回路产生的电能等于动能的减少量,故,故D错误。
版权所有?正确教育
侵权必纠!2020-2021学年高二物理人教版选修3-2同步课时作业(4)
法拉第电磁感应定律
1.下列关于电磁感应的说法正确的是(
)
A.在电磁感应现象中,有感应电动势,就一定有感应电流
B.穿过某回路的磁通量变化量越大,产生的感应电动势就越大
C.闭合回路置于磁场中,当磁感应强度为零时,感应电动势可能很大
D.感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化量成正比
2.如图所示,
、两闭合线圈用同样导线绕成,
有10匝,
有20匝,两圆线圈半径之比为2:1,均匀磁场只分布在线圈内.当磁场随时间均匀减弱时(??
)
A.
中无感应电流
B.
、中均有恒定的感应电流
C.
、中感应电动势之比为1:1
D.
、中感应电流之比为1:1
3.如图所示,半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场(磁感应强度为B)中,绕过圆心O点的轴以角速度沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)(
)
A.由c到d,
B.由d到c,
C.由c到d,
D.由d到c,
4.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒以垂直于棒的水平速度抛出,设在整个过程中金属棒的方向不变且不计空气阻力,则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况是(
)
A.保持不变
B.越来越小
C.越来越大
D.无法判断
5.如图所示,半径为R的圆形线圈两端接入一个平行板电容器,线圈放在磁感应强度随时间均匀变化的磁场中,线圈所在平面与磁感线的方向垂直,要使电容器所带的电荷量减小,可采取的措施是(
)
A.使电容器的两极板靠近些
B.增大磁感应强度的变化率
C.增大线圈的面积
D.使线圈平面与磁场方向成60°角
6.如图所示,处在匀强磁场中的线圈,匝数为n,面积为S,磁场方向平行于线圈轴线向右.若在时间内,磁感应强度大小由均匀增加到,则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差(
)
A.恒为
B.从0均匀变化到
C.恒为
D.从0均匀变化到
7.如图所示,边长的正方形线框共有10匝,靠着墙角放着,线框平面与地面的夹角.该区域有磁感应强度、水平向右的匀强磁场,现将边向右拉动,边经0.1
s着地,在这个过程中线框中产生的感应电动势的大小与方向为(
)
A.0.8
V
方向
B.0.8
V
方向
C.0.4
V
方向
D.0.4
V
方向
8.在甲、乙、丙三图中,除导体棒可动外,其余部分均固定不动,甲图中的电容器C原来不带电.设导体棒、导轨(足够长)和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦不计.图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直于水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长.今给导体棒一个向右的初速度,在甲、乙、丙三种情形下导体棒的最终运动状态是(
)
A.三种情形下棒最终均做匀速运动
B.甲、丙中,棒最终将以不同的速度做匀速运动,乙中棒最终静止
C.甲、丙中,棒最终将以相同的速度做匀速运动,乙中棒最终静止
D.三种情形下棒最终均静止
9.如图所示的匀强磁场中,MN,PQ是两条平行的金属导轨,AB,CD分别为串有电流表、电压表的两根金属棒,且与金属导轨接触良好。当两金属棒以相同速度向右运动时,下列判断正确的是(??
)
A.电流表示数为零,A,B间有电势差,电压表示数为零
B.电流表示数不为零,A,B间有电势差,电压表示数不为零
C.电流表示数为零,A,C间无电势差,电压表示数为零
D.电流表示数为零,A,C间有电势差,电压表示数不为零
10.如图所示,长直导线通以方向向上的恒定电流i,矩形金属线圈与导线共面,线圈的长是宽的2倍,第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下,第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d点垂直纸面的轴线旋转90°到位置Ⅲ停下,两次变换位置的过程所用的时间相同,以下说法正确的是(
)
A.两次线圈所产生的平均感应电动势相等
B.两次线圈所产生的平均感应电动势不相等
C.两次通过线圈导线横截面的电荷量相等
D.两次通过线圈导线横截面的电荷量不相等
11.如图所示,在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B,其方向垂直纸面向外.一个边长也为a的等边三角形导线框架正好与上述磁场区域的边界重合,当它以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动时,框架中产生感应电动势,若经框架转到图中的虚线位置,则在时间内(
)
A.框架产生的平均感应电动势大小等于
B.框架产生的平均感应电动势大小等于
C.框架沿顺时针方向转动时感应电流方向为
D.框架沿逆时针方向转动时感应电流方向为
12.如图所示,倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻,Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为,恒定不变,区域Ⅱ中磁感应强度随时间按变化,一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上,并恰能保持静止,不计导轨电阻,则下列说法正确的是(
)
A.通过金属杆的电流大小为
B.通过金属杆的电流方向是从a到b
C.定值电阻的阻值为
D.定值电阻的阻值为
答案以及解析
1.答案:C
解析:在电磁感应现象中,有感应电动势,不一定有感应电流,只有当电路闭合时才有感应电流,选项A错误;穿过某回路的磁通量变化率越大,产生的感应电动势就越大,选项B错误;闭合回路置于磁场中,当磁感应强度为零时,磁通量的变化率可能很大,则感应电动势可能很大,选项C正确;感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化率成正比,选项D错误.
2.答案:B
解析:线圈中产生的感应电动势,、中感应电动势之比为1:2,又因为,故,所以,故选项ACD错误,B正确。
3.答案:D
解析:根据法拉第电磁感应定律,感应电动势,由欧姆定律得通过电阻R的电流.圆盘相当于电源,由右手定则判断可知电流方向为由边缘指向圆心,所以电阻R中的电流方向为由d到c,选项D正确.
4.答案:A
解析:金属棒做平抛运动,其水平方向的分运动是匀速直线运动,水平分速度保持不变,等于.由感应电动势公式,是垂直于磁感线方向的分速度,即平抛运动的水平分速度,等于,则感应电动势,均不变,则感应电动势大小保持不变.故A正确,B、C、D错误.
5.答案:D
解析:根据法拉第电磁感应定律可知,线圈中产生的感应电动势为,电容器两端的电压,电容器所带的电荷量,得,使电容器的两极板靠近些,电容C增大,电荷量Q增大,故A错误;增大磁感应强度的变化率,电荷量Q增大,故B错误;增大线圈的面积S,电荷量Q也增大,故C错误;改变线圈平面与磁场方向的夹角时,,E减小,电荷量减小,故D正确.
6.答案:C
解析:穿过线圈的磁感应强度均匀增加,故产生恒定的感应电动势,根据法拉第电磁感应定律,有,根据楞次定律可知,感应电流沿顺时针方向(从右侧看),故,即有,故C选项正确.
7.答案:D
解析:初状态穿过线框的磁通量,末状态穿过线框的磁通量,根据法拉第电磁感应定律得;根据楞次定律可知,感应电流的方向为,故A、B、C错误,D正确.
8.答案:B
解析:图甲中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电,当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时,电路中没有电流,棒不受安培力,向右做匀速运动;图乙中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流,通过电阻R转化为内能,棒的速度减小,当棒的动能全部转化为内能时,棒静止;图丙中,导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动,速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动,当导体棒产生的反电动势与电源的电动势相等时,电路中没有电流,棒向左做匀速运动.综上所述,只有B正确.
9.答案:AC
解析:因为两金属棒以相同速度运动,回路面积不变,所以感应电流为零,根据电流表、电压表的工作原理可知电流表、电压表示数均为零,选项BD错误;因为两金属棒都向右运动切割磁惑线,所以两金属棒都产生相同的电动势,极性都为上正、下负,所以间有电势差,A、C间无电势差,选项AC
正确.
10.答案:BD
解析:根据通电直导线周围的磁场分布可知,两次通过线圈的磁通量变化量不同,但时间相同,根据可知,线圈所产牛的平均感应电动势不相等,选项A错误,B正确;根据可知两次通过线圈导线横截面的电荷量不相等,选项C错误,D正确.
11.答案:AC
解析:根据对称性可知图中实线和虚线构成的两等边三角形所围的小三角形为等边三角形,小三角形的边长为,小三角形高为,则小三角形的面积为,根据法拉第电磁感应定律可得,,联立解得,A正确,B错误;当框架沿顺时针或逆时针方向转动时,穿过框架的磁通量减少,根据楞次定律可知,感应电流的方向均为,C正确,D错误.
12.答案:AC
解析:对金属杆,根据平衡条件,结合安培力公式有,解得,选项A正确;由楞次定律可知,通过金属杆的电流方向是从b到a,选项B错误;由法拉第电磁感应定律有,根据闭合电路欧姆定律得,故,选项C正确,选项D错误.
版权所有?正确教育
侵权必纠!2020-2021学年高二物理人教版选修3-2同步课时作业(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.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,线圈的自感系数很大,线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL)
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,D是理想二极管,L是带铁芯的线圈,其电阻忽略不计。下列说法正确的是(
)
A.S闭合瞬间,A先亮
B.S闭合瞬间,A、B同时亮
C.S断开瞬间,B逐渐熄灭
D.S断开瞬间,A闪亮一下,然后逐渐熄灭
5.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.电路接通稳定店,三个灯亮度相同
B.电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭
C.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭
D.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭
6.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
7.绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图所示方法连接,G为电流表,下列说法正确的是(
)
A.开关S闭合瞬间,G中的电流从左向右
B.保持开关S闭合,G中的电流从左向右
C.保持开关S闭合,向右移动变阻器的滑动触头,G中的电流从左向右
D.断开开关S的瞬间,G的示数也为零
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
9.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
10.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
11.如图所示,L是自感系数很大、直流电阻很小的线圈,下列情况可能发生的是(???)
A.只闭合S1的瞬间,L1灯逐渐亮起来
B.先闭合S1再合上S2稳定后,L2灯是暗的
C.S1、S2均闭合稳定后,只断开S1的瞬间,L1灯立即熄灭,L2灯亮一下再熄灭
D.S1、S2均闭合稳定后,只断开S1的瞬间,L2和L1灯过一会儿才熄灭
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:C
解析:闭合开关的瞬间,线圈产生自感现象,阻碍电流增大,所以流过L的电流只能逐渐增大,流过干路的电流增大,则电源的内阻消耗的电压增大,路端电压减小,所以流过灯泡的电流会逐渐减小,一直到电路稳定.正常工作时,由于自感线圈L直流电阻值小于灯泡的阻值,通过线圈L的电流大于通过灯泡的电流;断开开关的瞬间,线圈产生自感现象,线圈产生的感应电流流过灯泡,其方向与原来流过灯泡的方向相反,且电流比灯泡原来的电流大,然后电流逐渐减小至零,故C正确.
4.答案:D
解析:S闭合瞬间,线圈相当于断路,二极管仅正向导通,故灯泡A、B均不亮,AB错误;开关S断开瞬间,B立刻熄灭,由于二极管正向导通,故自感线圈与A形成回路,A闪亮一下,然后逐渐熄灭,C错误,D正确。
5.答案:C
解析:电路接通稳定后,A灯被线圈短路而熄灭,B、C灯并联,电压相同,亮度相同,故A错误;电路接通稳定后,S断开时,C灯中原来的电流立即减至零,但是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,自感电流通过C灯,所以C灯逐渐熄灭,故B错误;电路中A灯与线圈并联后与B灯串联,再与C灯并联,S闭合时,三个灯同时立即发光,由于线圈的电阻可忽略不计,逐渐将A灯短路,A灯逐渐熄灭,两端的电压逐渐降低,B灯两端的电压逐渐增大,B灯逐渐变亮,故C正确,D错误.
6.答案:D
解析: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,灯管两端的电压也稳定在额定电压范围内;灯管正常发光后,电流不再流过启动器,所以并联在两端的启动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,故A、B、C正确,D错误.
7.答案:A
解析:闭合开关瞬间,I线圈中有电流通过,产生磁场,线圈内部磁场方向从左向右,穿过Ⅱ线圈的磁通量从无到有,产生感应电流,根据楞次定律可知,电流表中的电流从左向右,故A正确;保持开关闭合,Ⅰ线圈中电流不变,穿过Ⅱ线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,G的示数为零,故B错误;保持开关S闭合,向右移动变阻器的滑动触头,I线圈中电流减小,线圈内部产生向右减弱的磁场,穿过Ⅱ线圈的磁通量变化,产生感应电流,根据楞次定律可知,电流表中的电流从右向左,故C错误;断开开关S的瞬间,I线圈中电流减小(从有到无),穿过Ⅱ线圈的磁通量变化,产生感应电流,则电流表中有电流,故D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互相靠近的电路之间,会影响电路的正常工作,选项D错误。
9.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.
10.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.
11.答案:ABC
解析:只闭合S1的瞬间,由于线圈的自感作用,流过L1灯的电流将逐渐增大,L1灯逐渐亮起来,而L2灯立即变亮,
选项A正确;先闭合S1再合上S2稳定后,由于线圈的直流电阻很小,L2灯几乎被短路,故L2灯是暗的,选项B正确;S1、S2
均闭合稳定后,只断开S1的瞬间,由于S2闭合,线圈L与L2灯构成回路,由于线圈L自感的作用,电流将由稳定时L中的值逐渐减小,由于,所以L2灯将亮一下再熄灭,而灯与电阻R串联后被S2短路,故L1灯立即熄灭,选项C正确,选项D错误。