课时分层作业6 自感—2020-2021学年教科版高中物理选修3-2练习（word含答案）

课时分层作业(六)　
(时间：40分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．(多选)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
2.(多选)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，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．螺线管变长
3.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕法，如图所示，其道理是(　　)
A．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C．因电流反向，两股导线中产生的磁通量互相抵消，没有磁通量的变化
D．以上说法均不对
4.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，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S，小灯泡发光；再断开开关S，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
5.(多选)如图所示的电路中，灯泡A1、A2电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大．先接通S，使电路达到稳定，再断开S.下列表示通过A1、A2的电流随时间变化的关系图像中正确的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　D
6．(多选)如图为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是(　　)
A．启动过程中，启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高压
B．日光灯正常发光后，镇流器L使灯管两端电压低于电源电压
C．日光灯正常发光后启动器是导通的
D．图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源
二、非选择题(14分)
7.两平行金属直导轨水平置于匀强磁场中，导轨所在平面与磁场垂直，导轨右端接两个规格相同的小灯泡及一直流电阻可以不计的自感线圈．如图所示，当金属棒ab正在直导轨上向右运动时，发现灯泡L1比灯泡L2更亮一些．试分析金属棒的运动情况．(导轨及金属棒电阻不计)
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．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(　　)
A　　　　B　　　　　C　　　　D
2．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两端并联一个电压表，用来测自感线圈的直流电压．在测量完毕后，将电路解体时应先(　　)
A．断开S1　　 B．断开S2
C．拆除电流表 D．拆除电阻R
3.(多选)无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力．两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势
B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势
C．A中电流越大，B中感应电动势越大
D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大
4．(多选)如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有(　　)
A．a先变亮，然后逐渐变暗
B．b先变亮，然后逐渐变暗
C．c先变亮，然后逐渐变暗
D．b、c都逐渐变暗
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(13分)如图甲所示为研究自感实验的电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)．已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω.
　甲　　　　　　　　　　乙　　　　
(1)线圈的直流电阻RL是多少？
(2)开关断开时，该同学观察到什么现象？
(3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势．
6.(13分)如图所示，电源的电动势为E＝10 V，内阻不计，L与R的电阻值均为5 Ω，两灯泡的电阻值均为RS＝10 Ω.
(1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；
(2)定性画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律．
课时分层作业(六)　
(时间：40分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．(多选)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
BCD　[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错误，B、C正确；同时，自感系数简称为电感，故D也正确．]
2.(多选)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，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．螺线管变长
AD　[当软铁棒插入螺线管中时，穿过螺线管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，使总电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流吸引力减小，螺线管变长，故A、D对．]
3.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕法，如图所示，其道理是(　　)
A．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C．因电流反向，两股导线中产生的磁通量互相抵消，没有磁通量的变化
D．以上说法均不对
C　[由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向， 它们的磁场相互抵消，不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响．]
4.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，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S，小灯泡发光；再断开开关S，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
C　[当开关断开后，由于线圈产生自感电动势，在线圈L和灯泡A之间形成新的回路，使得灯泡A出现延时熄灭的现象．如果开始时线圈电阻较小，通过线圈的电流大于通过灯泡的电流，则当开关断开时，流过灯泡的电流大于原来灯泡的电流，于是灯泡就会出现闪亮的现象，而灯泡未出现此现象，可能是线圈电阻偏大造成的，故选C.]
5.(多选)如图所示的电路中，灯泡A1、A2电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大．先接通S，使电路达到稳定，再断开S.下列表示通过A1、A2的电流随时间变化的关系图像中正确的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　D
BD　[S接通时，流过线圈的电流发生变化，线圈中会产生自感电动势，阻碍电流的变化，经过一段时间后，电路达到稳定，自感作用消失，流过灯A1的电流如选项B所示；S接通且电路稳定时，流过灯A2的电流大于流过灯A1的电流，方向是从左到右，当S断开时，线圈L产生自感电动势，并与灯A2组成回路，产生自感电流，使流过灯A2的电流反向，逐渐减小到零，选项D正确．]
6．(多选)如图为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是(　　)
A．启动过程中，启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高压
B．日光灯正常发光后，镇流器L使灯管两端电压低于电源电压
C．日光灯正常发光后启动器是导通的
D．图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源
AB　[日光灯中镇流器的作用是，当启动器断开的瞬间产生瞬时高压，击穿灯管中的稀薄气体导电，而启动后自感电动势会使灯管两端的电压低于电源电压，故A、B均正确；灯管导通后，启动器断开．日光灯只能用交流电源供电，故C、D均错误．]
二、非选择题(14分)
7.两平行金属直导轨水平置于匀强磁场中，导轨所在平面与磁场垂直，导轨右端接两个规格相同的小灯泡及一直流电阻可以不计的自感线圈．如图所示，当金属棒ab正在直导轨上向右运动时，发现灯泡L1比灯泡L2更亮一些．试分析金属棒的运动情况．(导轨及金属棒电阻不计)
解析：L2与L1和自感线圈并联，两支路电压相等，而L1较亮，说明L1上的电压大于L2支路电压，可以判定线圈中存在自感电动势，且方向与回路电流方向相同，所以回路中电流正在减小，即ab正在做减速运动．
答案：见解析
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．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(　　)
A　　　　B　　　　　C　　　　D
D　[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项正确．]
2．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两端并联一个电压表，用来测自感线圈的直流电压．在测量完毕后，将电路解体时应先(　　)
A．断开S1　　 B．断开S2
C．拆除电流表 D．拆除电阻R
B　[当S1、S2均闭合时，电压表与线圈L并联；当S2闭合而S1断开时，电压表与线圈L串联．所以在干路断开前后自感线圈L中电流方向相同而电压表中电流方向相反．只要不断开S2，线圈L与电压表就会组成回路，在断开干路时，L中产生与原来电流同方向的自感电流，使电压表指针反向转动而可能损坏电压表．正确答案为B.]
3.(多选)无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力．两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势
B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势
C．A中电流越大，B中感应电动势越大
D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大
BD　[根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，A项错误，B项正确；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以C项错误，D项正确．]
4．(多选)如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有(　　)
A．a先变亮，然后逐渐变暗
B．b先变亮，然后逐渐变暗
C．c先变亮，然后逐渐变暗
D．b、c都逐渐变暗
AD　[a、b、c三个灯泡相同，设S闭合时通过三个灯泡的电流均是I，则L1上电流为2I，L2上电流为I.当S断开瞬间，a、b、c三灯上原有电流立即消失，L1上在原有2I电流基础上逐渐减小，L2上在原有I电流基础上逐渐减小，L1、L2上产生的感应电流方向相同．所以在S断开瞬间a灯上瞬时有2I的电流而后逐渐减小，即a灯先变亮后逐渐变暗，故A正确，B、C错误；b、c两灯在原有I的电流基础上逐渐减小，即b、c两灯逐渐变暗，故D正确．]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(13分)如图甲所示为研究自感实验的电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)．已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω.
　甲　　　　　　　　　　乙　　　　
(1)线圈的直流电阻RL是多少？
(2)开关断开时，该同学观察到什么现象？
(3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势．
解析：(1)由图像可知S闭合稳定时IL＝1.5 A
RL＝－R＝ Ω－2 Ω＝2 Ω
此时小灯泡的电流I1＝＝ A＝1 A.
(2)S断开后，L、R、R1组成闭合回路
电流由1.5 A逐渐减小，所以灯泡会闪亮一下再熄灭．
(3)自感电动势E＝IL(R＋RL＋R1)＝15 V.
答案：(1)2 Ω　(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭　(3)15 V
6.(13分)如图所示，电源的电动势为E＝10 V，内阻不计，L与R的电阻值均为5 Ω，两灯泡的电阻值均为RS＝10 Ω.
(1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；
(2)定性画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律．
解析：(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等，导线ab上无电流通过．因此通过L的电流为
IL＝＝ A＝1 A
流过L1的电流为IS＝＝ A＝0.5 A
断开S的瞬间，由于线圈要维持IL不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1 A
所以此时L1两端的电压为U＝IL·RS＝10 V(正常工作时为5 V)．
(2)断开S前，流过L1的电流为0.5 A不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，且方向也发生变化，然后渐渐减小到零，所以它的图像如答图所示(t0为断开S的时刻)．
注：从t0开始，电流持续的时间实际上一般是很短的．
答案：(1)10 V　(2)见解析