高中物理 2.2 自感练习 鲁科版选修32.doc

2.2 自感a组1.关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是()a.线圈中电流变化越大,线圈自感系数越大b.对于某一线圈,自感电动势正比于电流的变化量c.一个线圈的电流均匀增大,这个线圈的自感系数、自感电动势都不变d.自感电动势总与原电流方向相反解析:线圈的自感系数由线圈本身的因素(如长度、面积、匝数等)决定。e自,而不是e自i,选项c正确,选项a、b错误;线圈中电流减小时自感电动势方向与原电流方向相同,选项d错误。答案:c2.关于线圈中自感电动势的大小,下列说法中正确的是()a.电感一定时,电流变化越大,电动势越大b.电感一定时,电流变化越快,电动势越大c.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零d.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大解析:电感一定时,自感电动势的大小取决于穿过线圈的磁通量的变化快慢,而穿过线圈的磁通量取决于线圈的电流产生的磁场,电流变化越快,穿过线圈的磁通量的变化越快,自感电动势越大,故只有选项b正确。答案:b3.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流的变化而引起的自感现象,采用如图所示的双线绕法,其理由是()a.电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消b.电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消c.电路中电流变化时,两股导线中电流产生的磁场相互抵消,合磁场穿过线圈的磁通量为零d.以上说法均不正确解析:由于两股导线中电流的方向相反,则两电流产生的磁场相互抵消,合磁场穿过线圈的磁通量始终为零,在线圈中不发生自感现象,所以选项c正确。答案:c4.如图是用于观察自感现象的电路图。设线圈的自感系数较大,线圈的直流电阻rl与灯泡的电阻r满足rlr,则在开关s由闭合到断开的瞬间,可以观察到()a.灯泡立即熄灭b.灯泡逐渐熄灭c.灯泡有明显的闪亮现象d.只有在rlr时,才会看到灯泡有明显的闪亮现象解析:s闭合,电路稳定时,由于rlr,那么ilir,s断开的瞬间,流过线圈的电流il要减小,在l上产生自感电动势要阻碍电流的减小。通过灯泡原来的电流ir随着开关断开变为零,而灯与线圈形成闭合回路,流过线圈的电流il通过灯泡,由于ilir,因此灯开始有明显的闪亮,选项c正确,选项a、b错误;rlr时,ilir,这样不会有明显的闪亮现象,选项d错误。答案:c5.如图所示的电路中,a是灯泡,l是带铁芯的线圈,e为电源,s是开关。下列判断正确的是()a.s接通的瞬间l产生自感电动势,s接通后和断开瞬间l不产生自感电动势b.s断开的瞬间l产生自感电动势,s接通瞬间和接通后l不产生自感电动势c.s在接通或断开的瞬间l都产生自感电动势,s接通后l不再产生自感电动势d.s在接通或断开瞬间以及s接通后,l一直产生自感电动势解析:s断开和接通瞬间,通过线圈的电流都发生变化,都有感应电动势产生,s接通电路稳定后通过线圈的电流不再变化,没有感应电动势产生,故选项a、b、d错误,选项c正确。答案:c6.(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,这时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.螺线管伸长解析:软铁棒插入时被磁化,穿过线圈的磁通量变大,感应电流方向与原电流方向相反,电路中电流减小,灯泡变暗,相邻线圈间吸引力变小,螺线管伸长。选项a、d正确。答案:ad7.如图所示,l是电阻不计的自感线圈,c是电容器,e为电源,在开关s闭合和断开时,关于电容器的带电情况,下列说法正确的是()a.s闭合瞬间,a板带正电,b板带负电b.s保持闭合,a板带正电,b板带负电c.s断开瞬间,a板带正电,b板带负电d.由于线圈l的电阻不计,电容器被短路,上述三种情况下电容器均不带电解析:s闭合瞬间,通过l的电流增大,l产生的自感电动势的方向是由下指向上,电容器充电,a板带正电,b板带负电,选项a正确;s保持闭合时,l的电阻为零,电容器两极板被短路,不带电,选项b错误;s断开瞬间,通过l的电流减小,自感电动势的方向由上指向下,在l、c组成的回路中给电容器充电,使b板带正电,a板带负电,选项c错误;由上述可知,选项d错误。答案:a8.如图所示,灯la、lb完全相同,带铁芯的线圈l的电阻可忽略。则()a.s闭合瞬间,la、lb同时发光,接着la变暗,lb更亮,最后la熄灭b.s闭合瞬间,la不亮,lb立即亮c.s闭合瞬间,la、lb都不立即亮d.稳定后再断开s的瞬间,lb熄灭,la比lb(原先亮度)更亮解析:s接通的瞬间,l所在支路中电流从无到有发生变化,因此,l中产生自感电动势阻碍电流增加。由于有铁芯,自感系数较大,对电流的阻碍作用也就很强,所以s接通的瞬间,通过l的电流非常小,即干路中的电流几乎全部流过la,la、lb会同时亮。又由于通过l的电流很快稳定,感应电动势很快消失,l的阻值很小,所以对la起到“短路”作用,la便熄灭。这时电路的总电阻比刚接通时小,lb会比以前更亮。故选项a正确,选项b、c错误。稳定后断开s瞬间,lb熄灭,l和la构成回路,由于自感作用,la亮一会再熄灭,又由于此时la的电流与稳定时通过lb的电流大小相等,故la此时不会比lb更亮,故选项d错误。答案:a9.如图所示,a、b、c为三个相同的灯泡,额定电压稍大于电源的电动势,电源内阻可以忽略。l是一个本身电阻可忽略的电感线圈。开关s闭合,现突然断开,已知在这一过程中灯泡都不会被烧坏,则下列关于c灯的说法中正确的是()a.亮度保持不变b.将闪亮一下,而后逐渐熄灭c.将闪亮一下,而后逐渐恢复原来的亮度d.将变暗一下,而后逐渐恢复原来的亮度解析:s断开前,l把a灯短路,加在c灯两端电压为电源电压,流过c灯电流是流过l电流的一半。在s断开的瞬间,l上的电流要减小,l上产生自感电动势阻碍电流的减小,所以开始时,通过c的电流是原来的2倍,比原来亮得多,随后电流逐渐减小,达到稳定后,c两端的电压又等于电源电压,所以亮度跟原来的一样,选项c正确。答案:cb组1.(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,下列判断正确的是()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都逐渐变暗解析:由题图中看出,s突然断开时,电感l1、l2中的感应电动势瞬间都加在a灯上,所以a灯瞬间电流比原来大,a灯先变亮,然后逐渐变暗,b、c灯都逐渐变暗。选项a、d正确。答案:ad2.如图所示的电路中,电源的电动势为e,内阻为r,电感l的电阻不计,电阻r的阻值大于灯泡d的阻值。在t=0时刻闭合开关s,经过一段时间后,在t=t1时刻断开s。下列表示a、b两点间电压uab随时间t变化的图象中,正确的是()解析:s闭合时,由于电感l有阻碍作用,经过一段时间电流稳定时l电阻不计,可见电路的外电阻是从大变小的。由u外=e可知u外也是从大变小,所以选项a、c错误;t1时刻断开s,由于自感,在l、r、d构成的回路中电流从b向a中间流过d,所以t1时刻uab反向,选项b正确。答案:b3.如图所示,设电源的电动势为e=10 v,内阻不计,l与r的电阻均为5 ,两灯泡的电阻均为rd=10 。(1)求断开s的瞬间,灯泡l1两端的电压。(2)画出断开s前后一段时间l1内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上无电流流过。因此通过l的电流为il= a=1 a。流过l1的电流为i= a=0.5 a。断开s的瞬间,由于线圈想要维持il不变,而与l1组成闭合回路,因此通过l1的瞬时电流为1 a。所以此时l1两端的电压为u=ilrd=10 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,图象如图所示(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4.如图所示,是一种触电保护器,变压器a处用两根导线(火线和零线)平行绕制成线圈,然后接到用电器上,b处有一个输出线圈,一旦有电流,经放大后便能立即推动继电器j切断电源,下列情况下不能起保护作用的是哪一种?说明理由。(1)增加灯的盏数,能否切断电源?(2)双手分别接触火线和零线,能否切断电源?(3)单手接触相线,脚与地相接触而触电,能否切断电