2024-2025学年高中物理第四章电磁感应6互感和自感练习含解析新人教版选修3-2

PAGE6-互感和自感[A组素养达标]1．关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是()A．电感肯定时，电流改变越大，自感电动势越大B．电感肯定时，电流改变越快，自感电动势越大C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势很大D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大解析：由E＝Leq\f(ΔI,Δt)可知，L肯定时，自感电动势正比于电流的改变率，与电流的大小、电流改变量的大小都没有干脆关系，故B正确．答案：B2．在无线电仪器中，常须要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中电流有改变时，对另一个线圈中电流的影响尽量小．如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是()解析：两个相距较近的线圈，当其中的一个线圈中电流发生改变时，就在四周空间产生改变的磁场．这个改变的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，即发生互感现象．要使这种影响尽量小，应采纳选项D所示的安装位置才符合要求．因为通电线圈四周的磁场分布与条形磁铁的磁场分布类似，采纳选项D所示的安装位置时，改变的磁场穿过另一线圈的磁通量最小．答案：D3．图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．试验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后渐渐变暗；闭合开关S2，灯A2渐渐变亮，而另一个相同的灯A3马上变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()A．图甲中，A1与L1的电阻值相同B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等解析：在图甲中断开S1瞬间，灯A1突然闪亮，说明断开S1前，L1中的电流大于A1中的电流，故L1的阻值小于A1的阻值，A、B选项均错误；在图乙中，闭合S2瞬间，由于L2的自感作用，通过L2的电流很小，D错误；闭合S2后，最终A2与A3亮度相同，说明两支路电流相等，故R与L2的阻值相同，C项正确．答案：C4.在制作精密电阻时，为了消退运用过程中由于电流改变而引起的自感现象，采纳双线并绕的方法，如图所示．其道理是()A．当电路中的电流改变时，两股导线产生的自感电动势相互抵消B．当电路中的电流改变时，两股导线产生的感应电流相互抵消C．当电路中的电流改变时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消D．以上说法都不对解析：由于采纳双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样改变，任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消退了自感，选项A、B、D错误，只有C正确．答案：C5．如图为日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的状况，下列说法正确的是()A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光C．S3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D．S1、S2、S3接通，日光灯就能正常发光解析：S1是电源开关，S2可充当启动器，在启动阶段它先接通再瞬时断开，镇流器产生瞬时高压使日光灯点亮，S3接通时镇流器被短路，所以选项C正确，A、B、D错误．答案：C6.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两端并联一只电压表，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S2C．拆除电流表 D．拆除电阻R解析：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，故正确答案为B.答案：B7．如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同．由于存在自感现象，在开关S闭合和断开时，灯A和B先后亮暗的依次是()A．闭合时，A先达到最亮；断开时，A后暗B．闭合时，B先达到最亮；断开时，B后暗C．闭合时，A先达到最亮；断开时，A先暗D．闭合时，B先达到最亮；断开时，B先暗解析：开关S闭合时，由于自感作用，线圈L中自感电动势较大，电流几乎全部从A中通过，而该电流又同时分路通过B和R，所以A先达到最亮，经过一段时间稳定后A和B达到同样亮；开关S断开时，电源电流马上为零，B马上熄灭，由于L的自感作用，A要渐渐熄灭．综上所述A项正确．答案：A8．如图甲所示为某同学探讨自感现象的试验电路图，用电流传感器显示出在t＝1×10－3s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＝6V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6Ω，电阻R的阻值为2Ω.(1)线圈的直流电阻RL＝________Ω.(2)开关断开时，该同学视察到的现象是________________，开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是________________V.解析：(1)由图象可知S闭合稳定时IL＝1.5A，RL＝eq\f(E,IL)－R＝eq\f(6,1.5)Ω－2Ω＝2Ω.(2)电流稳定时小灯泡电流I1＝eq\f(E,R1)＝eq\f(6,6)A＝1A.S断开后，L、R、R1组成闭合回路，电流由1.5A渐渐减小，所以灯会闪亮一下再熄灭，自感电动势E＝IL(R＋RL＋R1)＝15V.答案：(1)2(2)灯泡闪亮一下后渐渐变暗，最终熄灭15[B组素养提升]9.如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1<R2<R3，电感L的直流电阻可忽视，D为志向二极管．开关K从闭合状态突然断开时，下列推断正确的是()A．L1渐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后渐渐变暗B．L1渐渐变暗，L2马上熄灭，L3先变亮，然后渐渐变暗C．L2马上熄灭，L1、L3均渐渐变暗D．L1、L2、L3均先变亮，然后渐渐变暗解析：开关K从闭合状态突然断开时，L中产生方向向右的自感电动势，L1渐渐变暗，L2马上熄灭(志向二极管单向导电)，L3先变亮后渐渐变暗(L3中原电流小于L1中电流)，选项B正确．答案：B10．在如图所示的电路中电源内阻不能忽视，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t改变的图象是()解析：闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流为I，说明RL＝R.若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流快速增大，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍了流过L1的电流i1增大，直至到达电流I，故选项A错误，B正确；而对于t′时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2马上达到最大，然后渐渐减小至电流I，故选项C、D错误．答案：B11.如图所示，电源的电动势为E＝10V，内阻不计，L与R的电阻值均为5Ω，两灯泡的电阻值均为RS＝10Ω.(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的电流随时间的改变规律．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＝eq\f(E,2R)＝eq\f(10,10)A＝1A，流过L1的电流为IS＝eq\f(E,2RS)＝eq\f(10,20)A＝0.5A，断开S的瞬间，由于线圈要想维持IL不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1A.所以此时L1两端的电压为U＝IL·RS＝10V.(2)断开S前，流过L1的电流为0.5A不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1A，且方向也发生改变，然后渐渐减小到零，所以它的图象如图所示(t0为断开S的时刻)．答案：(1)10V(2)图见解析[C组学霸冲刺]12.如图是家庭用的“漏电爱护器”的部分的原理图，入户的两根电线(火线和零线)采纳双线绕法，然后再接户内的用电器．其中P是一个铁芯，P上的另一线圈接Q，它是一个脱扣开关的限制部分(脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线上，开关断开时，用户的供电被切断)，Q接在铁芯另一侧副线圈的两端a、b之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱扣开关闭合，当a、b间有电压时脱扣开关马上断开，运用户断电．试问：(1)用户正常用电时，a、b之间有没有电压？为什么？(2)假如某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？解析：