人教版高中物理 互感和自感名师精编单元测试文档格式.docx
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将S2断开,电路达到稳定,灯泡A、B的亮度相同
4.关于线圈自感系数的说法,错误的是(
)
自感电动势越大,自感系数也越大
把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小
把线圈匝数增加一些,自感系数变大
电感是自感系数的简称
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(
S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭
S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭
电路接通稳定后,三个灯亮度相同
电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭
6.如图所示,电感线圈L的直流电阻为R,小灯泡的电阻为r,小量程的电流表G1和G2的内阻不计,当开关闭合且稳定后,电流表均偏向右侧则当开关断开时,下列说法正确的是(
G1和G2指针都立刻回到零点
G1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点
G1立即回到零点,G2缓慢回到零点
G2立即回到零点,G1缓慢回到零点
7.下面说法正确的是
(
)
自感电动势总是阻碍电路中原来的电流
自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化
电路中的电流越大,自感电动势越大
电路中的电流变化量越大,自感电动势越大
8.如图所示电路中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表.当开关S闭合时,电流表G1指针偏向右方,那么当开关S断开时,将出现的现象是(
G1和G2指针都立即回到零点
G1指针立即回到零点,而G2指针缓慢地回到零点
G1指针缓慢回到零点,而G2指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点
G1指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2指针缓慢地回到零点
9.如图所示电路,电键S闭合一段时间,在某一时刻t1突然打开电键S,则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图象可用下列哪个图表示(
10.如图所示,多匝电感线圈L的电阻和电池内阻都忽略不计,两个电阻的阻值都是R,电键S原来打开,电流
,今合上电键将一电阻短路,于是线圈有自感电动势产生,这电动势
(
有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2I0
有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0
有阻碍电流增大的作用,因而电流I0保持不变
有阻碍电流的作用,最后电流由I0减少到零
11.如图所示,电源是两节普通1号干电池串联组成,电池组内阻约为0.2Ω,D是额定电压为2.5V、额定电流为0.3A的手电筒用的小灯泡,L是电阻约为1Ω左右自感线系数很大的线圈,闭合开关s,看到的现象是(
灯D过一会儿逐渐变亮
灯D立即发光,且亮度不变
灯D开始正常发光,然后变得较暗
灯D开始发很强的光,然后变为正常发光
二、多选题
12.某线圈通有如图所示的电流,则线圈中自感电动势改变方向的时刻有(
第1s末
第2s末
第3s末
第4s末
13.下列说法正确的是(
当线圈中电流不变时,线圈中没有自感电动势
当线圈中电流反向时,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
14.如图所示,电阻R1=3Ω,R2=6Ω,线圈的直流电阻不计。
电源电动势E=5V,内阻r=1Ω,开始时开关S闭合。
则(
断开S前,电容器带电荷量为零
断开S前,电容器电压为
V
断开S的瞬间,电容器a板上带正电
断开S的瞬间,电容器b板上带正电
15.如图所示电路中,L为电感线圈,电阻不计,A、B为两灯泡,则( )
合上S时,A先亮,B后亮
合上S时,A、B同时亮
合上S稳定后,A变亮,B熄灭
断开S时,A熄灭,B重新亮后再熄灭
16.线圈通以如图所示的随时间变化的电流,则(
0t1时间内线圈中的自感电动势最大
t1t2时间内线圈中的自感电动势最大
t2t3时间内线圈中的自感电动势最大
t1t2时间内线圈中的自感电动势为零
17.如图所示,相同电灯A和B的电阻为R,定值电阻的阻值也为R,L是自感线圈.当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同.再闭合S2,待电路稳定后将S1断开.下列说法中正确的是(
A灯将比原来更亮一些后再熄灭
B灯立即熄灭
没有电流通过B灯
有电流通过A灯,方向为b→a
18.如图所示的电路中,A、B、C是三个相同的灯泡,L是自感线圈,其电阻可忽略不计.电键S先闭合然后再断开.则(
S闭合后,A先亮而B,C慢亮
S闭合后,B,C先亮而A慢亮
S断开后,B,C先变亮然后逐渐变暗
S断开后,A先变亮然后逐渐变暗
19.在如图所示的甲、乙电路中,电阻R和灯泡电阻值相等,自感线圈L的电阻值可认为是零.在接通开关S时,则(
在电路甲中,A将渐渐变亮
在电路甲中,A将先变亮,后渐渐变暗
在电路乙中,A将渐渐变亮
在电路乙中,A将由亮渐渐变暗,后熄灭
三、填空题
20.为了演示接通电源的瞬间和断开电源的电磁感应现象,设计了如图所示的电路图,让L的直流电阻和R相等,开关接通的瞬间,A灯的亮度(填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度;
通电一段时间后,A灯的亮度(填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度;
断开开关的瞬间,A灯(填“立即”或“逐渐”)熄灭,B灯(填“立即”或“逐渐”)熄灭,若满足R灯>RL则断开瞬间,A灯会(“闪亮”或“不闪亮”),流过A的电流方向(“向左”或“向右”)
21.图是一演示实验的电路图.图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡.起初,开关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从端经灯泡到端.这个实验是用来演示现象的.
22.如图是测定自感系数很大的线圈L直线电阻的电路,L两端并联一只电压表(电压表的内阻RV很大),用来测电感线圈的直流电压,在测量完毕后将电路解体时,为了电表的安全,应该先断开开关(填S1或S2)。
23.演示自感现象的实验电路图如图所示。
L是自感线圈,A1、A2是规格相同的灯泡,R的阻值与L的直流电阻阻值相同。
当开关S由断开到合上时,观察到的自感现象是,最后达到同样亮。
四、解答题
24.如图所示的电路中,电流表的内阻不计,电阻R1=2.5Ω,R2=7.5Ω,线圈的直流电阻可以忽略。
闭合开关S的瞬间,电流表读数I1=0.2A,当线圈中的电流稳定后,电流表的读数I2=0.4A,试求电池的电动势和内阻。
25.如图所示的电路中,已知电源电动势E=20V,R1=20Ω,R2=10Ω,L是纯电感线圈,电源内阻忽略不计,则当S闭合电路稳定时,a、b两端的电压为多少?
在断开S的瞬间,a、b间的电压为多少?
五、实验探究题
26.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×
10-3s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A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,该同学观察到的现象是,并计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是V.
六、综合题
27.如图甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图。
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,该同学观察到的现象是,开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是V。
答案解析部分
1.【答案】B
【考点】自感与互感
【解析】【分析】电感线圈对电流的变化有阻碍作用,当电流增大时,会阻碍电流的增大,当电流减小时,会阻碍其减小。
电路稳定后断开,通过电阻这一支路的电流立即消失,由于线圈对电流的变化有阻碍作用,会阻碍其减小,通过线圈的电流通过电阻形成闭合回路,所以含有线圈支路的电流从“+”接线柱流入,
指针向右摆,含有电阻的支路电流从“-”接线柱流入,
指针向左摆,然后逐渐减小到零,即
缓慢回到零点,
立即左偏,然后缓慢回到零点。
故选B。
【点评】注意电感线圈对电流的变化有阻碍作用,当电流增大时,会阻碍电流的增大,当电流减小时,会阻碍其减小。
2.【答案】C
【解析】【分析】当开关S由闭合突然断开的瞬间,电感线圈产生向右的感应电流流过两个灯泡,所以两个灯泡都逐渐熄灭,AD错;
C对;
当开关S由断开突然接通的瞬间,灯泡P立即变亮,由于自感线圈的阻碍作用,灯泡Q逐渐变亮,B错。
【点评】难度较小,由于两个支路在开关断开的情况下构成了一个闭合回路,所以两个灯泡都会逐渐熄灭。
3.【答案】C
【解析】【解答】当开关S1、S2均闭合且电路达到稳定,则电感线圈L的自感现象消失,把小灯泡A短路,此时无电流通过小灯泡A,故选项A错误;
将S1断开的瞬间,电感线圈L与小灯泡A组成回路,使小灯泡A亮一下之后在熄灭,而小灯泡B立即熄灭,故选项B错误;
将S1断开的瞬间电感线圈L与小灯泡A组成回路,使原先通过小灯泡B和电阻R的电流全部通过小灯泡A,所以通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大,故选项C正确;
将S2断开,电感线圈L与小灯泡B串联的总电阻比小灯泡A与电阻R串联小,所以,将S2断开,电路达到稳定,灯泡A的亮度比B的亮度暗些,故选项D错误。
故选C
【分析】本题考查线圈在电路中对电路的影响,线圈在电路中总是阻碍回路中电流的变化。
电感总是阻碍电流的变化,线圈中的电流减小时,产生自感电流的方向更原电流的方向相同,阻碍减小,当与灯泡构成电路回路时,灯泡亮度逐渐变暗,若流过灯的电流比原来的大,则会变得更亮,然后逐渐变暗。
4.【答案】A
【解析】【解答】解:
A、由自感电动势公式E=L
知,不仅由自感系数决定,还与电流变化快慢有关,故A错误;
B、自感系数与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯有关,与其它因素无关,把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小,把线圈匝数增加一些,自感系数变大,故BC正确;
D、电感是自感系数的简称,D正确;
本题选择错误的,故答案为:
A.
【分析】本题较简单,自感系数由线圈自身决定,与其它因素无关,利用自感电动势公式判断.
5.【答案】A
电路中A灯与线圈并联后与B灯串联,再与C灯并联.
A、B,S闭合时,三个灯同时立即发光,由于线圈的电阻很小,逐渐将A灯短路,A灯逐渐熄灭,A灯的电压逐渐降低,B灯的电压逐渐增大,B灯逐渐变亮.故A正确,B错误.
C、电路接通稳定后,A灯被线圈短路,完全熄灭.B、C并联,电压相同,亮度相同.故C错误.
D、电路接通稳定后,S断开时,C灯中原来的电流立即减至零,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,这个自感电流通过C灯,所以C灯过一会儿熄灭.故D错误.
故选A
【分析】当电流增大时,线圈会阻碍电流的增大,当电流减小时,线圈会阻碍电流的减小.根据电感线圈的特性进行分析.
6.【答案】B
【解析】【分析】当开关断开时,电感线圈要产生自感电动势,此时线圈等效成电源,线圈与灯泡和两个电流表构成回路,对于电流表G1电流方向不变,即电流逐渐减小到零,得到G1
缓慢回到零点,AC错;
对于G2感应电流与开始时的电流反向,得到G2立即左偏,然后缓慢回到零点,B对,D错。
【点评】学生明确线圈的自感电动势要阻碍线圈中电流的变化,知道产生自感现象的线圈可等效地看成电源。
7.【答案】B
【解析】【分析】AB、自感电动势的方向总是“阻碍”引起自感电动势的电流的变化,由于在自感现象里,引起穿过线圈磁通量变化的原因是通过线圈自身的电流发生变化,因此,自感电势总是阻碍电路中原来电流变化;
B正确。
CD、自感电动势与电路中电流的变化率成正比,电流大电流的变化率不一定大,电流变化量大,自感电动势不一定大;
错误。
【点评】对“阻碍”含义的正确理解是:
当自感电动势是由于电流增加而引起时,自感电动势阻碍电流增加,自感电动势方向与原电流方向相反;
当自感电动势是由于电流减少而引起时,自感电动势阻碍电流减小,自感电动势方向与原电流方向相同。
8.【答案】D
【解析】【解答】电流表指针的偏转方向与电流的流向有关.根据题意,电流自右向左时,指针向右偏.那么,电流自左向右时,指针应向左偏.当开关S断开瞬间,G1中电流立即消失,而L由于自感作用,电流不能立即消失,电流沿L、G2、G1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个短暂时间,即G2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零,而G1中的电流和原方向相反,变为自左向右,和G2中的电流同时减为零;
也就是G1指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2指针缓慢地回到零点。
故选D
9.【答案】D
当断开电键,原来通过R1的电流立即消失,电感阻碍自身电流变化,产生的感应电流流过电阻,其方向与原来流过电阻R1的方向相反,慢慢减小最后为0.故D图象比较合适.故选:
D.
【分析】电感对电流的变化起阻碍作用,断开电键,R1、L、R2构成一回路,电感阻碍电流I1减小.
10.【答案】A
【解析】【解答】由于开关的闭合,使得电流增加,则线圈产生反感电动势,有阻碍电流的作用,因为多匝电感线圈L的电阻和电池内阻都忽略不计,所以最后电流慢慢增加到2倍,故A正确;
【分析】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用。
11.【答案】D
【解析】【分析】在开关闭合的瞬间,由于通过线圈的电流增大,所以线圈会产生自感现象,阻碍原电流的增大,由于自感系数很大,所以瞬间线圈可以看做是断路,则通过灯泡的电流较大,故发出很强的光,当电路稳定后,又正常发光,故D正确。
【点评】当通过线圈本身的电流变化时,线圈中会产生自感现象,这是一种特殊的电磁感应现象,可运用楞次定律分析自感电动势对电流的影响。
12.【答案】B,D
该题线圈中的磁通量与电流的大小成正比,根据法拉第电磁感应定律,
,当磁通量变化的方向发生变化时,即电流变化的方向发生变化时,感应电动势与感应电流的方向才发生变化,所以线圈中自感电动势改变方向的时刻有第2s末和第4s末.故AC错误,BD正确
故选:
BD
【分析】电路中有线圈,当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化,但不能阻止.
13.【答案】A,C
【解析】【解答】由法拉第电磁感应定律可知,当线圈中的电流不变时,不产生自感电动势,A符合题意;
当线圈中的电流反向时,相当于电流减小,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同,B不符合题意;
当线圈中的电流增大时,自感电动势阻碍电流的增大,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反,所以选项C符合题意,同理可知选项D不符合题意.
故答案为:
A、C。
【分析】本题考查法拉第电磁感应定律的理解和应用;
自感电动势利用公式
分析计算。
14.【答案】A,C
【解析】【解答】A、B、流过电感线圈的电流不变时,电容器相当于短路,S断开的瞬间,电感线圈又相当于电源向外供电。
断开S前,L相当于无电阻的导线,则Uab=0,从而电容器的电荷量为零,A项符合题意,B不符合题意;
C、D、断开S瞬间,由于L的自感作用,L中仍然存在向左的电流,L与C构成了回路,则L中的电流要向C充电,使a极板带正电,b极板带负电,故C项符合题意D不符合题意。
【分析】此题考查自感线圈和电容在电路中的特点,属于常见问题,当通过直流电流时自感线圈充当直导线,当断电瞬间,自感线圈充当电源。
15.【答案】B,C,D
【解析】【解答】ABC、合上S时,电路中立即就有了电流,故灯泡A、B同时变亮;
但通过线圈的电流增加,线圈会产生自感电动势,故线圈的电流缓慢增加;
当电流稳定后,线圈相当于直导线,灯泡B被短路,故电键闭合后,A、B同时亮,但B逐渐熄灭,而A更亮,故A错误,BC正确;
D、断开S时,A灯立即熄灭;
线圈产生自感电动势和灯泡B构成闭合电路,B灯先闪亮后逐渐变暗,故D正确;
BCD.
【分析】电感线圈L中电流变化时,会产生自感电动势,阻碍电流的变化;
故电键接通瞬间通过线圈的电流缓慢增加,电键断开瞬间通过线圈的电流缓慢减少.
16.【答案】C,D
【解析】【解答】线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比,即E∝
。
根据图象分析:
0t1时间内的电流变化率小于t2t3时间内的电流变化率,A不符合题意,C符合题意;
t1t2时间内的电流变化率为零,自感电动势为零,B不符合题意,D符合题意。
C、D。
【分析】电流变化越快,磁感应强度变化的越快,磁通量变化的越快,此时自感电动势越大;
当电流保持不变,就不会有自感电动势产生。
17.【答案】B,C,D
A、由于自感形成的电流是在L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A错误.
B、S1闭合、S2断开且电路稳定时两灯亮度相同,说明L的直流电阻亦为R.闭合S2后,L与A灯并联,R与B灯并联,它们的电流均相等.当断开后,L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S2闭合,电流不可能经过B灯和R,只能通过A灯形成b→A→a→L→c→b的电流,所以BCD正确;
【分析】在开关闭合瞬间,线圈阻碍电流的增加,断开S1瞬间产生一自感电动势相当于电源,与A组成闭合回路.
18.【答案】B,C
闭合电键,B、C灯立即亮,由于灯泡A与线圈串联,会阻碍电流的增大,所以A慢慢变亮.当电键断开时,通过灯泡B和灯泡C的电流理解消失,通过灯泡A的电流,由于线圈的作用,阻碍其减小,A灯泡慢慢变暗,由于线圈和灯泡A、B、C构成回路,闭合时通过灯泡A的电流大于灯泡B、C的电流,所以S断开后,B、C先变亮然后逐渐变暗.故A、D错误,B、C正确.
故选BC.
【分析】线圈对电流的变化有阻碍作用,当电流增大时,会阻碍电流的增大,当电流减小时,会阻碍电流的减小.
19.【答案】A,D
A、B、在电路甲中,接通S,由于线圈阻碍电流变大,导致A将逐渐变亮.故A正确,B错误;
C、D、在电路乙中,接通S时,由于线圈阻碍电流变大,导致A将逐渐变亮,然后逐渐变暗,最后L相当于短路,灯泡熄灭.故C错误,D正确;
AD
【分析】电感总是阻碍电流的变化.线圈中的电流增大时,产生自感电流的方向更原电流的方向相反,抑制增大;
线圈中的电流减小时,产生自感电流的方向更原电流的方向相同,抑制减小,并与灯泡构成电路回路
20.【答案】大于;
等于;
逐渐;
立即;
闪亮;
向右
开关接通的瞬间,和A灯并联的电感电流为零,A灯的电流为R和B灯之和,所以A灯的亮度大于B灯亮度.通电一段时间后电流稳定了,L无自感现象,电阻和R一样,通过两灯的电流相等,所以两灯一样亮.断电的瞬间,A灯和产生自感现象的L组成回路,随着电路电流的减小逐渐熄灭.而B灯没有电流而立即熄灭,若R灯>RL稳定时I灯<IL.故断开瞬间A灯会闪亮,且电流向右流.故答案为:
大于,等于,逐渐,立即,闪亮,向右
【分析】L与
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