2020-2021學(xué)年人教物理選修3-2課時(shí)分層作業(yè)：4.6　互感和自感 Word版含解析

1、課時(shí)分層作業(yè)(五)互感和自感(時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1如圖所示，電路中電源內(nèi)阻不能忽略，電阻r的阻值和l的自感系數(shù)都很大，a、b為兩個完全相同的燈泡，當(dāng)s閉合時(shí)，下列說法正確的是()aa比b先亮，然后a熄滅bb比a先亮，然后a逐漸變亮ca、b一起亮，然后a熄滅da、b一起亮，然后b熄滅b閉合開關(guān)的一瞬間，由于線圈中自感電動勢的阻礙，b燈先亮，a燈后亮，然后a中電流逐漸增大，a燈逐漸變亮b正確2如圖甲、乙所示，電感線圈l的電阻很小，接通s，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡a發(fā)光，下列說法正確的是()a在電路甲中，斷開s，a將立即熄滅b在電路甲中，斷開s，a將先變

2、得更亮，然后逐漸變暗c在電路乙中，斷開s，a將逐漸變暗d在電路乙中，斷開s，a將先變得更亮，然后漸漸變暗d題圖甲中，燈泡a與電感線圈l在同一個支路中，流過的電流相同，斷開開關(guān)s時(shí)，線圈l中的自感電動勢的作用使得支路中的電流瞬間不變，然后漸漸變小，a、b錯誤；題圖乙中，燈泡a所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因?yàn)殡姼芯€圈的電阻很小)，斷開開關(guān)s時(shí)，電感線圈的自感電動勢要阻礙電流變小，此瞬間電感線圈中的電流不變，電感線圈相當(dāng)于一個電源給燈泡a供電因此反向流過a的電流瞬間要變大，然后逐漸變小，所以燈泡要先更亮一下，然后漸漸變暗，c錯誤，d正確3如圖所示的電路，可用來測定自感系數(shù)較大的線圈的

3、直流電阻，線圈兩端并聯(lián)一個電壓表，用來測量自感線圈兩端的直流電壓，在實(shí)驗(yàn)完畢后，將電路拆開時(shí)應(yīng)()a先斷開開關(guān)s1b先斷開開關(guān)s2c先拆去電流表d先拆去電阻rb該電路實(shí)際上就是伏安法測電感線圈的直流電阻的電路，在實(shí)驗(yàn)完畢后，由于線圈的自感作用，若電路拆去的先后順序不對，可能會燒壞電表當(dāng)s1、s2閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，線圈中的電流方向是ab，電壓表右端為“”，左端為“”，指針正向偏轉(zhuǎn)，若先斷開s1或先拆電流表或先拆去電阻r瞬間，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢相當(dāng)于瞬間電源，其a端相當(dāng)于電源的負(fù)極，b端相當(dāng)于電源的正極，此時(shí)電壓表兩端被加了一個反向電壓，指針反偏由“自感系數(shù)較大的線圈”知其反偏電壓很大，會燒壞

4、電壓表先斷開s2，由于電壓表內(nèi)阻很大，電路中總電阻變化很小，電流幾乎不變，不會損壞其他器件，故應(yīng)先斷開s2.4如圖所示，閉合電路中的螺線管可自由伸縮，螺線管有一定的長度，燈泡具有一定的亮度若將一軟鐵棒從螺線管左邊迅速插入螺線管內(nèi)，則將看到()a燈泡變暗 b燈泡變亮c螺線管縮短d螺線管長度不變a當(dāng)軟鐵棒插入螺線管中時(shí)，穿過螺線管的磁通量增加，故產(chǎn)生反向的自感電動勢，使總電流減小，燈泡變暗，每匝線圈間同向電流吸引力減小，螺線管變長5在如圖所示的電路中，l為電阻很小的線圈，g1和g2為零刻度在表盤中央的兩個相同的電流表當(dāng)開關(guān)s閉合時(shí)，電流表g1、g2的指針都偏向右方，那么當(dāng)斷開開關(guān)s時(shí)，將出現(xiàn)的現(xiàn)象

5、是()ag1和g2的指針都立即回到零點(diǎn)bg1的指針立即回到零點(diǎn)，而g2的指針緩慢地回到零點(diǎn)cg1的指針緩慢地回到零點(diǎn)，而g2的指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)dg2的指針緩慢地回到零點(diǎn)，而g1的指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)d根據(jù)題意，電流方向自右向左時(shí)，電流表指針向右偏那么，電流方向自左向右時(shí)，電流表指針應(yīng)向左偏當(dāng)開關(guān)s斷開的瞬間，g1中原電流立即消失，而對于g2所在支路，由于線圈l的自感作用，電流不會立即消失，自感電流沿l、g2、g1的方向在由它們組成的閉合回路中繼續(xù)維持一段時(shí)間，即g2中的電流按原方向自右向左逐漸減小為零，此時(shí)g1中的電流和原電流方向相反，變?yōu)樽宰笙蛴?，且與

6、g2中的電流同時(shí)緩慢減小為零，故選項(xiàng)d正確6某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈l、小燈泡a、開關(guān)s和電池組e，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路檢查電路后，閉合開關(guān)s，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)s，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是()a電源的內(nèi)阻較大 b小燈泡電阻偏大c線圈電阻偏大d線圈的自感系數(shù)較大c在斷電自感現(xiàn)象中，斷電時(shí)線圈與小燈泡構(gòu)成回路，線圈中儲存的磁場能轉(zhuǎn)化為電能，線圈相當(dāng)于電源，自感電動勢e自l，與原電源無關(guān)，選項(xiàng)a錯誤；如果小燈泡電阻偏大，則通過線圈的電流較大，斷

7、電時(shí)可能看到顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象和小燈泡閃亮現(xiàn)象，選項(xiàng)b錯誤；如果線圈電阻偏大，則通過線圈的電流較小，斷電時(shí)只能看到不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象，且小燈泡不會出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象，選項(xiàng)c正確；如果線圈的自感系數(shù)較大，則自感電動勢較大，可能看到顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象和小燈泡閃亮現(xiàn)象，選項(xiàng)d錯誤二、非選擇題(14分)7如圖所示，電源的電動勢e15 v，內(nèi)阻忽略不計(jì)，r15 ，r215 ，電感線圈的電阻不計(jì)，求當(dāng)開關(guān)s接通的瞬間、s接通達(dá)到穩(wěn)定時(shí)及s斷開的瞬間流過r1的電流解析開關(guān)接通瞬間，l所在的支路處于斷路狀態(tài)，流過r1的電流為0.穩(wěn)定時(shí)，l相當(dāng)于無阻導(dǎo)線i13 as斷開瞬間，r1中的電流仍為i13 a.答案見解析一

8、、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1(多選)如圖所示，電池的電動勢為e，內(nèi)阻不計(jì)，線圈自感系數(shù)較大，直流電阻不計(jì)當(dāng)開關(guān)s閉合后，下列說法正確的是()aa、b間電壓逐漸增加，最后等于ebb、c間電壓逐漸增加，最后等于eca、c間電壓逐漸增加，最后等于ed電路中電流逐漸增加，最后等于bd由于線圈自感系數(shù)較大，當(dāng)開關(guān)閉合瞬間，a、b間近似斷路，所以a、b間電壓很大，隨著電流的增加，a、b間電壓減小，b、c間電壓增大，最后穩(wěn)定后，a、b間電壓為零，b、c間電壓等于e，電流大小為i，選項(xiàng)b、d正確，a、c錯誤2(多選)某線圈通有如圖所示的電流，則線圈中自感電動勢改變方向的時(shí)刻有()a第1 s末b第2

9、s末c第3 s末d第4 s末bd在自感現(xiàn)象中，當(dāng)原電流減小時(shí)自感電動勢與原電流的方向相同，當(dāng)原電流增加時(shí)自感電動勢與原電流方向相反在題圖象中01 s時(shí)間內(nèi)原電流正方向減小，所以自感電動勢的方向是正方向，在12 s時(shí)間內(nèi)原電流負(fù)方向增加，所以自感電動勢與其方向相反，即還是正方向；同理分析23 s、34 s時(shí)間內(nèi)自感電動勢的方向，可得b、d正確3在制作精密電阻時(shí)，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采取了雙線繞法，如圖所示，其道理是()a當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動勢互相抵消b當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流互相抵消c當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生

10、的磁通量互相抵消d以上說法均不對c由于采用了雙線繞法，兩根平行導(dǎo)線中的電流反向，它們產(chǎn)生的磁通量相互抵消不論導(dǎo)線中的電流如何變化，線圈中的磁通量始終為零，所以消除了自感現(xiàn)象的影響4(多選)如圖是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表，其內(nèi)阻可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，圖中兩個電阻的阻值均為r，l是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為r. 下圖是某同學(xué)畫出的在t0時(shí)刻開關(guān)s切換前后，通過傳感器的電流隨時(shí)間變化的圖象關(guān)于這些圖象，下列說法正確的是()a圖甲是開關(guān)s由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況b圖乙是開關(guān)s由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況c圖丙是開關(guān)s

11、由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況d圖丁是開關(guān)s由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況bc開關(guān)s由斷開變?yōu)殚]合，電源與傳感器2組成的回路立即有電流，而線圈這一支路，由于線圈阻礙電流的增加，通過線圈的電流要慢慢增加，所以干路電流(通過傳感器1的電流)也要慢慢增加，故a錯誤，b正確；開關(guān)s由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器1的電流立即消失，而電感這一支路，由于電感阻礙電流的減小，該電流又通過傳感器2，只是電流的方向與以前相反，且通過傳感器2的電流逐漸減小，故c正確，d錯誤5如圖所示的電路中，三個燈泡l1、l2、l3的電阻關(guān)系為r1r2r3，電感l(wèi)的直流電阻可忽略，d為理想二極管

12、開關(guān)s從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，下列判斷正確的是()al1逐漸變暗，l2、l3均先變亮，然后逐漸變暗bl1逐漸變暗，l2立即熄滅，l3先變亮，然后逐漸變暗cl2立即熄滅，l1、l3均逐漸變暗dl1、l2、l3均先變亮，然后逐漸變暗b開關(guān)s從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，l中產(chǎn)生方向向右的自感電動勢，l1逐漸變暗，l2立即熄滅(理想二極管單向?qū)щ?，l3先變亮后逐漸變暗(l3中原電流小于l1中電流)，選項(xiàng)b正確6(多選)在如圖所示的電路中，a、b是兩個完全相同的燈泡，l是一個理想電感線圈，當(dāng)開關(guān)閉合與斷開時(shí)，a、b的亮度情況是()as閉合時(shí)，a立即亮，然后逐漸熄滅bs閉合時(shí)，b立即亮，然后逐漸熄滅cs閉合足夠長時(shí)間后，b發(fā)光，而a不發(fā)光ds閉合足夠長時(shí)間后，b不發(fā)光，而a逐漸熄滅acs閉合時(shí)，燈泡a與線圈并聯(lián)，然后再與燈泡b串聯(lián)，由于l是一個理想電感線圈，所以在閉合瞬間線圈所在支路類似斷路，電流從電阻流向a再流向b最后回到電源負(fù)極，故a、b立即亮，當(dāng)電路穩(wěn)定后，線圈中的自感現(xiàn)象消失，電阻為零，燈泡a被短路，故a燈逐漸熄滅，b燈變得更亮，a、c正確二、非選擇題(14分)7如圖甲所示為研究自感實(shí)驗(yàn)電路圖，并用電流傳感器顯示出在t1103 s時(shí)斷開開關(guān)前后一段時(shí)間內(nèi)各時(shí)刻通過線圈l的電流(如圖乙所示)已知電源電動勢e6 v，內(nèi)阻不計(jì)，燈泡r1的阻值為6 ，電阻r的阻值為2 .求：甲乙(1)