2022-2023學(xué)年粵教版選擇性必修第二冊 2.4 互感和自感 作業(yè)

課時評價作業(yè)（十）互感和自感A級基礎(chǔ)鞏固1.（2021·西安一中期末）在同一鐵芯上繞著兩個線圈，單刀雙擲開關(guān)原來接在點“1”，現(xiàn)把它從“1”扳向“2”，如圖所示，試判斷在此過程中，通過電阻R的電流方向是（）A.先由P→Q，再由Q→P B.先由Q→P，再由P→QC.始終由Q→P D.始終由P→Q解析：由右手螺旋定則，可知開關(guān)S接“1”時，B中磁場方向向右，開關(guān)S從“1”扳開瞬間，B中向右的磁通量減小，由楞次定律，得電阻R中電流方向為Q→P；接觸“2”的瞬間，B中向左的磁通量增加，電阻R中電流方向為Q→P，故選項C正確.答案：C2.（2021·金華一中月考）關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下列說法中正確的是（）A.線圈中電流變化量越大，線圈的自感系數(shù)越大B.線圈中電流變化越快，線圈的自感系數(shù)越大C.若線圈中通入恒定電流，線圈的自感系數(shù)為零D.不管電流如何變化，線圈的自感系數(shù)不變答案：D3.（2021·鄭州一中期中）某同學(xué)為了驗證自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L（線圈的自感系數(shù)很大，構(gòu)成線圈導(dǎo)線的電阻可以忽略）、兩個相同的小燈泡A和B、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器.經(jīng)檢查，各元件和導(dǎo)線均是完好的，檢查電路無誤后，開始進(jìn)行實驗操作，他可能觀察到的現(xiàn)象是（）A.閉合S瞬間，A比B先亮B.閉合S瞬間，B比A先亮C.斷開S瞬間，A比B先熄滅D.斷開S瞬間，B比A先熄滅解析：從實物圖可以看出線圈L和燈泡B串聯(lián)后與燈泡A并聯(lián).閉合開關(guān)的瞬間，通過B的電流增大，線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電路中電流的增大，所以燈泡B逐漸亮起來，故A比B先亮，選項A正確，B錯誤.在斷開開關(guān)的瞬間，電路中電流減小，線圈要阻礙電流的減小，而A、B燈泡和線圈L串聯(lián)成一個閉合回路，所以A、B燈泡都緩慢熄滅，選項C、D錯誤.答案：A 4.（2021·珠海一中期末）（多選）在如圖所示的甲、乙電路中，電阻R和燈泡阻值相等，自感線圈L的阻值很小.閉合開關(guān)S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，則（）A.在電路甲中，斷開開關(guān)S，燈泡A將漸漸變暗B.在電路甲中，斷開開關(guān)S，燈泡A將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路乙中，斷開開關(guān)S，燈泡A將漸漸變暗D.在電路乙中，斷開開關(guān)S，燈泡A將先變得更亮，然后漸漸變暗解析：在電路甲中，設(shè)通過線圈L的電流為LL1，通過A及R的電流為IA1和IR1.同理，設(shè)電路乙中通過L、A、R的電流分別為IL2、IA2、IR2.當(dāng)斷開開關(guān)S時，線圈L相當(dāng)于電源，產(chǎn)生自感電動勢，在L、R、A組成的回路中產(chǎn)生自感電流.在電路甲中，斷開開關(guān)S時，自感電流從IL1逐漸減小，通過燈泡A的電流也從IL1逐漸減小，因IL1＝IA1，所以燈泡A將漸漸變暗；在電路乙中，斷開開關(guān)S時，自感電流從IL2逐漸減小，燈泡A的電流也從IL2逐漸減小，因為IL2>IA2，所以燈泡A將先變得更亮，然后漸漸變暗.故選項A、D正確.答案：AD5.（2021·武漢一中月考）如圖所示，多匝線圈的電阻和電池的內(nèi)阻可以忽略，兩個電阻的阻值都是R.開關(guān)S原來斷開，電路中電流I0＝eq\f(E,2R).若合上開關(guān)，將一個電阻短路，線圈中即有自感電動勢產(chǎn)生，這個自感電動勢（）A.有阻礙電流的作用，最后電流由I0減少為零B.有阻礙電流的作用，最后電流小于I0C.有阻礙電流增大的作用，因而電流保持I0不變D.要阻礙電流增大的作用，但電流最后還是要增大到2I0解析：開關(guān)S閉合后，電路中總電阻減小為R，電流要增大到2I0.如果沒有線圈，這個過程歷時極短，但有線圈存在時，在電流由I0增大的過程中，在線圈中要發(fā)生自感現(xiàn)象，產(chǎn)生的自感電動勢要阻礙電流的增大，而不是阻止電流的增大，只是電流從I0增大到2I0所經(jīng)歷的時間變長了.答案：D6.如圖所示，S閉合后，流過線圈L的電流恒為I1，流過燈泡A的電流恒為I2，且I1>I2，在t1時刻將S迅速斷開，在較短一段時間內(nèi)流過燈泡的電流隨時間變化的圖像是（）ABCD解析：閉合電鍵，電路穩(wěn)定后，流過燈泡的電流I2恒定不變，電鍵S斷開瞬間，線圈L阻礙電流的減小，發(fā)生自感現(xiàn)象，線圈L相當(dāng)于電源，通過燈泡A的電流從I1逐漸減小，方向與I2相反，D選項正確.答案：DB級能力提升7.（2020·天津卷）（多選）手機無線充電是比較新穎的充電方式.如圖所示，電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量.當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實現(xiàn)為手機電池充電.在充電過程中（）A.送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化B.受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場恒定不變C.送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)能量傳遞D.手機和基座無須導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒有損失解析：當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，送電線圈中產(chǎn)生的磁場呈周期性變化，穿過受電線圈中的磁通量呈周期性變化，從而在受電線圈中產(chǎn)生周期性變化的感應(yīng)電流，這個電流產(chǎn)生的磁場也是周期性變化的，A正確，B錯誤.送電線圈和受電線圈的能量傳遞是通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)的，C正確.由于送電線圈產(chǎn)生的磁場并沒有全部穿過受電線圈，即有磁通的損失，因此該充電過程存在能量的損失，D錯誤.答案：AC8.在如圖所示的電路中，a、b、c為三個完全相同的小燈泡，L是自感線圈，直流電阻為R1，則下列說法正確的是（）A.合上開關(guān)后，c先亮，a、b后亮B.斷開開關(guān)時，N點電勢高于M點C.斷開開關(guān)后，b、c同時熄滅，a緩慢熄滅D.斷開開關(guān)后，c馬上熄滅，b閃一下后緩慢熄滅解析：開關(guān)S閉合瞬間，因線圈L的電流增大，磁通量增大，產(chǎn)生自感電動勢，根據(jù)楞次定律可知，自感電動勢阻礙電流的增大，通過a燈的電流逐漸增大，所以b、c先亮，a后亮，故A錯誤.合上開關(guān)一會兒后，因線圈中電流逐漸穩(wěn)定，斷開開關(guān)S的瞬間，由電感的特性可知：L和a、b組成的回路中有電流，電流的方向與L中原來電流的方向相同，方向為L→N→b→M→a→L，可知N點電勢高于M點，故B正確.合上開關(guān)一會兒后，因線圈中電流逐漸穩(wěn)定，則相當(dāng)于導(dǎo)線，所以a、b一樣亮；斷開開關(guān)S的瞬間，由電感的特征可知：L和a、b組成的回路中有電流，導(dǎo)致a、b一起緩慢熄滅；而c沒有電流，馬上熄滅，由于原來ab兩燈的電流相等，開關(guān)斷開的瞬間，通過a、b和線圈回路的電流由a燈原來的電流逐漸減小，所以兩燈都不會閃亮，故C錯誤，D錯誤.答案：B9.（江蘇卷）如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，自感線圈L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，在t＝0時刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，在t＝t1時刻斷開S，下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖像正確的是（）ABCD解析：在t＝0時刻閉合開關(guān)S時，線圈中電流增大，產(chǎn)生自感電動勢，使得線圈中電流逐漸增大，干路中電流I逐漸增大，根據(jù)歐姆定律UAB＝E－Ir，知UAB逐漸減小直到穩(wěn)定.穩(wěn)＝t1時刻斷開S時，燈泡中原來的電流立即減小為零，線圈中產(chǎn)生自感電動勢，電阻R、燈泡D和線圈組成回路，線圈中電流從原來值逐漸減小到零，此時流過燈泡D的電流方向與原來＝I′RD，則此時U′AB值的絕對值比穩(wěn)定時小.答案：B10.（多選）如圖所示，用電流傳感器研究自感現(xiàn)象.電源內(nèi)阻不可忽略，線圈的自感系數(shù)較大，其直流電阻小于電阻R的阻值.t＝0時刻閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，t1時刻斷開S，電流傳感器連接計算機分別描繪了整個過程線圈中的電流IL和電阻中的電流IR隨時間t變化的圖像.下列選項圖像中可能正確的是（）ABCD解析：當(dāng)開關(guān)S閉合時，電感阻礙電流變化，流過電感的電流逐漸增大，所以IL慢慢增大，最后穩(wěn)定時電感相當(dāng)于電阻，IL為恒定，當(dāng)開關(guān)S斷開后，電感阻礙自身電流變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電流仍沿著原來方向，大小逐漸減小到零，選項A正確，B錯誤；當(dāng)開關(guān)S閉合時，電感阻礙電流變化，導(dǎo)致通過電阻的電流剛開始較大，當(dāng)電感的阻礙慢慢減小，IR逐漸減小到穩(wěn)定值，當(dāng)開關(guān)S斷開，原來通過R的電流立即消失，電感阻礙自身電流變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電流流過電阻，其方向與規(guī)定圖示流過電阻的方向相反，IR反向減小到零，選項C錯誤，D正確.答案：ADC級拓展創(chuàng)新11.如圖所示電路中，L1、L2是兩個相同的小燈泡.L是一個帶鐵芯的線圈，其電阻可忽略不計.調(diào)節(jié)R，電路穩(wěn)定時兩小燈泡都正常發(fā)光，則（）A.合上開關(guān)時，L1、L2兩燈同時正常發(fā)光，斷開開關(guān)時，L1、L2兩燈同時熄滅B.合上開關(guān)時，L2燈比L1燈先達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)C.斷開開關(guān)時，L1、L2兩燈都不會立即熄滅，通過L1、L2兩燈的電流方向都與原電流方向相同D.斷開開關(guān)時，L1燈會突然閃亮一下后再熄滅解析：合上開關(guān)時，L2燈立即正常發(fā)光，L1燈所在的支路中，由于L產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增大，L1燈將推遲一些時間才能達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)，故選項A錯誤，B正確；斷開開關(guān)時，L中產(chǎn)生與原電流方向相同的自感電流，流過L1燈的電流方向與原電流方向相同，流過L2燈的電流方向與原電流方向相反，選項C錯誤；因為斷開開關(guān)后，由L作為電源提供的電流是從原來穩(wěn)定時通過L的電流值逐漸減小的，所以L1燈只是延緩一些時間熄滅，并不會比原來更亮，選項D錯誤.答案：B12.如圖所示是一種觸電保護(hù)器，變壓器A處用雙股相線（火線）和零線平行繞制成線圈，然后接到用電器上，B處有一個輸出線圈，一旦有電流，經(jīng)放大后便能立即推動繼電器J切斷電源.（1）增加開燈的盞數(shù)，能否切斷電源？（2）雙手分別接觸相線和零線