高中物理教科版2第一章電磁感應(yīng) 學(xué)業(yè)分層測評5自感

學(xué)業(yè)分層測評(五)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．感應(yīng)電流方向一定和原電流方向相反B．線圈中產(chǎn)生的自感電動勢較大的其自感系數(shù)也一定較大C．對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時，線圈中的自感系數(shù)較大D．對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時，線圈中的自感電動勢也較大【解析】根據(jù)自感現(xiàn)象可知，當(dāng)原電流增大時，感應(yīng)電流阻礙它的增大，感應(yīng)電流的方向與原電流的方向相反；當(dāng)原電流減小時，感應(yīng)電流阻礙它的減小，感應(yīng)電流的方向與原電流的方向相同，所以選項(xiàng)A是錯誤的；自感系數(shù)是由線圈本身的性質(zhì)決定的，與其他因素?zé)o關(guān)，因此選項(xiàng)B、C都是錯誤的；自感電動勢與電流的變化率、自感系數(shù)有關(guān)，選項(xiàng)D是正確的．【答案】D2．一個線圈的電流均勻增大，則這個線圈的()A．自感系數(shù)也將均勻增大B．自感電動勢也將均勻增大C．磁通量的變化率也將均勻增大D．自感系數(shù)、自感電動勢都不變【解析】自感系數(shù)是描述線圈本身特征的物理量，不隨電流的變化而變化；電流均勻變化，則磁通量的變化率和自感電動勢均不變，故D項(xiàng)正確．【答案】D3．(2023·肅南高二期末)如圖1-6-10所示電路中，當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間()【導(dǎo)學(xué)號：31310050】圖1-6-10A．流經(jīng)R2的電流方向向右，流經(jīng)L的電流方向向左B．流經(jīng)R2的電流方向向左，流經(jīng)L的電流方向向右C．流經(jīng)R2和L的電流方向都向右D．流經(jīng)R2和L的電流方向都向左【解析】在S斷開前，自感線圈L中有自右向左的電流，斷開S后瞬間，L的電流要減小，于是L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙自身電流的減小，但電流還是逐漸減小為零，原來跟L并聯(lián)的電阻R2，由于電源的斷開，向左的電流會立即消失，但此時它卻與L形成了串聯(lián)的回路，L中維持的正在減弱的電流恰好從電阻R2中流過，方向由左到右．【答案】A4．(多選)如圖1-6-11所示，日光燈正常發(fā)光時，流過燈管的電流為I，那么對于燈絲ab上的電流，以下說法正確的是()圖1-6-11【導(dǎo)學(xué)號：31310051】A．燈絲ab上的電流處處為IB．燈絲a處的電流為IC．燈絲b處的電流為I，其他地方的電流都比I小D．燈絲b處最容易燒斷【解析】當(dāng)日光燈正常發(fā)光時，啟動器是斷開的，因此在ab上沒有電流，故選項(xiàng)A、B錯誤；導(dǎo)通后是氣體導(dǎo)電，所以電流存在于b處到d處之間，故選項(xiàng)C、D正確．【答案】CD5．如圖1-6-12所示，閉合電路中一定長度的螺線管可自由伸縮，通電時燈泡有一定亮度，若將一軟鐵棒從螺線管一端迅速插入螺線管內(nèi)，則在插入過程中()圖1-6-12A．燈泡變亮，螺線管縮短B．燈泡變暗，螺線管縮短C．燈泡變亮，螺線管伸長D．燈泡變暗，螺線管伸長【解析】當(dāng)插入軟鐵棒時，穿過線圈的磁通量增大，線圈產(chǎn)生自感，自感電流阻礙磁通量的增加，所以通過線圈的電流減小，燈泡變暗，線圈各匝上電流為同方向，同向電流相互吸引，電流減小，各匝之間相互吸引力減小，螺線管伸長，故D正確．【答案】D6．(多選)如圖1-6-13為日光燈電路，關(guān)于該電路，以下說法中正確的是()圖1-6-13【導(dǎo)學(xué)號：31310052】A．啟動過程中，啟動器斷開瞬間鎮(zhèn)流器L產(chǎn)生瞬時高壓B．日光燈正常發(fā)光后，鎮(zhèn)流器L使燈管兩端電壓低于電源電壓C．日光燈正常發(fā)光后啟動器是導(dǎo)通的D．圖中的電源可以是交流電源，也可以是直流電源【解析】日光燈中鎮(zhèn)流器的作用是，當(dāng)啟動器斷開的瞬間產(chǎn)生瞬時高壓，擊穿燈管中的稀薄氣體導(dǎo)電，而啟動后自感電動勢會使燈管兩端的電壓低于電源電壓，故A、B均正確；燈管導(dǎo)通后，啟動器斷開，日光燈只能用交流電源供電，故C、D均錯．【答案】AB7．如圖1-6-14所示，電阻R和線圈自感系數(shù)L都較大，電感線圈的直流電阻不計(jì)，A、B是兩只完全相同的燈泡，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電路可能出現(xiàn)的情況是()圖1-6-14A．A、B一起亮，然后B熄滅B．A比B先亮，然后A熄滅C．A、B一起亮，然后A熄滅D．B比A先亮，然后B熄滅【解析】當(dāng)開關(guān)S閉合時，線圈L相當(dāng)于阻值無窮大的電阻，線圈所在支路相當(dāng)于斷路，則電流同時流過燈泡A、B，故A、B同時亮．當(dāng)電路穩(wěn)定后，線圈L相當(dāng)于理想導(dǎo)線，燈泡A被短路，故A熄滅．正確選項(xiàng)為C.【答案】C8．如圖1-6-15所示電路中，S是閉合的，此時流過線圈L的電流為I1，流過燈D的電流為I2，且I1<I2，在t1時刻將S斷開，那么流過燈D的電流隨時間變化的圖像是下列圖中的()圖1-6-15【導(dǎo)學(xué)號：31310053】【解析】注意分析各段時間內(nèi)流過燈D電流的方向的變化情況．S閉合時流過燈D的電流大小為I2，方向由左向右；S斷開時燈D中電流立即減小為零，由于線圈L的作用，I1不能立即減小為零，L與燈D構(gòu)成閉合電路，其中電流由I1逐漸減小至零，流經(jīng)燈D的電流方向由右向左，故選D.【答案】D[能力提升]9．如圖1-6-16所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一個電壓表，用來測自感線圈的直流電壓．在測量完畢后，將電路解體時應(yīng)先()圖1-6-16A．?dāng)嚅_S1B．?dāng)嚅_S2C．拆除電流表D．拆除電阻R【解析】當(dāng)S1、S2均閉合時，電壓表與線圈L并聯(lián)；當(dāng)S2閉合而S1斷開時，電壓表與線圈L串聯(lián)．所以在干路斷開前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反．只要不斷開S2，線圈L與電壓表就會組成回路，在斷開干路時，L中產(chǎn)生與原來電流同方向的自感電流，使電壓表指針反向轉(zhuǎn)動而可能損壞電壓表．正確答案為B.【答案】B10．如圖1-6-17所示電路中，L為電感線圈，C為電容器，當(dāng)開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時()圖1-6-17【導(dǎo)學(xué)號：31310054】A．A燈中無電流通過，不可能變亮B．A燈中有電流通過，方向由a到bC．B燈逐漸熄滅，c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢D．B燈逐漸熄滅，c點(diǎn)電勢低于d點(diǎn)電勢【解析】當(dāng)開關(guān)S處于斷開狀態(tài)時，電容器C處于充電結(jié)束狀態(tài)，線圈L中有電流由c流到d，當(dāng)開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，由于自感作用，線圈L中的電流逐漸減小，B燈逐漸熄滅，且c點(diǎn)電勢低于d點(diǎn)電勢，D正確，C錯誤；電容器C也通過S形成放電回路，A燈中有電流通過，方向?yàn)橛蒪到a，故A、B均錯誤．【答案】D11．(2023·徐州高三質(zhì)檢)如圖1-6-18所示電路，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2和D3是三個完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源，在t＝0時刻，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S.規(guī)定以電路穩(wěn)定時流過D1，D2的電流方向?yàn)檎较颍謩e用I1、I2表示流過D1和D2的電流，則下圖中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是()圖1-6-18【解析】由于電源內(nèi)阻不計(jì)，通電的一瞬間，D2的電流瞬間穩(wěn)定并保持不變，因?yàn)榫€圈L產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的增加，故D1的電流緩慢增大；t1時刻斷開開關(guān)，L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，線圈L與D1、D2、D3構(gòu)成閉合回路，回路的電流大小在線圈中原電流大小I1的基礎(chǔ)上逐漸減小，方向與線圈中原電流I1的方向相同，故D1中電流在原來基礎(chǔ)上逐漸減小到零，所以A、B錯誤；D2中的電流方向相反，大小在I1的基礎(chǔ)上逐漸減小到零，所以C正確，D錯誤．【答案】C12．如圖1-6-19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，下列情況中能起保護(hù)作用的是哪一種？說明理由．【導(dǎo)學(xué)號：31310055】圖1-6-19(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，能否切斷電源？(3)單手接觸相線，腳與地相接觸而觸電，能否切斷電源？【解析】(1)不能．因A處線圈采用的是雙線繞法，增加開燈的盞數(shù)只會使電路中電流增大，但A中兩線中電流始終大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量不發(fā)生改變，故不能推動J切斷電源．(2)不能．雙手接觸相線和零線，相當(dāng)于增加了用電器，理由同(1)．(3)能．因?yàn)橛须娏魍ㄟ^人體而流入地下，使A中兩導(dǎo)線中電流不再大小相等，B中磁通量發(fā)生改變，B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而推動J切斷電流．【答案】見解析13．如圖1-6-20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t＝1×10－3s時斷開開關(guān)前后一段時間內(nèi)各時刻通過線圈L的電流(如圖乙)．已知電源電動勢E＝6V，內(nèi)阻不計(jì)，燈泡R1的阻值為6Ω，電阻R的阻值為2Ω.甲乙圖1-6-20(1)線圈的直流電阻RL是多少？(2)開關(guān)斷開時，該同學(xué)觀察到什么現(xiàn)象？(3)計(jì)算開關(guān)斷開瞬間線圈產(chǎn)生的自感電動勢．【解析】(1)由圖像可知S閉合穩(wěn)定時IL