新教材2023-2024學(xué)年高中物理第2章電磁感應(yīng)分層作業(yè)14互感和自感新人教版選擇性必修第二冊

第二章分層作業(yè)14互感和自感A級必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)無線電力傳輸目前取得重大突破,有一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力。兩個感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置,原理示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A.若A線圈中輸入電流,B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B.只有A線圈中輸入變化的電流,B線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢C.A中電流越大,B中感應(yīng)電動勢越大D.A中電流變化越快,B中感應(yīng)電動勢越大2.(多選)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上,鐵芯上套著一個鋁環(huán),線圈與電源、開關(guān)相連,如圖所示。線圈上端與電源正極相連,閉合開關(guān)的瞬間,鋁環(huán)向上跳起,則下列說法正確的是()A.若保持開關(guān)閉合,則鋁環(huán)不斷升高B.若保持開關(guān)閉合,則鋁環(huán)停留在某一高度C.若保持開關(guān)閉合,則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D.如果電源的正、負(fù)極對調(diào),觀察到的現(xiàn)象不變3.(多選)(2023山東青島二中高二期中)如圖所示,電路中A、B是兩個規(guī)格相同的燈泡,L是電阻不計的電感線圈,開關(guān)S處于閉合狀態(tài),那么()A.斷開S,A立即熄滅B.斷開S,B立即熄滅C.斷開S,A閃亮一下后逐漸熄滅D.斷開S,B閃亮一下后逐漸熄滅4.(多選)如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,線圈L的電阻不計。以下判斷正確的是()A.閉合S,穩(wěn)定后,電容器的a極板帶正電B.閉合S,穩(wěn)定后,電容器兩端電壓小于EC.斷開S的瞬間,通過R1的電流方向向右D.斷開S的瞬間,通過R2的電流方向向右5.如圖所示,A1、A2為兩只相同燈泡,A1與一理想二極管D連接,線圈L的直流電阻不計。下列說法正確的是()A.閉合開關(guān)S后,A1會逐漸變亮B.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,A1、A2亮度相同C.斷開S的瞬間,A1會逐漸熄滅D.斷開S的瞬間,a點的電勢比b點低6.如圖所示,兩個電阻阻值均為R,電感線圈L的直流電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計,S原來斷開,電路中電流I0=E2R,現(xiàn)將S閉合,于是L中產(chǎn)生了自感電動勢,此自感電動勢的作用是(A.使電路的電流減小,最后由I0減小到零B.有阻礙電流增大的作用,最后電流小于I0C.有阻礙電流增大的作用,因而電流總保持不變D.有阻礙電流增大的作用,但電流最后還是變?yōu)?I07.如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L在直流電路中的電阻,L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來測量自感線圈的直流電壓,在測量完畢后,將電路拆解時應(yīng)()A.先斷開S1 B.先斷開S2C.先拆除電流表 D.先拆除電阻RB級關(guān)鍵能力提升練8.某同學(xué)為了驗證斷電自感現(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熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時出現(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.線圈直流電阻偏大D.線圈的自感系數(shù)較大9.(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刻有()A.第1s末 B.第2s末C.第3s末 D.第4s末10.在實際生產(chǎn)中,有些高壓直流電路含有自感系數(shù)很大的線圈,當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時,線圈會產(chǎn)生很高的自感電動勢,使開關(guān)S處產(chǎn)生電弧,危及操作人員的人身安全。為了避免電弧的產(chǎn)生,可在線圈處并聯(lián)一個元件,下列方案可行的是()11.隨著科技的不斷發(fā)展,無線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的視線。小到手表、手機,大到電腦、電動汽車,都已經(jīng)實現(xiàn)了無線充電從理論研發(fā)到實際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。如圖所示為某品牌的無線充電手機利用電磁感應(yīng)方式充電的原理圖。關(guān)于無線充電,下列說法正確的是()A.無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”B.只有將充電底座接到直流電源上才能對手機進(jìn)行充電C.接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同D.只要有無線充電底座,所有手機都可以進(jìn)行無線充電12.(2023廣東惠州高二期末)圖甲為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖,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,如圖乙所示。已知電源電動勢E=6V,內(nèi)阻不計,燈泡的阻值R1=6Ω,電阻R=2Ω。(1)線圈的直流電阻RL=Ω。

(2)開關(guān)斷開時,該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是,開關(guān)斷開瞬間線圈產(chǎn)生的自感電動勢是V。

分層作業(yè)14互感和自感1.BD根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件,只有處于變化的磁場中,B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,A錯誤,B正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通量變化率,所以C錯誤,D正確。2.CD閉合開關(guān)的瞬間,穿過鋁環(huán)的磁通量增加,鋁環(huán)中產(chǎn)生的磁場與線圈產(chǎn)生的磁場方向相反,鋁環(huán)受到安培力而向上跳起;若開關(guān)保持閉合時,線圈產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定,穿過鋁環(huán)的磁通量不變,鋁環(huán)中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,鋁環(huán)不受安培力,只受重力作用,則上跳某一高度后將回落,故A、B錯誤,C正確。如果電源的正、負(fù)極對調(diào),閉合開關(guān)的瞬間,穿過鋁環(huán)的磁通量仍然增加,鋁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,鋁環(huán)仍然受到安培力而向上跳起;開關(guān)保持閉合時,線圈產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定,穿過鋁環(huán)的磁通量不變,鋁環(huán)中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,鋁環(huán)不受安培力,只受重力作用,則上跳某一高度后將回落,則觀察到的現(xiàn)象不變,故D正確。3.BC當(dāng)開關(guān)S閉合時,電路穩(wěn)定后A燈被短路,不亮;S斷開瞬間,B立刻熄滅,L由于自感作用,與A組成回路,回路中的電流緩慢減小,則A燈閃亮一下后逐漸熄滅,選項B、C正確,A、D錯誤。4.BC閉合S,穩(wěn)定后,電容器相當(dāng)于斷路,線圈L相當(dāng)于短路,所以電容器b極板與電源正極相連,帶正電荷,A項錯誤;電源有內(nèi)阻,電容器兩端電壓等于電路的路端電壓,小于電源電動勢,B項正確;斷開S瞬間,電容器與R2構(gòu)成回路放電,通過R2的電流方向向左,D項錯誤;斷開S瞬間,由于自感現(xiàn)象,線圈L相當(dāng)于臨時電源,阻礙原來的電流減小,通過線圈的電流方向不變,R1與線圈L構(gòu)成回路,所以通過R1的電流方向向右,C項正確。5.D由于二極管所加的是正向電壓,故閉合開關(guān)S后,A1會立刻變亮,選項A錯誤;閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,由于線圈L的直流電阻不計,故A1將熄滅、A2變得更亮,選項B錯誤;斷開S的瞬間,由于L中的電流不能流過D,故A2、A1都將熄滅,此時b點電勢高于a點,選項C錯誤,D正確。故選D。6.DS閉合,電路中電阻減小,電流增大,線圈產(chǎn)生的自感電動勢的作用是阻礙原電流的增大,A錯誤;阻礙電流增大,不是不讓電流增大,而是讓電流增大的速度變慢,B、C錯誤;最后達(dá)到穩(wěn)定時,電路中電流為I=ER=2I0,故D7.BS1斷開瞬間,L中產(chǎn)生很大的自感電動勢,若此時S2閉合,則可能將電壓表燒壞,故應(yīng)先斷開S2。8.C從實物連接圖中可以看出,線圈L與小燈泡并聯(lián),斷開開關(guān)S時,小燈泡A中原來的電流立即消失,線圈L與小燈泡組成閉合電路,由于自感,線圈中的電流逐漸變小,使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同,小燈泡未閃亮說明斷開S前流過線圈的電流較小,原因可能是線圈電阻偏大,故選項C正確。9.BD在自感現(xiàn)象中,當(dāng)原電流減小時自感電動勢與原電流的方向相同,當(dāng)原電流增加時自感電動勢與原電流方向相反。在圖像中0~1s時間內(nèi)原電流沿正方向減小,所以自感電動勢的方向是正方向,在1~2s時間內(nèi)原電流沿負(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2~3s、3~4s時間內(nèi)自感電動勢的方向,可得B、D兩項正確。10.DD項中,閉合S時,二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài),不影響電路正常工作。斷開S時,由于自感現(xiàn)象,線圈跟二極管D組成閉合回路,此時二極管處于正向?qū)?可以避免電弧的產(chǎn)生。11.C無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是電磁感應(yīng),故A錯誤;當(dāng)給充電設(shè)備通以恒定直流電時,充電設(shè)備不會產(chǎn)生交變磁場,即不能正常充電,故B錯誤;接收線圈中交變電流的頻率應(yīng)與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同,故C正確;被充電手機內(nèi)部,應(yīng)該有一類似金屬線圈的部件與手機電池相連,當(dāng)有交變磁場時,則產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,那么普通手機由于沒有金屬線圈,所以