2.4互感和自感（原題版）

2.4互感和自感姓名：___________班級(jí)：___________1．物理教材中給出的自感電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式為，自感系數(shù)L的單位為亨利（符號(hào)為H），通過(guò)該表達(dá)式推導(dǎo)出的L的單位為（）A． B． C． D．2．如圖為智能手表采用的無(wú)線充電方式簡(jiǎn)化圖，充電底座提供220V的交流電壓，手表端獲得5V的交流電壓，下列關(guān)于無(wú)線充電方式簡(jiǎn)化圖的說(shuō)法正確的是（）A．底座與手表上的線圈匝數(shù)之比肯定為44∶1B．無(wú)線充電手表線圈與底座線圈之間發(fā)生了互感現(xiàn)象C．充電過(guò)程中底座與手表之間始終存在相互作用的電磁斥力D．底座與手表之間插入一張薄紙，手表就不能進(jìn)行無(wú)線充電了3．圖甲、圖乙是演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。下列說(shuō)法中正確的是（）A．在圖甲中，開關(guān)S閉合時(shí)兩燈泡同時(shí)亮B．在圖甲中，僅去掉鐵芯后線圈的電感增大C．在圖乙中，開關(guān)S斷開時(shí)線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)D．在圖乙中，開關(guān)S斷開時(shí)燈泡中電流方向不改變4．如圖1所示，無(wú)線充電技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，充電原理可近似看成理想變壓器，如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．充電基座線圈接的電源是恒定的直流電B．充電基座線圈接的電源必須是交流電且，都閉合才能充電C．兩個(gè)線圈中電流的頻率可能不同D．兩個(gè)線圈中電流大小一定相同5．如圖所示為在充電底座上進(jìn)行無(wú)線充電，充電底座裝有發(fā)射線圈，里裝有接收線圈，它們之間利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)給的無(wú)線充電，則發(fā)射線圈中通的電流是（）A．較大的恒定電流 B．較小的恒定電流C．變化的電流 D．恒定電流和變化的電流都有6．物理老師在演示《觀察開關(guān)斷開時(shí)燈泡的亮度》即斷電自感的實(shí)驗(yàn)時(shí)，按課本上的電路連接電路，如圖甲所示。E為學(xué)生電源，A為小燈泡，L為電感線圈，使用可拆卸變壓器的線圈接入電路，S為開關(guān)。如圖乙左側(cè)的線圈（已經(jīng)安裝在鐵芯上）。實(shí)驗(yàn)時(shí)接入線圈的匝數(shù)是800匝。線圈的電阻不可忽略，匝數(shù)有200、800、1600三種可選。電路接通并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開開關(guān)S。預(yù)期效果是斷開開關(guān)瞬間燈泡“閃亮”（比開關(guān)斷開前更亮）一下，然后逐漸熄滅，但實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有觀察到“閃亮”現(xiàn)象。為了觀察到明顯的“閃亮”現(xiàn)象，下列措施中可行的是（）A．更換一個(gè)電動(dòng)勢(shì)更大的電源B．將線圈從鐵芯上取出，即去掉鐵芯C．將接入電路的線圈匝數(shù)調(diào)整為1600匝D．將接入電路的線圈匝數(shù)調(diào)整為200匝7．如圖，當(dāng)車輛駛?cè)牖蝰偝鰣A形區(qū)域時(shí)，車輛會(huì)改變區(qū)域內(nèi)通電線圈中的磁場(chǎng)，通過(guò)傳感器電路將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)換為交通燈的控制信號(hào)，車輛駛?cè)雸D中圓形區(qū)域時(shí)，車輛引起磁場(chǎng)變化的原因類似于（）A．將鐵芯放入通電線圈 B．增大通電線圈的面積C．增加通電線圈的匝數(shù) D．加大對(duì)通電線圈的壓力8．（多選題）一款無(wú)線充電的送餐機(jī)器人的充電原理如圖所示，地面供電裝置將電能傳輸至安裝于機(jī)器人底部的感應(yīng)裝置中，從而給機(jī)器人充電。下列說(shuō)法中正確的是（）A．該無(wú)線充電過(guò)程利用了電磁感應(yīng)的原理B．地面供電裝置接入的是恒定電流C．地面供電裝置會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)D．充電時(shí)，穿過(guò)感應(yīng)裝置中線圈的磁通量是恒定不變的9．（多選題）相同的電燈、和自感系數(shù)較大的電感線圈L接入如圖甲的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S待電路穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí)，時(shí)刻斷開開關(guān)S，時(shí)刻整個(gè)電路的電流均為零。前后通過(guò)電燈的電流時(shí)間圖像如圖乙，用和分別表示開關(guān)S斷開瞬間通過(guò)電燈的電流大小。下列說(shuō)法正確的是（）A．電感線圈的直流電阻不可忽略B．?dāng)嚅_開關(guān)S后，電燈、電流大小始終相等C．?dāng)嚅_開關(guān)S后，流過(guò)電燈的電流方向向左D．線圈的自感系數(shù)是由線圈本身決定，與是否有鐵芯無(wú)關(guān)10．如圖所示，我國(guó)高鐵車廂上方的“受電弓”沿著高壓（25kV）接觸線滑行，為電力機(jī)車提供穩(wěn)定的電能。然而在有凍雨或者電線結(jié)冰等氣象條件下，受電弓和接觸線之間往往會(huì)接觸不良，導(dǎo)致受電弓在高速滑行的過(guò)程中容易出現(xiàn)沖擊和離線狀態(tài)，甚至?xí)鲭娀鸹?。這些電火花產(chǎn)生的原因是（）A．摩擦生熱B．電線上的靜電放出C．受電弓的通電瞬間的自感現(xiàn)象D．受電弓的斷電瞬間的自感現(xiàn)象11．類比是一種常用的研究方法。在研究雨滴下落的問(wèn)題時(shí)，我們建立如下的力學(xué)模型：假定質(zhì)量為m的雨滴受到的空氣阻力，比例系數(shù)為k，由靜止下落的雨滴將做變速運(yùn)動(dòng)。取雨滴剛要下落的瞬間為，為了研究速度v與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系，可以列出牛頓第二定律：，即速度v總滿足：。在研究自感現(xiàn)象時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻可忽略不計(jì)的直流電源與電阻為R的小燈泡、自感線圈L連成閉合回路，如圖甲所示。取開關(guān)剛閉合的瞬間為，為了研究電路中的電流i與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系，也可以根據(jù)自感電動(dòng)勢(shì)滿足的規(guī)律列出下列方程：。兩個(gè)方程形式類似，這說(shuō)明函數(shù)與函數(shù)都遵循相似的數(shù)學(xué)規(guī)律。因此就可以通過(guò)我們熟悉的雨滴下落過(guò)程中的一些結(jié)論來(lái)研究自感現(xiàn)象。根據(jù)以上材料，判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（

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A．雨滴下落的過(guò)程中，時(shí)；在圖甲所示的電路中，時(shí)B．雨滴下落的過(guò)程中，最大速度；在圖甲所示的電路中，最大電流C．雨滴下落的過(guò)程中，隨著速度不斷增大，加速度不斷減?。辉趫D甲所示的電路中，隨著電流不斷增大，電流隨時(shí)間的變化率不斷減小D．圖乙所示的電路只是把圖甲中的自感線圈L換成電容C，其他條件都不變，則電容器兩端的電壓與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系也滿足如下方程：12．（多選題）如圖1所示，大功率家用電器的插頭常配備漏電保護(hù)裝置，工作原理如圖2所示，其中“零序電流互感器”可視為閉合鐵芯。正常用電時(shí)，火線和零線的電流等大反向；出現(xiàn)漏電時(shí)，快速響應(yīng)電路能夠在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到漏電并觸發(fā)斷路器，使觸頭彈起從而自動(dòng)切斷電源。下列說(shuō)法正確的是（）A．漏電保護(hù)裝置應(yīng)用了電磁感應(yīng)的原理B．圖2中零線應(yīng)該置于互感器的外面，否則無(wú)法正常使用C．正常用電時(shí)，M和N兩點(diǎn)之間沒有電壓D．出現(xiàn)漏電時(shí)，M和N兩點(diǎn)之間沒有電壓13．（多選題）電磁學(xué)知識(shí)在科技生活中有廣泛的應(yīng)用，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．甲圖，一鐵塊放入通有交流電的線圈內(nèi)部，一段時(shí)間后，鐵塊就會(huì)“燒”得通紅B．乙圖，電工穿戴含有金屬織物的衣服工作，其原理是靜電屏蔽C．丙圖，磁塊在鋁管中由靜止開始下落做的是自由落體運(yùn)動(dòng)D．丁圖，無(wú)線充電中的發(fā)射線圈接入恒定電流也能實(shí)現(xiàn)充電14．（多選題）某同學(xué)用如圖所示的電路，借助電流傳感器研究不同元件通電時(shí)的電流變化情況，實(shí)驗(yàn)室提供的元件有小燈泡、定值電阻、電感線圈和電容器。時(shí)刻閉合開關(guān)S，測(cè)得通過(guò)不同元件的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲對(duì)應(yīng)的元件為小燈泡 B．圖乙對(duì)應(yīng)的元件為定值電阻C．圖丙對(duì)應(yīng)的元件為電感線圈 D．圖丁對(duì)應(yīng)的元件為電容器15．觀察圖片回答下列問(wèn)題：（1）自感電動(dòng)勢(shì)也是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，設(shè)線圈的匝數(shù)為n，穿過(guò)線圈的磁通量為Φ，試寫出自感電動(dòng)勢(shì)E的表達(dá)式。（2）實(shí)驗(yàn)表明，電流激發(fā)的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱正比于電流的強(qiáng)弱，則自感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流的變化有什么關(guān)系？（3）如果用L表示（2）中表達(dá)式的系數(shù)，寫成等式，試分析L的大小可能與什么有關(guān)。16．類比是研究問(wèn)題的常用方法（1）情境1：如圖甲所示，將一彈簧振子放置在光滑的水平面上，以彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)物塊所處位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O、水平向右為正方向建立x軸。當(dāng)振子偏離平衡位置的位移為x時(shí)，其回復(fù)力為；而、、，可以得到振子位移x隨時(shí)間t變化的方程為（①式）。將物塊從O點(diǎn)右側(cè)某一位置由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，在圖乙所示的坐標(biāo)系中定性畫出彈簧振子的位移x隨時(shí)間t變化的圖像。（2）情境2：如圖甲所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)；電容器的電容為C，自感線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)，電阻不計(jì)，開關(guān)S先接1，給電容器充電；然后將開關(guān)接2，發(fā)現(xiàn)電容器極板的電荷量隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1中振子位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律類似。a.類比①式，寫出電荷量隨時(shí)間t的變化方程；b.從開關(guān)S接2瞬間開始計(jì)時(shí)，在圖乙所示的坐標(biāo)系中定性畫出電容器上極板的電荷量隨時(shí)間t變化的圖像。（3）質(zhì)量是物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性大小的量度，在電磁現(xiàn)象中也存在“慣性”。在情境2中，哪個(gè)物理量可用來(lái)度量電磁“慣性”的大??？1．（2024·浙江·高考真題）若通以電流I的圓形線圈在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為方向垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其大?。╧的數(shù)量級(jí)為）。現(xiàn)有橫截面半徑為的導(dǎo)線構(gòu)成半徑為的圓形線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)，其電阻率上限為。開始時(shí)線圈通有的電流，則線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的數(shù)量級(jí)和一年后電流減小量的數(shù)量級(jí)分別為（）A．， B．， C．， D．，2．（2023·北京·高考真題）如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個(gè)相同的小燈泡，開始時(shí)，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關(guān)（

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A．P與Q同時(shí)熄滅 B．P比Q先熄滅C．Q閃亮后再熄滅 D．P閃亮后再熄滅3．（2021·浙江·高考真題）一種探測(cè)氣體放電過(guò)程的裝置如圖甲所示，充滿氖氣（）的電離室中有兩電極與長(zhǎng)直導(dǎo)線連接，并通過(guò)兩水平長(zhǎng)導(dǎo)線與高壓電源相連。在與長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直的平面內(nèi)，以導(dǎo)線為對(duì)稱軸安裝一個(gè)用阻值的細(xì)導(dǎo)線繞制、匝數(shù)的圓環(huán)形螺線管，細(xì)導(dǎo)線的始末兩端c、d與阻值的電阻連接。螺線管的橫截面是半