2024-2025學(xué)年高中物理第4章電磁感應(yīng)6互感和自感課后課時(shí)精練含解析新人教版選修3-2

PAGE6-互感和自感時(shí)間：40分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題6分，共60分)1．關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說(shuō)法正確的是()A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢(shì)肯定越大B．線圈中的電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零C．線圈中電流變更越快，自感系數(shù)越大D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無(wú)鐵芯確定答案D解析自感電動(dòng)勢(shì)的大小除了與自感系數(shù)有關(guān)，還與電流的變更率有關(guān)，故A錯(cuò)誤；線圈的自感系數(shù)是由線圈本身的因素及有無(wú)鐵芯確定的，與有無(wú)電流、電流變更狀況都沒(méi)有關(guān)系，故B、C錯(cuò)誤，D正確。2．如圖是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來(lái)測(cè)量自感線圈的直流電壓。在測(cè)量完畢后，將電路拆除時(shí)應(yīng)()A．先斷開K1 B．先斷開K2C．先拆除電流表 D．先拆除電阻R答案A解析若先斷開開關(guān)K2或先拆去電流表或先拆去電阻R，因?yàn)長(zhǎng)的自感作用都會(huì)使L和電壓表組成回路，原先L中有較大的電流通過(guò)，現(xiàn)在這個(gè)電流將通過(guò)電壓表，造成電表?yè)p壞，所以試驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開開關(guān)K1。3．(多選)用電流傳感器可以清晰地演示通電自感對(duì)電路中電流的影響，不肯定要用兩個(gè)燈泡作對(duì)比。電流傳感器的作用相當(dāng)于一個(gè)電流表，試驗(yàn)就用電流表的符號(hào)表示。它與電流表的一個(gè)重要區(qū)分在于，傳感器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合能夠即時(shí)反映電流的快速變更，并能在屏幕上顯示電流隨時(shí)間變更的圖象。先按圖甲連接電路，測(cè)一次后，拆掉線圈，然后按圖乙連接電路再測(cè)一次，得到(a)、(b)圖象。則下列說(shuō)法正確的是()A．(a)圖象是對(duì)應(yīng)甲測(cè)得的B．(a)圖象是對(duì)應(yīng)乙測(cè)得的C．(b)圖象是對(duì)應(yīng)甲測(cè)得的D．(b)圖象是對(duì)應(yīng)乙測(cè)得的答案AD解析電路甲中電流在開關(guān)閉合后，由于自感電動(dòng)勢(shì)作用，漸漸增加至最大；電路乙中電流在開關(guān)閉合后，馬上增至最大，所以A、D項(xiàng)正確。4．(多選)某線圈通有如圖所示的電流，則線圈中自感電動(dòng)勢(shì)變更方向的時(shí)刻有()A．第1s末B．第2s末C．第3s末D．第4s末答案BD解析線圈中的磁通量與電流的大小成正比，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，當(dāng)磁通量變更的方向發(fā)生變更時(shí)，即電流變更的方向發(fā)生變更時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的方向才發(fā)生變更，所以線圈中自感電動(dòng)勢(shì)變更方向的時(shí)刻有第2s末和第4s末。故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。5．(多選)如圖所示電路中，A、B是相同的兩個(gè)小燈泡。L是一個(gè)帶鐵芯的線圈，電阻可不計(jì)。調(diào)整滑動(dòng)變阻器R，電路穩(wěn)定時(shí)兩燈都正常發(fā)光，則在開關(guān)閉合和斷開時(shí)()A．兩燈同時(shí)亮、同時(shí)熄滅B．閉合S時(shí)，B比A先達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)C．?dāng)嚅_S時(shí)，A、B兩燈都不會(huì)馬上熄滅，通過(guò)A燈的電流方向與原電流方向相同D．?dāng)嚅_S時(shí)，A燈肯定馬上熄滅答案BC解析閉合開關(guān)S時(shí)，通過(guò)線圈的電流增大，導(dǎo)致線圈出現(xiàn)自感電動(dòng)勢(shì)，從而阻礙燈泡A的電流增大，而燈B馬上亮，B燈比A燈先達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，B正確；斷開開關(guān)S時(shí)，線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流減小，并與A、B燈串聯(lián)構(gòu)成回路，所以通過(guò)兩燈的電流相同，兩燈會(huì)同時(shí)漸漸熄滅，不會(huì)馬上熄滅，且通過(guò)A燈的電流方向與原電流方向相同，C正確，D錯(cuò)誤。6．如圖所示，L是一個(gè)帶有鐵芯的線圈，燈正常發(fā)光，當(dāng)S斷開時(shí)，出現(xiàn)的狀況是()A．燈馬上熄滅B．燈漸漸熄滅C．燈比原來(lái)更亮一些，再漸漸熄滅D．燈比原來(lái)更亮一些，再突然熄滅答案A解析當(dāng)電流發(fā)生變更時(shí)，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，只有當(dāng)線圈處于閉合回路中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，燈才會(huì)漸漸熄滅。當(dāng)S斷開時(shí)，雖然有自感電動(dòng)勢(shì)，但不存在閉合回路，故燈馬上熄滅，正確選項(xiàng)為A。7.如圖所示電路，L是自感系數(shù)較大的線圈，在滑動(dòng)變阻器的滑片P從A端快速滑向B端的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)AB中點(diǎn)C時(shí)通過(guò)線圈的電流為I1；P從B端快速滑向A端的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)通過(guò)線圈的電流為I2；P固定在C點(diǎn)不動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)通過(guò)線圈的電流為I0，則()A．I1＝I2＝I0 B．I1>I0>I2C．I1＝I2>I0 D．I1<I0<I2答案D解析當(dāng)滑片從A端快速滑向B端時(shí)，總電阻減小，總電流增大，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大，自感電流方向與原電流方向相反，故I1比P穩(wěn)定在C點(diǎn)時(shí)的電流I0小；當(dāng)P從B端快速滑向A端時(shí)，總電流減小，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小，自感電流方向與原電流方向相同，故I2大于P穩(wěn)定在C點(diǎn)時(shí)的電流I0。故D正確。8.在同一鐵芯上圍著兩個(gè)線圈A、B，兩電源相同，單刀雙擲開關(guān)原來(lái)接在點(diǎn)1，現(xiàn)在把它從點(diǎn)1扳向點(diǎn)2，如圖所示，試推斷在此過(guò)程中，在電阻R上的電流方向是()A．先是P→Q，再是Q→PB．先是Q→P，再是P→QC．始終是Q→PD．始終是P→Q答案A解析單刀雙擲開關(guān)接在點(diǎn)1上時(shí)，A線圈中的電流恒定不變，在鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是沿鐵芯自右向左。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由點(diǎn)1扳向點(diǎn)2的過(guò)程中，通過(guò)線圈A中的電流，先沿原方向減小到零，再沿原方向由零增大到原來(lái)大小，所以B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流分兩個(gè)階段分析：(1)斷開點(diǎn)1的瞬間，在A中電流沿原方向減小到零，A的磁場(chǎng)自右向左也跟著減弱，導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量在減小。由楞次定律知，線圈B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，流過(guò)電阻R的電流方向是P→Q；(2)接上點(diǎn)2的瞬間，在A中電流沿原方向由零增大到原來(lái)大小，A的磁場(chǎng)自右向左也跟著增加，導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量在增大。由楞次定律知，線圈B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過(guò)電阻R的電流方向是Q→P。綜上分析知，全過(guò)程中流過(guò)電阻R的電流方向先是P→Q，然后是Q→P，所以A正確。9.(多選)如圖所示，是一種延時(shí)開關(guān)的原理圖，當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通；當(dāng)S1斷開時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放。則()A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C．假如斷開B線圈的開關(guān)S2，無(wú)延時(shí)作用D．假如斷開B線圈的開關(guān)S2，延時(shí)將變長(zhǎng)答案BC解析線圈A中的磁場(chǎng)隨開關(guān)S1的閉合而產(chǎn)生，隨S1的斷開而消逝。當(dāng)S1閉合時(shí)，線圈中的A磁場(chǎng)穿過(guò)線圈B，當(dāng)S2閉合，S1斷開時(shí)，線圈A在線圈B中的磁場(chǎng)變?nèi)酰€圈B中有感應(yīng)電流，B中電流的磁場(chǎng)接著吸引D而起到延時(shí)的作用，所以B正確，A錯(cuò)誤；若S2斷開，線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流而起不到延時(shí)作用，所以C正確，D錯(cuò)誤。10．[2024·北京高考]圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈。試驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后漸漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2漸漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3馬上變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說(shuō)法正確的是()A．圖1中，A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等答案C解析題圖1中，斷開開關(guān)S1瞬間，線圈L1產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的減小，通過(guò)L1的電流反向通過(guò)燈A1，燈A1突然閃亮，隨后漸漸變暗，說(shuō)明電路穩(wěn)定時(shí)IL1>IA1，即RL1<RA1，A、B錯(cuò)誤；題圖2中，閉合開關(guān)S2，燈A2漸漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3馬上變亮，最終A2與A3的亮度相同，說(shuō)明變阻器R與L2的電阻值相同，C正確；題圖2中，閉合S2瞬間，通過(guò)L2的電流增大，由于線圈L2產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的增大，而通過(guò)變阻器R和燈A3中的電流馬上增大到穩(wěn)定時(shí)大小，故L2中電流小于變阻器R中電流，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共2小題，40分)11．(20分)如圖所示的電路中，電流表的內(nèi)阻不計(jì)，電阻R1＝2.5Ω，R2＝7.5Ω，L為自感系數(shù)很大的線圈，線圈的直流電阻可以忽視。閉合開關(guān)S的瞬間，電流表讀數(shù)I1＝0.2A，當(dāng)線圈中的電流穩(wěn)定后，電流表的讀數(shù)I2＝0.4A。試求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。答案3V5Ω解析閉合開關(guān)S的瞬間，R1和R2串聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得I1＝eq\f(E,R1＋R2＋r)，電路穩(wěn)定后，R2被短路，則I2＝eq\f(E,R1＋r)，由以上兩式聯(lián)立，代入數(shù)值解得：E＝3V，r＝5Ω。12．(20分)如圖所示是一種觸電愛(ài)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(gè)輸出線圈，一旦有電流，經(jīng)放大后便能馬上推動(dòng)繼電器J切斷電源，則：(1)增加開燈的盞數(shù)，能否導(dǎo)致切斷電源？并說(shuō)明理由；(2)雙手分別接觸火線和零線，能否導(dǎo)致切斷電源？并說(shuō)明理由；(3)單手接觸相線，腳與地相接觸而觸電，能否切斷電源？并說(shuō)明理由。答案(1)不能理由見(jiàn)解析(2)不能理由見(jiàn)解析(3)能理由見(jiàn)解析解析解答本題時(shí)應(yīng)按以下思路分析：(1)不能。因A處線圈是采納的雙線繞法，增加開燈的盞數(shù)只會(huì)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中磁通量始終為零不發(fā)生變