高中人教版物理选修11第三章 第六节 自感现象涡流 同步测试.docx
《高中人教版物理选修11第三章 第六节 自感现象涡流 同步测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中人教版物理选修11第三章 第六节 自感现象涡流 同步测试.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高中人教版物理选修11第三章第六节自感现象涡流同步测试
高中人教版物理选修1-1第三章
第六节自感现象、涡流同步测试
1.如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1＜R2＜R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是（ ）
A. L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗
B. L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗
C. L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗
D. L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗
2.下列说法中不正确的是（ ）
A. 电动机应用了“自感”产生交流电的
B. 电磁灶应用了“涡流”的加热原理
C. 日光灯启动时利用了“自感”所产生的高压
D. 煤气灶点火装置利用感应圈产生的高压电火花
3.在如图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈的电流是2A，流过灯泡的电流是1A，将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化的图线是图中的（ ）
A.
B.
C.
D.
4.如图所示，灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R，L是带铁芯的理想线圈，电源的内阻不计。
开关S1、S2均闭合且电路达到稳定。
已知电路中的各种元件均在安全范围之内。
下列判断中正确的是（ ）
A. 灯泡A中有电流通过，方向为a→b
B. 将S1断开的瞬间，灯泡A、B同时熄灭
C. 将S1断开的瞬间，通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大
D. 将S2断开，电路达到稳定，灯泡A、B的亮度相同
5.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示．其道理是（ ）
A. 当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B. 当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C. 当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D. 以上说法都不对
6.物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。
如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。
闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。
某同学另找来器材再探究此实验。
他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动。
对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（ ）
A. 线圈接在了直流电源上
B. 电源电压过高
C. 所选线圈的匝数过多
D. 所用套环的材料与老师的不同
7.如图中两个电路是研究自感现象的电路，对实验结果的描述正确的是（ ）
①接通开关时，灯P2立即就亮，P1稍晚一会儿亮；
②接通开关时，灯P1立即就亮，P2稍晚一会儿亮；
③断开开关时，灯P1立即熄灭，P2稍晚一会儿熄灭；
④断开开关时，灯P2立即熄灭，P1稍晚一会儿熄灭．
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
8.对自感系数大小没有影响的是（ ）
A. 线圈的长度 B. 线圈的匝数 C. 交流电的峰值 D. 有无铁芯
9.如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则（ ）
A. 电键S闭合时，灯泡D1、D2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮
B. 电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮
C. 电键S断开时，灯泡D1、D2同时熄灭
D. 电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮一下后才熄灭
10.如图所示，A、B相灯相同，L是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法正确的是（ ）
A. K合上瞬间，A灯先亮起来 B. K合上稳定后，A，B同时亮着
C. K断开瞬间，B立即熄灭，A灯闪一下再熄灭
D. K断开瞬间，A，B同时熄灭
11.如图所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则（ ）
A. 合上S时，A先亮，B后亮
B. 合上S时，A、B同时亮
C. 合上S稳定后，A变亮，B熄灭
D. 断开S时，A熄灭，B重新亮后再熄灭
12.下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B. 当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
C. 当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D. 当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
13.如图为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数较大，且使得滑动变阻器接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（ ）
A. 接通开关S，灯A1、A2立即变亮
B. 接通开关S，灯A1逐渐变亮，A2立即变亮
C. 断开开关S，灯A1、A2同时熄灭
D. 断开开关S，灯A1逐渐熄灭，A2立即熄灭
14.同学们，你想有惊无险的体验一下“触电”的感觉吗？
只要用一节干电池、几根导线、开关和一个日光灯的镇流器就能实现．几位同学手拉手连成一排，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线连接起来，并将它们和首、尾两位同学空着的手相连，在开关断开时就会使连成一排的同学都有触电的感觉，该实验的原理是________现象．
15.如图，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，开关K闭合的瞬间A、B同时发光，随后A灯变________，B灯变________；断开开关K的瞬间，A灯________，B灯________．
16.演示自感现象的实验电路图如图所示。
L是自感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻阻值相同。
当开关S由断开到合上时，观察到的自感现象是________，最后达到同样亮。
17.根据所学知识填空：
（1）在研究自感现象时，自感系数较大的线圈一般都有直流电阻，某同学利用如图甲所示的电路采用伏安法测定线圈的直流电阻，在实验测量完毕后，将电路拆去时应
A. 先断开开关S1
B. 先断开开关S2
C. 先拆去电流表
D. 先拆去电阻R
（2）如图乙所示是甲同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在t=1×10﹣3s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图丙）．已知电源电动势E=9V，内阻不计，灯泡R1的阻值为9Ω，电阻R的阻值为3Ω．
a、开关断开时，流过灯泡的电流方向________（左到右、右到左），该同学观察到的现象为________，
b、线圈的直流电阻为________Ω．断电瞬间线圈的自感电动势为________V．
18.如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A。
在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B（可视为质点），B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB。
（1）螺线管A将向哪个方向运动？
（2）全过程中整个电路所消耗的电能。
1.【答案】B
【解析】【解答】解：
当K突然断开时，电感L由于自感，电流继续原方向流动，L、L1和L3构成一闭合回路，L中电流从I1逐渐减少，则通过L1的电流也逐渐减少．
通过L3的电流开始时比原来电流大，后逐渐变小．
当K突然断开时，电感L相当于电源，由此时二极管处于反向截止状态，故L2立即熄灭．
故B正确，ACD错误．
故选：
B
【分析】当K突然断开时，电感L由于自感，电流继续原方向流动，但二极管反向不导通，所以L2不亮，又因为原来L中电流比L3的电流大，所以L3将更亮，之后再变暗．
2.【答案】A
【解析】【解答】解：
A、电动机应用了线圈在磁场中受到安培力转动．故A错误．B、电磁灶里面的线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，根据电流的热效应进行加热．故B正确．
C、日光灯启动时利用了“自感”所产生的高压．故C正确．
D、煤气灶点火装置利用感应圈产生的高压电火花．故D正确．
本题选错误的，故选：
A．
【分析】电动机应用了线圈在磁场中受到安培力转动；电磁灶利用变化的磁场产生涡流进行加热；日光灯启动时利用镇流器产生自感电动势，得到高电压．
3.【答案】D
【解析】【解答】S断开后，线圈产生自感电动势与灯泡构成回路，自感线圈中电流由2A逐渐减小为零，灯泡电流反向并由2A逐渐减小为零，故选项D符合题意。
故答案为：
D。
【分析】本题考查线圈在电路中对电路的影响，属于常见题型，断开电源后两条支路形成一个闭合回路，线圈暂时充当电源。
4.【答案】C
【解析】【解答】当开关S1、S2均闭合且电路达到稳定，则电感线圈L的自感现象消失，把小灯泡A短路，此时无电流通过小灯泡A，故选项A错误；
将S1断开的瞬间，电感线圈L与小灯泡A组成回路，使小灯泡A亮一下之后在熄灭，而小灯泡B立即熄灭，故选项B错误；
将S1断开的瞬间电感线圈L与小灯泡A组成回路，使原先通过小灯泡B和电阻R的电流全部通过小灯泡A，所以通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大，故选项C正确；
将S2断开，电感线圈L与小灯泡B串联的总电阻比小灯泡A与电阻R串联小，所以，将S2断开，电路达到稳定，灯泡A的亮度比B的亮度暗些，故选项D错误。
故选C
【分析】本题考查线圈在电路中对电路的影响，线圈在电路中总是阻碍回路中电流的变化。
电感总是阻碍电流的变化，线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，阻碍减小，当与灯泡构成电路回路时，灯泡亮度逐渐变暗，若流过灯的电流比原来的大，则会变得更亮，然后逐渐变暗。
5.【答案】C
【解析】【解答】由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，只有C正确．
故选C
【分析】本题考查线圈在电路中对电路的影响，线圈在电路中总是阻碍回路中电流的变化。
电感总是阻碍电流的变化，线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，阻碍减小，当与灯泡构成电路回路时，灯泡亮度逐渐变暗，若流过灯的电流比原来的大，则会变得更亮，然后逐渐变暗。
6.【答案】D
【解析】【解答】金属套环跳起来的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的，线圈接在直流电源上时，金属套环也会跳起。
电压越高线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈。
若套环是非导体材料，则套环不会跳起，故A、B、C选项不符合题意，D选项符合题意。
故答案为：
D。
【分析】感应电流的磁场总是阻碍产生感应电流的磁场的磁通量的变化，要发生电磁感应必须是导体线圈。
7.【答案】A
【解析】【解答】解：
左图中，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故P1稍晚一会儿亮；断开开关时，虽然线圈中产生自感电动势，但由于没有闭合回路，灯P1立即熄灭；
右图中，线圈和灯泡并联，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故灯泡可以立即就亮，但电流稳定后，灯泡会被短路而熄灭；断开开关时，线圈中产生自感电动势，通过灯泡构成闭合回路放电，故P2稍晚一会儿熄灭；
故①③正确，②④错误；
故选：
A．
【分析】线圈中电流发生变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化，起到延迟电流变化的作用，遵循“增反减同”的规律．
8.【答案】C
【解析】【解答】解：
自感系数的大小决定因素：
线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关．本题选择没有影响的，故选：
C．
【分析】自感系数由线圈自身决定，与其它因素无关．线圈越长、单位长度上匝数越多自感系数越大，有铁芯比没有铁芯大得多．
9.【答案】A
【解析】【解答】解：
AB、刚闭合S的瞬间，由于L的自感作用，L瞬间相当于断路，所以电流通过D1D2，灯泡D1、D2的亮度相同，闭合S待电路达到稳定后，L相当于短路，D1被短路熄灭，通过D2的电流比原来大，D2更亮．故A正确，B错误；CD、闭合S待电路达到稳定后，再将S断开，L与D1组成回路，所以D2立即熄灭，D1先变比S刚闭合时亮，后逐渐变暗到熄灭，故CD错误．
故选：
A
【分析】根据线圈对电流突变时的反应：
增大时阻碍增大，减小时相当于电源；结合欧姆定律分析．
10.【答案】C
【解析】【解答】解：
AB、开关K闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光．由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小最后熄灭，B灯电流逐渐增大，故AB错误；CD、断开开关K的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A灯，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故C正确，D错误．
故选：
C．
【分析】开关K闭合的瞬间，电源的电压同时加到两灯的两端，两灯同时发光．由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，随后A灯变暗，B灯变亮．断开开关K的瞬间，B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭．
11.【答案】B,C,D
【解析】【解答】ABC、合上S时，电路中立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮；但通过线圈的电流增加，线圈会产生自感电动势，故线圈的电流缓慢增加；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故电键闭合后，A、B同时亮，但B逐渐熄灭，而A更亮，故A错误，BC正确；D、断开S时，A灯立即熄灭；线圈产生自感电动势和灯泡B构成闭合电路，B灯先闪亮后逐渐变暗，故D正确；
故选：
BCD．
【分析】电感线圈L中电流变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化；故电键接通瞬间通过线圈的电流缓慢增加，电键断开瞬间通过线圈的电流缓慢减少．
12.【答案】A,C
【解析】【解答】由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中的电流不变时，不产生自感电动势，A符合题意；
当线圈中的电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B不符合题意；
当线圈中的电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，所以选项C符合题意，同理可知选项D不符合题意．
故答案为：
A、C。
【分析】本题考查法拉第电磁感应定律的理解和应用；自感电动势利用公式
分析计算。
13.【答案】B,C
【解析】【解答】解：
A、B由题，闭合开关S达到稳定后两灯均可以正常发光，说明L与R的直流电阻相等．电阻R不产生自感现象，灯A2立即正常发光．而电感L电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律得知，自感电动势阻碍电流的增大，使得电路中电流只能逐渐增大，所以闭合开关的瞬间，通过A1灯的电流小于通过A2灯的电流，A1灯逐渐变亮，即A2灯先亮，A1灯后亮．故A错误，B正确．
C、D闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过A2灯原来的电流立即消失，电感线圈L产生自感电动势，相当于电源，两灯串联，自感电流流过两灯，两灯同时熄灭．故C正确，D错误．
故选：
BC．
【分析】由题，闭合开关S达到稳定后两灯均可以正常发光，说明L与R的直流电阻相等．闭合开关的瞬间，通过L的电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律分析电流的变化，判断通过两灯电流的关系．待电路稳定后断开开关，线圈产生自感电动势，分析通过两灯的电流关系，判断两灯是否同时熄灭．
14.【答案】自感
【解析】【解答】解：
当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉．故答案为：
自感
【分析】当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变化，导致镇流器产生很强的电动势，从而使同学们有触电的感觉．
15.【答案】暗；亮；突然闪亮一下再熄灭；立即熄灭
【解析】【解答】解：
开关K闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光．由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，流过B灯的电流逐渐增大，则A灯变暗，B灯变亮；断开开关K的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A灯，所以A灯突然闪亮一下再熄灭．
故答案为：
暗，亮；突然闪亮一下再熄灭，立即熄灭．
【分析】开关K闭合的瞬间，电源的电压同时加到两灯的两端，两灯同时发光．由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，随后A灯变暗，B灯变亮．断开开关K的瞬间，B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭．
16.【答案】A2立即亮，A1逐渐亮（或A2先亮，A1后亮）
【解析】【解答】A2支路是纯电阻电路，S接通，电流立即通过；A1支路的电感线圈L对电流的变化起阻碍作用，当电路稳定后，自感的阻碍作用才会消失，所以A1逐渐亮，最后两灯同样亮。
【分析】此题比较简单，主要考查自感线圈的自感作用的理解，当给自感线圈通过电流时，电流缓慢的增加。
17.【答案】
（1）B
（2）右到左；灯泡闪亮后再熄灭；3；22.5
【解析】【解答】解：
（1）若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2．
故选：
B
（2）由楞次定律可知，断开开关后，线圈产生的感应电流向右，则通过灯泡的电流向左．
断开开关前，通过线圈的电流为1.5A，则RL=
﹣3=3Ω．断开开关后，通过线圈的最大电流为1.5A，断开开关前通过灯泡的电流I′=
=1A．所以灯泡闪亮一下后逐渐变暗．
断开开关后，通过线圈的最大电流为1.5A，所以断电瞬间线圈的自感电动势为：
E′=Im•（RL+R+R1）=1.5×（3+3+9）=22.5V
故答案为：
（1）B；
（2）a、右到左，灯泡闪亮后再熄灭，b、3，22.5
【分析】
（1）先进行ACD三项操作都会发生自感现象，在电压表中有强电流流过，发热过多，造成仪器烧坏．
（2）求出断开开关前通过灯泡的电流，由图象找出断开开关后通过灯泡的电流如何变化，然后判断灯泡的发光情况如何变化．
由楞次定律判断出自感电流的方向，然后判断通过灯泡电流的方向．
18.【答案】
（1）解:
磁铁B向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A向右运动
（2）解:
全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和螺线管中的电能，所以
mgh＝
M
＋
m
＋E电
即E电＝mgh－（
M
＋
m
）
【解析】【分析】感应电流的磁场总是阻碍产生感应电流的磁场的磁通量的变化，故螺线管受到的力总是向右，能量不可能凭空产生，消耗机械能转化为电能，能量守恒。
升级会员 