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1、
6 互感和自感
A級 抓基礎
1.關于線圈中的自感電動勢的大小,下列說法正確的是( )
A.跟通過線圈的電流大小有關
B.跟線圈中的電流變化大小有關
C.跟線圈中的磁通量大小有關
D.跟線圈中的電流變化快慢有關
解析:自感電動勢也是電磁感應定律的一種特殊情況,磁通量通過自身時,也要產生阻礙其變化的感應電流.根據自感電動勢E=n可知,選項D正確.
答案:D
2.(多選)關于自感現(xiàn)象,下列說法中正確的是( )
A.感應電流不—定和原電流方向相反
B.線圈中產生的自感電動勢較大,則其自感系數一定較大
C.對于同一線圈,當電流變化較快時,線圈中的自感系數也較大
2、D.對于同一線圈,當電流變化較快時,線圈中的自感電動勢較大
解析:自感電流總是阻礙原電流的變化.當線圈中的電流減小時,自感電動勢方向與原電流方向相同;當線圈中的電流增大時,自感電動勢方向與原電流方向相反,故A正確.線圈的自感系數由線圈本身的因素決定,故B錯誤.自感電動勢的大小跟導體中電流變化的快慢有關,即:E=L,故C錯誤,D正確.
答案:AD
3.(多選)如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略不計,下列說法中正確的是( )
A.合上開關S接通電路時,A2先亮A1后亮,最后一樣亮
B.合上開關S接通電路時,A1和A2始終一樣亮
C.斷開開關S切斷電
3、路時,A2立即熄滅,A1過一會熄滅
D.斷開開關S切斷電路時,A1和A2都要過一會才熄滅
解析:S閉合接通電路時,A2支路中的電流立即達到最大,A2先亮;由于線圈的自感作用,A1支路電流增加的慢,A1后亮.A1中的電流穩(wěn)定后,線圈的阻礙作用消失,A1與A2并聯(lián),亮度一樣,故A正確,B不正確;S斷開時,L和A1、A2組成串聯(lián)的閉合回路,A1和A2亮度一樣,由于L中產生自感電動勢阻礙L中原電流的消失,使A1和A2過一會才熄滅,故D選項正確.
答案:AD
4.(多選)如圖所示,閉合電路中的螺線管可自由伸縮,螺線管有一定的長度,這時燈泡具有一定的亮度,若將一軟鐵棒從螺線管左邊迅速插入螺線管內,
4、則將看到( )
A.燈泡變暗 B.燈泡變亮
C.螺線管縮短 D.螺線管伸長
解析:當軟鐵棒插入螺線管中,穿過螺線管的磁通量增加,故產生反向的自感電動勢,這樣電流減小,燈泡變暗,每匝線圈間同向電流作用力減小,故螺線管伸長.
答案:AD
5.如圖所示,L為自感系數較大的線圈,電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光,當斷開電路的瞬間會有( )
A.燈泡立刻熄滅
B.燈泡慢慢熄滅
C.閃亮一下后再慢慢熄滅
D.閃亮一下后突然熄滅
解析:當電路斷開時,由于通過線圈的電流從有到無,線圈將產生自感電動勢,但由于線圈與燈泡不能構成閉合回路,因此燈泡立刻熄滅.
答案:A
6.如
5、圖所示是測定自感系數很大的線圈L直流電阻的電路,L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來測量自感線圈的直流電壓,在測量完畢后,將電路解體時應( )
A.先斷開S1 B.先斷開S2
C.先拆除電流表 D.先拆除電阻R
解析:S1斷開瞬間,L中產生很大的自感電動勢,若此時S2閉合,則可能將電壓表燒壞,故應先斷開S2.
答案:B
B級 提能力
7.在制作精密電阻時,為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象,采用雙線并繞的方法,如圖所示.其道理是( )
A.當電路中的電流變化時,兩股導線產生的自感電動勢相互抵消
B.當電路中的電流變化時,兩股導線產生的感應電流相互
6、抵消
C.當電路中的電流變化時,兩股導線中原電流的磁通量相互抵消
D.以上說法都不對
解析:由于采用雙線并繞的方法,當電流通過時,兩股導線中的電流方向是相反的,不管電流怎樣變化,任何時刻兩股電流總是等大反向的,所產生的磁通量也是等大反向的,故總磁通量等于零,在該線圈中不會產生電磁感應現(xiàn)象,因此消除了自感,選項A、B錯誤,只有C正確.
答案:C
8.圖中電感線圈L的直流電阻為RL,小燈泡的電阻為R,小量程電流表G1、G2的內阻不計,當開關S閉合且穩(wěn)定后,電流表G1、G2的指針均偏向右側(電流表的零刻度在表盤的中央),則當開關S斷開時,下列說法中正確的是( )
A.G1、G2的指
7、針都立即回到零點
B.G1緩慢回到零點,G2立即左偏,然后緩慢回到零點
C.G1立即回到零點,G2緩慢回到零點
D.G1立即回到零點,G2緩慢回到零點
解析:S閉合且穩(wěn)定時,通過電流表G1、G2兩條支路的電流均由左向右.斷開S,L中產生自感電動勢,由“增反減同”可知,自感電動勢E自的方向一定與原電流方向相同,等效電路如圖所示.顯然,斷開S后,在E自的作用下,回路中將繼續(xù)形成沿順時針方向的電流,這時流經電流表G2支路的電流方向變?yōu)橛捎蚁蜃螅捎谶@段時間內E自是逐漸減小的,故電流也是逐漸減小的.
答案:B
9.(多選)如圖所示的電路中,燈泡LA、LB電阻相同,自感線圈L的電阻跟燈泡
8、相差不大.先接通S,使電路達到穩(wěn)定,再斷開S.對于電流隨時間變化的圖象,下列正確的是( )
解析:S接通時,流過線圈的電流發(fā)生變化,線圈中會產生自感電動勢,阻礙電流的變化,經過一段時間后,自感作用消失,電路達到穩(wěn)定,流過燈泡LA的電流如選項B所示;S接通且電路穩(wěn)定時,流過燈泡LB的電流大于流過燈泡LA的電流,方向是從左到右,當S斷開時,線圈L產生自感電動勢,并與燈泡LB組成回路,產生自感電流,使流過燈泡LB的電流反向,并突然減小,從斷開前流過線圈的電流大小開始逐漸減小到零,選項D正確.
答案:BD
10.如圖所示的電路,線圈L的電阻不計,則( )
A.S閉合瞬間,A板帶正電
9、,B板帶負電
B.S保持閉合,A板帶正電,B板帶負電
C.S斷開瞬間,A板帶正電,B板帶負電
D.由于線圈電阻不計.電容器被短路,上述三種情況下兩板都不帶電
解析:S閉合瞬間,由于通過電感線圈的電流為零,電容器被充電,A板帶正電,B板帶負電;S保持閉合,電容器被短路,不帶電;S斷開瞬間,線圈產生自感電動勢,給電容器充電.根據電流方向判斷,A板帶負電,B板帶正電.
答案:A
11.如圖所示,設電源的電動勢為E=10 V,內阻不計,L與R的電阻值均為5 Ω,兩燈泡的電阻值為RS=10 Ω.
(1)求斷開S的瞬間,燈泡L1兩端的電壓;
(2)畫出斷開S前后一段時間內通過L1的電流
10、隨時間的變化規(guī)律.
解析:(1)電路穩(wěn)定工作時,由于a、b兩點的電勢相等.導線ab上無電流通過,因此通過L的電流為:
IL== A=1 A,
流過L1的電流為IS== A=0.5 A,
斷開S的瞬間,由于線圈要想維持IL不變,而與L1組成閉合回路,因此通過L1的最大電流為1 A,所以此時L1兩端的電壓U=ILRS=10 V(正常工作時為5 V).
(2)斷開S前,流過L1的電流為0.5 A不變,而斷開S的瞬間,通過L1的電流突變?yōu)? A,而方向也發(fā)生變化,然后漸漸減小到零,所以它的圖象如圖所示(t0為斷開S的時刻).
注:從t0開始,電流持續(xù)的時間實際上一般是很短的.
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