2019高中物理 第一章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 1.5 自感現(xiàn)象與日光燈練習(xí)（含解析）滬科選修3-2.docx

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自感現(xiàn)象與日光燈 課時(shí)演練促提升 A組 1.(多選)下列關(guān)于自感的說法中正確的是(　　) A.自感是由于導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B.自感電動勢的大小跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關(guān) C.自感電流的方向總是與原電流的方向相反 D.對不同的線圈,電流變化快慢相同時(shí),產(chǎn)生的自感電動勢不同 答案:ABD 2.如圖所示,電路中有L1和L2兩個(gè)完全相同的燈泡,線圈L的電阻忽略不計(jì),下列說法正確的是(　　) A.閉合S時(shí),L2先亮,L1后亮,最后一樣亮 B.斷開S時(shí),L2立刻熄滅,L1過一會兒熄滅 C.L1中的電流始終從a到b D.L2中的電流始終從c到d 解析:閉合S時(shí),L2中立即有從d到c的電流,先亮,由于自感作用,線圈中產(chǎn)生與原電流相反的自感電動勢,對原電流大小起到阻礙作用,通過線圈的電流逐漸增加,所以L1逐漸變亮,電路穩(wěn)定后自感作用消失,線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線,所以L1、L2一樣亮,斷開S時(shí),L2中由電源提供的電流瞬間消失,但是L中的電流由于自感的阻礙作用將逐漸減小,方向不變,該電流與L1、L2形成回路。因此L1、L2將過一會兒同時(shí)熄滅。L1中的電流始終由b到a,L2中的電流先由d到c,后由c到d。 答案:A 3.關(guān)于線圈的自感系數(shù),下列說法中正確的是(　　) A.線圈中產(chǎn)生的自感電動勢越大,線圈的自感系數(shù)一定越大 B.線圈中的電流變化越快,自感系數(shù)就越大 C.線圈中的電流不發(fā)生變化,自感系數(shù)一定為零 D.線圈的自感系數(shù)與線圈自身的因素以及有無鐵心有關(guān) 答案:D 4.如下圖所示,L是一個(gè)純電感線圈,A為一個(gè)燈泡,下列說法中正確的是(　　) A.開關(guān)S接通瞬間和斷開瞬間,燈泡中都有從a到b的電流通過 B.開關(guān)S接通瞬間,燈泡中有從a到b的電流通過,斷開瞬間則為從b到a C.開關(guān)S接通瞬間,燈泡中有從a到b的電流通過,斷開瞬間則沒有電流通過 D.開關(guān)S接通瞬間和斷開瞬間,燈泡中都沒有電流通過 解析:在開關(guān)S接通瞬間,燈泡中立即有從a到b的恒定電流通過;此時(shí)由于自感現(xiàn)象,通過線圈的電流則是逐漸增加的。在開關(guān)S接通電路穩(wěn)定后,通過燈泡和線圈的電流不再發(fā)生變化。開關(guān)S斷開瞬間,線圈中原來向右的電流突然減小,由于自感現(xiàn)象的存在,線圈將產(chǎn)生維持這一電流的自感電動勢(在線圈中自左向右),因此在線圈L和燈泡A形成的新的閉合回路中,有電流從燈泡的b端流向a端,所以正確選項(xiàng)為B。 答案:B 5.在如下圖所示電路中,L為電阻很小的線圈,G1和G2為零點(diǎn)在表盤中央的相同的電流表。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電流表G1指針偏向右方,那么當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),將出現(xiàn)的現(xiàn)象是(　　) A.G1和G2指針都立即回到零點(diǎn) B.G1指針立即回到零點(diǎn),而G2指針緩慢地回到零點(diǎn) C.G1指針緩慢地回到零點(diǎn),而G2指針先立即偏向左方,然后緩慢地回到零點(diǎn) D.G1指針先立即偏向左方,然后緩慢地回到零點(diǎn),而G2指針緩慢地回到零點(diǎn) 解析:電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流的流向有關(guān)。根據(jù)題意,電流自右向左時(shí),指針向右偏。那么,電流自左向右時(shí),指針應(yīng)向左偏。當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間,G1中電流立即消失,而L由于自感作用,電流不能立即消失,電流沿L、G2、G1的方向在由它們組成的閉合回路中繼續(xù)維持一較短時(shí)間,即G2中的電流按原方向自右向左逐漸減為零,而G1中的電流和原方向相反,變?yōu)樽宰笙蛴?和G2中的電流同時(shí)減為零,也就是G1指針先立即偏向左方,然后緩慢地回到零點(diǎn),而G2指針緩慢地回到零點(diǎn),故D項(xiàng)正確。 答案:D 6. 如右圖所示,線圈L的自感系數(shù)很大,且其電阻可以忽略不計(jì),A1、A2是兩個(gè)完全相同的小燈泡,在開關(guān)S閉合和斷開的過程中,A1、A2的亮度變化情況是(燈絲不會斷) (　　) A.S閉合,A1亮度不變,A2亮度逐漸變亮,最后兩燈一樣亮;S斷開,A2立即不亮,A1逐漸不亮 B.S閉合,A1不亮,A2很亮;S斷開,A1、A2立即不亮 C.S閉合,A1、A2同時(shí)亮,而后A1逐漸熄滅,A2亮度不變;S斷開,A2立即不亮,A1亮一下才滅 D.S閉合,A1、A2同時(shí)亮,而后A1逐漸熄滅,A2則逐漸變得更亮;S斷開,A2立即不亮,A1亮一下才滅 解析:當(dāng)S接通,L的自感系數(shù)很大,對電流的阻礙作用較大,A1和A2串接后與電源相連,A1和A2同時(shí)亮,隨著L中電流的增大,L的直流電阻不計(jì),L的分流作用增大,A1的電流逐漸減小為零,由于總電阻變小,總電流變大,A2的電流增大,A2變得更亮。當(dāng)S斷開,A2中無電流,立即熄滅,而電感L將要維持本身的電流不變,L與A1組成閉合電路,A1燈要亮一下后再熄滅,綜上所述,選項(xiàng)D正確。 答案:D 7.如下圖所示多匝線圈L電阻和電池內(nèi)阻不計(jì),兩個(gè)電阻的阻值都是R,開關(guān)S原來是斷開的,電流I0=E2R,今合上開關(guān)S將一電阻短路,于是線圈有自感電動勢產(chǎn)生,電動勢(　　) A.有阻礙電流的作用,最后電流由I0減小到零 B.有阻礙電流的作用,最后電流總小于I0 C.有阻礙電流增大的作用,因而電流將保持I0不變 D.有阻礙電流增大的作用,但電流最后還是增大到2I0 解析:開關(guān)S由斷開到閉合,回路的電流要增大,因而在L上要產(chǎn)生自感電動勢,根據(jù)楞次定律,自感電動勢總是要阻礙引起它的電流的變化,因此要阻礙原電流的增加,而阻礙不是阻止,電流仍要增大,而達(dá)到穩(wěn)定后其電流為2I0。選項(xiàng)D正確。 答案:D 8. 如右圖所示,L為自感線圈,A是一個(gè)燈泡,當(dāng)S閉合瞬間,a、b兩點(diǎn)電動勢相比,　　　　點(diǎn)電勢較高,當(dāng)S切斷瞬間,a、b兩點(diǎn)電勢相比,　　　　　點(diǎn)電勢較高。 解析:開關(guān)接通的瞬間,線圈的自感作用將阻礙電流的增加,自感電動勢是反電動勢,故a端電勢高;斷開開關(guān)的瞬間,線圈中自感電動勢的方向與原電流方向相同,b端是高電勢處。 答案:a　b 9.日光燈管的壽命和開關(guān)次數(shù)有密切關(guān)系,頻繁開關(guān)會使燈管的壽命大大縮短,據(jù)統(tǒng)計(jì),同樣的日光燈,連續(xù)點(diǎn)燃不關(guān),點(diǎn)亮的時(shí)間要比每晝夜開關(guān)八次的日光燈點(diǎn)亮?xí)r間長兩倍半,為什么頻繁開關(guān)會影響燈管的壽命? 解析:日光燈在通電啟動的一瞬間,氣體放電,日光燈燈絲不但要發(fā)射電子,還要受到帶電粒子強(qiáng)有力的轟擊,每啟動一次,要消耗大量的電子,還要受到高電壓沖擊一次,啟動的次數(shù)越多,燈絲的壽命越短。 答案:見解析。 B組 1.(2014海南文昌中學(xué)高二檢測) 在如圖所示的電路中,a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡,L為自感線圈,E為電源,S為開關(guān),關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序,下列說法正確的是 (　　) A.合上開關(guān),a先亮,b后亮;斷開開關(guān),a、b同時(shí)熄滅 B.合上開關(guān),b先亮,a后亮;斷開開關(guān),a先熄滅,b后熄滅 C.合上開關(guān),b先亮,a后亮;斷開開關(guān),a、b同時(shí)熄滅 D.合上開關(guān),a、b同時(shí)亮;斷開開關(guān),b先熄滅,a后熄滅 解析:由于L是自感線圈,當(dāng)合上S時(shí),自感線圈L將產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流的流過,故b燈先亮,而a燈后亮。當(dāng)S斷開時(shí),a、b組成回路,L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減弱,由此可知,a、b同時(shí)熄滅,選項(xiàng)C正確。 答案:C 2.(2014上海長寧檢測)如圖中所示燈LA、LB完全相同,帶鐵心的線圈L的電阻可忽略。則(　　) A.S閉合的瞬間,A、B同時(shí)發(fā)光,接著A變暗,B更亮,最后A熄滅 B.S閉合瞬間,A不亮,B立即亮 C.S閉合瞬間,A、B都不立即亮 D.穩(wěn)定后再斷開S的瞬間,B熄滅,A比B(原先亮度)更亮 解析:S接通的瞬間,L支路中電流從無到有發(fā)生變化,因此,L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流增加。由于有鐵心,自感系數(shù)較大,對電流的阻礙作用也就很強(qiáng),所以S接通的瞬間L中的電流非常小,即干路中的電流幾乎全部流過A。所以A、B會同時(shí)亮。又由于L中電流很快穩(wěn)定,感應(yīng)電動勢很快消失,L的阻值因?yàn)楹苄?所以對A起到“短路”作用,因此,A便熄滅。這里電路的總電阻比剛接通時(shí)小,由恒定電流知識可知,B會比以前更亮,選項(xiàng)A正確。 答案:A 3.(多選)(2014壽光實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測)某線圈通有圖所示的電流,則線圈中自感電動勢改變方向的時(shí)刻有(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.第1 s末 B.第2 s末 C.第3 s末 D.第4 s末 解析:當(dāng)電流變化時(shí),它所產(chǎn)生的磁場也跟著變化,導(dǎo)致穿過線圈的磁通量也發(fā)生變化,選0~1s內(nèi)電流產(chǎn)生的磁通量方向?yàn)檎较?則磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示,再由楞次定律分別判斷0~1s、1~2s、2~3s、3~4s、4~5s內(nèi)的自感電流和自感電動勢的方向,發(fā)現(xiàn)在第2s末、第4s末自感電動勢改變方向,所以選項(xiàng)B、D正確。 答案:BD 4.(多選)(2014福建龍巖檢測)在如圖甲、乙所示的電路中,R和自感線圈L的電阻都很小,接通開關(guān)S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡L1發(fā)光。下列說法正確的是(　　) A.在電路甲中,斷開S,L1將漸漸變暗 B.在電路甲中,斷開S,L1將先變得更亮,然后漸漸變暗 C.在電路乙中,斷開S,L1將漸漸變暗 D.在電路乙中,斷開S,L1將先變得更亮,然后漸漸變暗 解析:在圖甲中,斷開S前,燈泡L1中的電流與電感L中的電流相等;斷開S后,燈泡L1、電感L、電阻R構(gòu)成閉合回路,自感電流將使燈泡繼續(xù)亮一會兒,但自感電流只能在電感L中原有電流基礎(chǔ)上減小,所以燈泡中的電流不會比斷開S前大,即燈泡的亮度不會比斷開S前更亮,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。在圖乙中,斷開S前,L中電流比燈泡L1中電流大,斷開S后,L中自感電流通過燈泡L1,該電流大于燈泡L1中原有電流,故燈泡將比原來更亮。又由于自感不能阻止電流減小,最終自感電流還是要減為零,故燈泡將逐漸變暗直至熄滅,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。 答案:AD 5.(2014福建漳州檢測)有L1和L2兩個(gè)完全相同的燈泡,線圈L的電阻忽略不計(jì)。下列說法中正確的是(　　) A.閉合S時(shí),L2先亮,L1后亮,最后一樣亮 B.斷開S時(shí),L2立刻熄滅,L1過一會兒熄滅 C.L1中的電流始終從a到b D.L2中的電流始終從c到d 解析:閉合S時(shí),L2中立即有從d到c的電流,先亮,線圈由于自感作用,通過它的電流將逐漸增加,所以L1逐漸變亮。電路穩(wěn)定后自感作用消失,線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線,所以L1、L2最后一樣亮,選項(xiàng)A正確;斷開S時(shí),L2中由電源提供的電流立即消失,但是L中的電流由于自感的阻礙作用只能逐漸減小,通過L2、L1形成回路。因此L1、L2都將過一會兒才熄滅,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;L1中的電流始終由b到a,L2中的電流在閉合S后由d到c,在斷開S后由c到d,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案:A 6.(2014陜西渭南檢測)如圖所示為研究自感實(shí)驗(yàn)電路圖,并用電流傳感器顯示出在t=110-3 s時(shí)斷開開關(guān)前后一段時(shí)間內(nèi)各時(shí)刻通過線圈L的電流(如圖)。已知電源電動勢E=6 V,內(nèi)阻不計(jì),燈泡R1的阻值為6 Ω,電阻R的阻值為2 Ω。 (1)線圈的直流電阻RL=　　　　　Ω。 (2)開關(guān)斷開時(shí),該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是　　　　　,并計(jì)算開關(guān)斷開瞬間線圈產(chǎn)生的自感電動勢是　　　　　V。 解析:由圖像可知S閉合穩(wěn)定時(shí)IL=1.5A RL=EIL-R=61.5Ω-2Ω=2Ω 此時(shí)小燈泡電流I1=ER1=66A=1A S斷開后,L、R、R1組成臨時(shí)回路 電流由1.5A逐漸減小,所以燈會閃亮一下再熄滅,自感電動勢E=IL(R+RL+R1)=15V 答案:(1)2　(2)燈泡閃亮一下后逐漸變暗,最后熄滅　15