2024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

PAGEPAGE5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)生變更而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.自感電動(dòng)勢的大小跟穿過線圈的磁通量的變更快慢有關(guān)C.自感電流的方向總是與原電流的方向相反D.對(duì)不同的線圈,電流變更快慢相同時(shí),產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢不同答案:ABD2.如圖所示,電路中有L1和L2兩個(gè)完全相同的燈泡,線圈L的電阻忽視不計(jì),下列說法正確的是()A.閉合S時(shí),L2先亮,L1后亮,最終一樣亮B.斷開S時(shí),L2馬上熄滅,L1過一會(huì)兒熄滅C.L1中的電流始終從a到bD.L2中的電流始終從c到d解析:閉合S時(shí),L2中馬上有從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(dòng)勢,對(duì)原電流大小起到阻礙作用,通過線圈的電流漸漸增加,所以L1漸漸變亮,電路穩(wěn)定后自感作用消逝,線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線,所以L1、L2一樣亮,斷開S時(shí),L2中由電源供應(yīng)的電流瞬間消逝,但是L中的電流由于自感的阻礙作用將漸漸減小,方向不變,該電流與L1、L2形成回路。因此L1、L2將過一會(huì)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:A3.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(dòng)勢越大,線圈的自感系數(shù)肯定越大B.線圈中的電流變更越快,自感系數(shù)就越大C.線圈中的電流不發(fā)生變更,自感系數(shù)肯定為零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:D4.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aC.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,燈泡中馬上有從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漸漸增加的。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)生變更。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(dòng)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:B5.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)在表盤中心的相同的電流表。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指針都馬上回到零點(diǎn)B.G1指針馬上回到零點(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指針先馬上偏向左方,然后緩慢地回到零點(diǎn)D.G1指針先馬上偏向左方,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)。依據(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中電流馬上消逝,而L由于自感作用,電流不能馬上消逝,電流沿L、G2、G1的方向在由它們組成的閉合回路中接著維持一較短時(shí)間,即G2中的電流按原方向自右向左漸漸減為零,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指針先馬上偏向左方,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:D6.如右圖所示,線圈L的自感系數(shù)很大,且其電阻可以忽視不計(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的亮度變更狀況是(燈絲不會(huì)斷)()A.S閉合,A1亮度不變,A2亮度漸漸變亮,最終兩燈一樣亮;S斷開,A2馬上不亮,A1漸漸不亮B.S閉合,A1不亮,A2很亮;S斷開,A1、A2馬上不亮C.S閉合,A1、A2同時(shí)亮,而后A1漸漸熄滅,A2亮度不變;S斷開,A2馬上不亮,A1亮一下才滅D.S閉合,A1、A2同時(shí)亮,而后A1漸漸熄滅,A2則漸漸變得更亮;S斷開,A2馬上不亮,A1亮一下才滅解析:當(dāng)S接通,L的自感系數(shù)很大,對(duì)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的電流漸漸減小為零,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,馬上熄滅,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:D7.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(dòng)勢產(chǎn)生,電動(dòng)勢(A.有阻礙電流的作用,最終電流由I0減小到零B.有阻礙電流的作用,最終電流總小于I0C.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,但電流最終還是增大到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(dòng)勢,依據(jù)楞次定律,自感電動(dòng)勢總是要阻礙引起它的電流的變更,因此要阻礙原電流的增加,而阻礙不是阻擋,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:D8.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(dòng)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(dòng)勢是反電動(dòng)勢,故a端電勢高;斷開開關(guān)的瞬間,線圈中自感電動(dòng)勢的方向與原電流方向相同,b端是高電勢處。答案:ab9.日光燈管的壽命和開關(guān)次數(shù)有親密關(guān)系,頻繁開關(guān)會(huì)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(huì)影響燈管的壽命?解析:日光燈在通電啟動(dòng)的一瞬間,氣體放電,日光燈燈絲不但要放射電子,還要受到帶電粒子強(qiáng)有力的轟擊,每啟動(dòng)一次,要消耗大量的電子,還要受到高電壓沖擊一次,啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)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:C2.(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的電阻可忽視。則()A.S閉合的瞬間,A、B同時(shí)發(fā)光,接著A變暗,B更亮,最終A熄滅B.S閉合瞬間,A不亮,B馬上亮C.S閉合瞬間,A、B都不馬上亮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)生變更,因此,L中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢阻礙電流增加。由于有鐵心,自感系數(shù)較大,對(duì)電流的阻礙作用也就很強(qiáng),所以S接通的瞬間L中的電流特別小,即干路中的電流幾乎全部流過A。所以A、B會(huì)同時(shí)亮。又由于L中電流很快穩(wěn)定,感應(yīng)電動(dòng)勢很快消逝,L的阻值因?yàn)楹苄?所以對(duì)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,由恒定電流學(xué)問可知,B會(huì)比以前更亮,選項(xiàng)A正確。答案:A3.(多選)(2014·壽光試驗(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(dòng)勢變更方向的時(shí)刻有()A.第1s末 B.第2s末C.第3s末 D.第4s末解析:當(dāng)電流變更時(shí),它所產(chǎn)生的磁場也跟著變更,導(dǎo)致穿過線圈的磁通量也發(fā)生變更,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)間變更的關(guān)系圖像如圖所示,再由楞次定律分別推斷0~1s、1~2s、2~3s、3~4s、4~5s內(nèi)的自感電流和自感電動(dòng)勢的方向,發(fā)覺在第2s末、第4s末自感電動(dòng)勢變更方向,所以選項(xiàng)B、D正確。答案:BD4.(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將慢慢變暗B.在電路甲中,斷開S,L1將先變得更亮,然后慢慢變暗C.在電路乙中,斷開S,L1將慢慢變暗D.在電路乙中,斷開S,L1將先變得更亮,然后慢慢變暗解析: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,自感電流將使燈泡接著亮一會(huì)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(huì)比斷開S前大,即燈泡的亮度不會(huì)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。又由于自感不能阻擋電流減小,最終自感電流還是要減為零,故燈泡將漸漸變暗直至熄滅,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。答案:AD5.(2014·福建漳州檢測)有L1和L2兩個(gè)完全相同的燈泡,線圈L的電阻忽視不計(jì)。下列說法中正確的是()A.閉合S時(shí),L2先亮,L1后亮,最終一樣亮B.斷開S時(shí),L2馬上熄滅,L1過一會(huì)兒熄滅C.L1中的電流始終從a到bD.L2中的電流始終從c到d解析:閉合S時(shí),L2中馬上有從d到c的電流,先亮,線圈由于自感作用,通過它的電流將漸漸增加,所以L1漸漸變亮。電路穩(wěn)定后自感作用消逝,線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線,所以L1、L2最終一樣亮,選項(xiàng)A正確;斷開S時(shí),L2中由電源供應(yīng)的電流馬上消逝,但是L中的電流由于自感的阻礙作用只能漸漸減小,通過L2、L1形成回路。因此L1、L2都將過一會(huì)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:A6.(2014·陜西渭南檢測)如圖所示為探討自感試驗(yàn)電路圖,并用電流傳感器顯示出在t=1×10-3s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(dòng)勢E=6V,內(nèi)阻不計(jì),燈泡R1的阻值為6