【创新设计】高中物理 滚动检测3 自感 涡流 粤教版选修32(1).doc

滚动检测(三)自感、涡流(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1关于线圈的自感系数，下面说法正确的是()a线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大b线圈中电流等于零时，自感系数也等于零c线圈中电流变化越快，自感系数越大d线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定答案d2如图1所示的电路中，l1、l2是完全相同的灯泡，线圈l的自感系数较大，它的电阻与定值电阻r相等下列说法正确的是()图1a闭合开关s时，l1先亮、l2后亮，最后它们一样亮b闭合开关s时，l1、l2始终一样亮c断开开关s时，l2立刻熄灭、l1过一会才熄灭d断开开关s时，l2、l1都要过一会才熄灭解析由于电感的自感现象闭合开关s时，l2会立即亮，而l1是逐渐变亮，由于两支路电阻相同，电路稳定后，两支路流过的电流相同，最后它们一样亮，则a、b错；断开开关s时，由于电感的自感现象l2、l1过一会才熄灭，则d对c错答案d3.如图2所示，在o点正下方有一个具有理想边界的方形磁场，铜球在a点由静止释放，向右摆到最高点b，不考虑空气及摩擦阻力，则下列说法正确的是()图2aa、b两点在同一水平面上ba点高于b点ca点低于b点d铜球将做等幅摆动解析铜球在进入和穿出磁场的过程中，穿过金属球的磁通量发生变化，球中产生涡流，进而产生焦耳热，因此球的机械能减少，故a点高于b点答案b4.当某种材料的电阻放入一定强度的磁场中，阻值会发生较大变化，这种现象称为巨磁电阻效应将磁铁安装在某个匀速转动的圆盘上，结合这种特殊材料的电阻研究圆盘的转动情况，通过电压传感器，将模拟信号转为数字信号输出在计算机上，如图3所示，则最有可能得到的电压时间图象是()图3解析能够产生巨磁电阻效应的材料的电阻只有当将其放入一定强度的磁场中时阻值才发生较大变化，由题意知磁铁安装在匀速转动的圆盘上，所以巨磁电阻的阻值只有当磁铁和电阻靠近的瞬间才会发生变化；由闭合电路欧姆定律知该时刻巨磁电阻的电压才发生变化，选项c正确答案c5如图4甲所示，在光滑水平面上用恒力f拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框，边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为b的匀强磁场并开始计时t0，若磁场的宽度为b(b3a)，在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场此过程中vt图象如图5乙所示，则()图4at0时，线框右侧边mn的两端电压为bav0b在t0时刻线框的速度为v0c线框完全离开磁场的瞬间(位置3)的速度一定比t0时刻线框的速度大d线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2fb解析t0时，线框右侧边mn的两端电压为外电压，为bav0，a项错误；从t0时刻至3 t0时刻线框做匀加速运动，加速度为，故在t0时刻的速度为v02at0v0，b项错误；因为t0时刻和t3t0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿过磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等，c项错误；线框在位置1和位置3时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有fbq，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2fb，d项正确答案d二、双项选择题(本题共5小题，每小题8分，共40分)6.如图5所示，电灯a和b与固定电阻的电阻均为r，l是自感系数很大线圈当s1闭合、s2断开且电路稳定时，a、b亮度相同，再闭合s2，待电路稳定后将s1断开，下列说法正确的是()图5ab立即熄灭ba灯将比原来更亮一些后再熄灭c有电流通过b灯，方向为cdd有电流通过a灯，方向为ba解析断开s2而只闭合s1时，a、b两灯一样亮，可知线圈l的电阻也是r，在s1、s2闭合时，iail，故当s2闭合、s1突然断开时，流过a灯的电流只是方向变为ba，但其大小不突然增大，a灯不出现更亮一下再熄灭的现象，故d项正确，b项错误由于固定电阻r几乎没有自感作用，故断开s1时，b灯电流迅速变为零，而立即熄灭，故a项正确，c项错误，综上述分析可知，本题正确选项为a和d.答案ad7下列关于日光灯启动器的作用的描述，正确的是()a启动器只在日光灯启动时起作用b日光灯正常工作时，取走启动器，日光灯就不能正常工作c启动器在日光灯起动时，相当一个自动开关d启动器在日光灯正常工作时，一直保持导通状态，使得电路闭合答案ac8下列关于镇流器的说法，错误的是()a镇流器在日光灯电路中就起着一阻值很大的电阻的作用b镇流器在日光灯启动时相当于一个电源c镇流器在日光灯正常工作时，可用一根导线替代d镇流器在工作时总是阻碍电路中电流的变化答案bd9如图6是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为r，l是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为r.下图甲、乙、丙、丁是某同学画出的在t0时刻开关s切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象关于这些图象，下列说法中正确的是()图6图7a上图中甲是开关s由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况b上图中乙是开关s由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况c上图中丙是开关s由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况d上图中丁是开关s由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况解析开关s由断开变为闭合瞬间，流过自感线圈的电流为零，流过传感器1、2的电流均为.闭合电路稳定后，流过传感器1的电流为，流过传感器2的电流为；开关断开后，流过传感器1的电流立即变为零，流过传感器2的电流方向相反，从逐渐变为零答案bc10.如图8所示，e为电池，l是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，d1、d2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，s是控制电路的开关对于这个电路，下列说法中正确的是()图8a刚闭合开关s的瞬间，通过d1、d2的电流大小相等b刚闭合开关s的瞬间，通过d1、d2的电流大小不相等c闭合开关s待电路达到稳定，d1熄灭，d2亮度始终不变d闭合开关s待电路达到稳定，再将s断开瞬间，d2立即熄灭，d1闪亮一下再熄灭解析开关s闭合的瞬间，线圈l可看做暂时的断路，故通过两灯泡的电流相等，且同时亮，a对b错；电路稳定后，由于线圈直流电阻忽略不计，将灯泡d1短路，灯泡d2获得更多电压，会更亮，c错误；若断开开关s，此时线圈与灯泡d1构成回路，继续对其供电，灯泡d1将闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡d2无法形成回路将立即熄灭，d对答案ad三、非选择题(本题共3小题，共30分计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)11(6分)把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方，如图9所示，在下列三种情况下，悬挂铅球的丝线所受的拉力与铅球不在线圈上方时比较：图9当滑动变阻器的滑动头向右移动时，拉力_当滑动头向左移动时，拉力_当滑动头不动时，拉力_(填“变大”、“不变”或“变小”)答案变小变大不变12(10分)已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1 m的正方形的四个顶角上，如图10所示据此可以判定地下电缆在_两点连线的正下方，离地表面的深度为_m.图10解析这里的探测线圈就是应用涡电流的原理制造的直线电缆产生的磁场的磁感应线是一系列以直线电缆为圆心的同心圆线圈中无感应电动势时，线圈中磁通量不变，线圈一定是与某一同心圆相切因当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零，就可以知道a、c两点在电缆线的正上方(图甲所示)当线圈平面与地面成45夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零，则可知b、d两点与电缆线的相对位置如图乙所示所以电缆线在a、c两点的正下方又因为a、b、c、d恰好位于边长为1 m的正方形的四个顶角上，所以bd m，由图乙可知电缆线的深度为 m0.71 m.答案a、c0.7113(14分)(2011绍兴一中模拟)在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，b0.2 t，有一水平放置的光滑框架，宽度为l0.4 m，如图11所示，框架上放置一质量为0.05 kg，电阻为1 的金属杆cd，框架电阻不计若cd杆以恒定加速度a2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则图11(1)在5 s内平均感应电动势是多少？(2)第5 s末，回路中的电流多大？