人教A版 选修32 互感和自感 第一课时 作业.doc

4.6互感和自感作业1在空间某处存在一变化的磁场，则下列说法中正确的是()a在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流b在磁场中放一闭合线圈，线圈中不一定产生感应电流c磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定不会产生电场d磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定会产生电场解析：由感应电流产生的条件可知，只有穿过闭合线圈的磁通量发生改变，线圈内才能产生感应电流，如果闭合线圈平面与磁场方向平行，则线圈中无感应电流产生，故a错误，b正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，感生电场的产生与变化的磁场周围有无闭合线圈无关，故c错误，d正确。答案：bd2.某线圈通有如图1所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有()a第1 s末b第2 s末c第3 s末 d第4 s末 图1解析：在自感现象中当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反。在图像中01 s时间内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在12 s时间内原电流为负方向且增加，所以自感电动势与其负方向相反，即沿正方向；同理分析23 s、34 s时间内可得正确答案为b、d。答案：bd3.在如图2所示的电路中，l为电阻很小的线圈，g1和g2为零刻度在表盘中央的两相同的电流表。当开关s闭合时，电流表g1、g2的指针都偏向右方，那么当断开开关s时，将出现的现象是()ag1和g2指针都立即回到零点bg1指针立即回到零点，而g2指针缓慢地回到零点 图2cg1指针缓慢地回到零点，而g2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点dg2指针缓慢地回到零点，而g1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点解析：根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右偏。那么，电流方向自左向右时，电流表指针应向左偏。当开关s断开的瞬间，g1中原电流立即消失，而对于g2所在支路，由于线圈l的自感作用，阻碍电流不能立即消失，自感电流沿l、g2、g1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一段时间，即g2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，此时g1中的电流和原电流方向相反，变为自左向右，且与g2中的电流同时缓慢减为零，故选项d正确。答案：d4.如图3是用于观察自感现象的电路图。若线圈的直流电阻rl与灯泡的电阻r满足rlr，则在开关s由闭合到断开的瞬间，可以观察到()a灯泡立即熄灭 图3b灯泡逐渐熄灭c灯泡有明显的闪亮现象d只有在rlr时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象解析：s闭合，电路稳定时，由于rlr，ilir，s断开瞬时，流过线圈的电流il要减小，在l上产生自感电动势要阻碍电流的减小，通过灯泡原来的电流ir随着开关断开变为零，而灯泡与线圈形成闭合回路，流过线圈的电流il通过灯泡，由于ilir，因此灯开始有些明显闪亮，c正确，a、b错。若rlr时ilir，不会有明显的闪亮现象，d错。答案：c5.在如图4所示的电路中，两个相同的小灯泡l1和l2分别串联一个带铁芯的电感线圈l和一个滑动变阻器r。闭合开关s后，调整r，使l1和l2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为i。然后，断开s。若t时刻再闭合s，则在t前后的一小段时间内，图5正确反映流过l1的电流i1、流过l2的电流i2随时间t变化的图像是() 图4图5解析：由题中给出的电路可知，电路由l与l1和l2与r两个支路并联，在t时刻，l1支路的电流因为有l的自感作用，所以i1由0逐渐增大，l2支路为纯电阻电路，i2不存在逐渐增大的过程，所以选项b正确。答案：b6.如图6所示，a、b是两个相同的小灯泡，电阻均为r，r0是电阻箱，l是自感系数较大的线圈。当s闭合调节r0的阻值使电路稳定时，a、b亮度相同。则在开关s断开时，下列说法中正确的是()ab灯立即熄灭 图6ba灯一定将比原来更亮一些后再熄灭c若r0r，则a灯立即熄灭d有电流通过a灯，方向为ba解析：开关s闭合时，两灯泡亮度相同，说明a、l并联电路与b、r0并联电路电阻相等，故线圈l的电阻等于r0。开关s断开时，由于线圈自感及线圈l与灯泡a构成回路，流经线圈l的电流由原大小和方向开始在此回路中逐渐减小，只有当r0r时，才有ilia，灯a将比原来更亮一些后再熄灭，所以灯a是否闪亮一下不能确定，但流经灯泡a的电流方向为ba，d对b、c错；由于灯泡b与r0并联，在开关断开时电流立即为0，b灯立即熄灭，a项正确。答案：ad7.如图7所示的电路中，电源的电动势为e，内阻为r，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻rl与灯泡的电阻r满足rlr。在t0时刻闭合开关s，经过一段时间后，在tt1时刻断开s。下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图像中，正确的是() 图7 解析：s闭合瞬间，由于线圈的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大， 线圈中此时的电流几乎为零，而灯泡中有电流通过，随时间的推移，线圈对电流的阻碍作用减弱，线圈中的电流不断增大，流过电源的电流也在增大，路端电压不断减小，故通过灯泡的电流不断减小；当稳定时，由于rlr，故线圈中的电流大于灯泡中的电流；当s断开后，线圈相当于电源对灯泡供电，回路中的电流将在稳定时通过线圈电流的基础上不断减小， 通过灯泡中的电流方向与s断开前方向相反，d正确。答案：d8.在如图9所示的电路中，自感线圈的电阻值为0，开关s1原来是闭合的，电路已达到稳定。则下列操作与对应的描述正确的是()a闭合s2时，流经电阻r2的电流方向为abb断开s1时，流经电阻r2的电流方向为abc先闭合s2，待电路稳定后，再断开s2时，有电流流过r2 图9d电路稳定时，流经r2的电流方向为ab解析：由于自感线圈的电阻值为0，电路稳定时线圈两端电压为0，即与之并联的电阻r2两端电压为0，流经r2的电流为0，d错；闭合s2时，回路总电阻减小，电流增大，由于l的自感，使a端电势高于b端，流经电阻r2的电流方向为ab，a正确；而断开s1时，b端电势高于a端，流经电阻r2的电流方向为ba，b错；先闭合s2，待电路稳定后，再断开s2时，回路总电阻增大，电流减小，线圈产生自感电动势，r2两端电压不为0(b高a低)，有电流流过r2，c正确。 答案：ac9如图10所示是一种触电保护器，变压器a处用双股相线(火线)和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器上，b处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器j切断电源，下列情况下能起保护作用的是哪一种？说明理由。图10(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？(2)双手分别接触相线和零线，能否切断电源？(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？解析：(1)不能。因a处线圈是采用的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但a中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，b中磁通量不发生改变，故不能推动j切断电源。(2)不能。理由同(1)。(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使a中两导线中电流不再大小相等，b中磁通量发生改变，b中产生感应电流，从而推动j切断电源。答案：见解析10如图11所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈l的电流。电路中电灯的电阻r16.0 ，定值电阻r2.0 ，a、b间的电压u6.0 v。开关s原来闭合，电路处于稳定状态，在t11.0103 s时刻断开开关s，该时刻前后电流传感器显示的电流i随时间t变化的图线如图乙所示。图11(1)求出线圈l的电阻rl；(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？(3)在t21.6103 s时刻线圈l中的感应电动势的大小是多少？解析：(1)由题图可知，开关s闭合电路稳定时流过线圈l的电流i01.5 a由欧姆定律得i0解得rlr2.0 (2