高中物理教科版2第一章电磁感应 学业分层测评5自感

学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于自感现象，下列说法正确的是()A．感应电流方向一定和原电流方向相反B．线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数也一定较大C．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大D．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大【解析】根据自感现象可知，当原电流增大时，感应电流阻碍它的增大，感应电流的方向与原电流的方向相反；当原电流减小时，感应电流阻碍它的减小，感应电流的方向与原电流的方向相同，所以选项A是错误的；自感系数是由线圈本身的性质决定的，与其他因素无关，因此选项B、C都是错误的；自感电动势与电流的变化率、自感系数有关，选项D是正确的．【答案】D2．一个线圈的电流均匀增大，则这个线圈的()A．自感系数也将均匀增大B．自感电动势也将均匀增大C．磁通量的变化率也将均匀增大D．自感系数、自感电动势都不变【解析】自感系数是描述线圈本身特征的物理量，不随电流的变化而变化；电流均匀变化，则磁通量的变化率和自感电动势均不变，故D项正确．【答案】D3．(2023·肃南高二期末)如图1­6­10所示电路中，当开关S断开瞬间()【导学号：31310050】图1­6­10A．流经R2的电流方向向右，流经L的电流方向向左B．流经R2的电流方向向左，流经L的电流方向向右C．流经R2和L的电流方向都向右D．流经R2和L的电流方向都向左【解析】在S断开前，自感线圈L中有自右向左的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零，原来跟L并联的电阻R2，由于电源的断开，向左的电流会立即消失，但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从电阻R2中流过，方向由左到右．【答案】A4．(多选)如图1­6­11所示，日光灯正常发光时，流过灯管的电流为I，那么对于灯丝ab上的电流，以下说法正确的是()图1­6­11【导学号：31310051】A．灯丝ab上的电流处处为IB．灯丝a处的电流为IC．灯丝b处的电流为I，其他地方的电流都比I小D．灯丝b处最容易烧断【解析】当日光灯正常发光时，启动器是断开的，因此在ab上没有电流，故选项A、B错误；导通后是气体导电，所以电流存在于b处到d处之间，故选项C、D正确．【答案】CD5．如图1­6­12所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中()图1­6­12A．灯泡变亮，螺线管缩短B．灯泡变暗，螺线管缩短C．灯泡变亮，螺线管伸长D．灯泡变暗，螺线管伸长【解析】当插入软铁棒时，穿过线圈的磁通量增大，线圈产生自感，自感电流阻碍磁通量的增加，所以通过线圈的电流减小，灯泡变暗，线圈各匝上电流为同方向，同向电流相互吸引，电流减小，各匝之间相互吸引力减小，螺线管伸长，故D正确．【答案】D6．(多选)如图1­6­13为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是()图1­6­13【导学号：31310052】A．启动过程中，启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高压B．日光灯正常发光后，镇流器L使灯管两端电压低于电源电压C．日光灯正常发光后启动器是导通的D．图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源【解析】日光灯中镇流器的作用是，当启动器断开的瞬间产生瞬时高压，击穿灯管中的稀薄气体导电，而启动后自感电动势会使灯管两端的电压低于电源电压，故A、B均正确；灯管导通后，启动器断开，日光灯只能用交流电源供电，故C、D均错．【答案】AB7．如图1­6­14所示，电阻R和线圈自感系数L都较大，电感线圈的直流电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，电路可能出现的情况是()图1­6­14A．A、B一起亮，然后B熄灭B．A比B先亮，然后A熄灭C．A、B一起亮，然后A熄灭D．B比A先亮，然后B熄灭【解析】当开关S闭合时，线圈L相当于阻值无穷大的电阻，线圈所在支路相当于断路，则电流同时流过灯泡A、B，故A、B同时亮．当电路稳定后，线圈L相当于理想导线，灯泡A被短路，故A熄灭．正确选项为C.【答案】C8．如图1­6­15所示电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为I1，流过灯D的电流为I2，且I1<I2，在t1时刻将S断开，那么流过灯D的电流随时间变化的图像是下列图中的()图1­6­15【导学号：31310053】【解析】注意分析各段时间内流过灯D电流的方向的变化情况．S闭合时流过灯D的电流大小为I2，方向由左向右；S断开时灯D中电流立即减小为零，由于线圈L的作用，I1不能立即减小为零，L与灯D构成闭合电路，其中电流由I1逐渐减小至零，流经灯D的电流方向由右向左，故选D.【答案】D[能力提升]9．如图1­6­16所示是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路，L两端并联一个电压表，用来测自感线圈的直流电压．在测量完毕后，将电路解体时应先()图1­6­16A．断开S1B．断开S2C．拆除电流表D．拆除电阻R【解析】当S1、S2均闭合时，电压表与线圈L并联；当S2闭合而S1断开时，电压表与线圈L串联．所以在干路断开前后自感线圈L中电流方向相同而电压表中电流方向相反．只要不断开S2，线圈L与电压表就会组成回路，在断开干路时，L中产生与原来电流同方向的自感电流，使电压表指针反向转动而可能损坏电压表．正确答案为B.【答案】B10．如图1­6­17所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时()图1­6­17【导学号：31310054】A．A灯中无电流通过，不可能变亮B．A灯中有电流通过，方向由a到bC．B灯逐渐熄灭，c点电势高于d点电势D．B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势【解析】当开关S处于断开状态时，电容器C处于充电结束状态，线圈L中有电流由c流到d，当开关S由断开变为闭合时，由于自感作用，线圈L中的电流逐渐减小，B灯逐渐熄灭，且c点电势低于d点电势，D正确，C错误；电容器C也通过S形成放电回路，A灯中有电流通过，方向为由b到a，故A、B均错误．【答案】D11．(2023·徐州高三质检)如图1­6­18所示电路，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源，在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1，D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()图1­6­18【解析】由于电源内阻不计，通电的一瞬间，D2的电流瞬间稳定并保持不变，因为线圈L产生自感电动势，阻碍电流的增加，故D1的电流缓慢增大；t1时刻断开开关，L产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈L与D1、D2、D3构成闭合回路，回路的电流大小在线圈中原电流大小I1的基础上逐渐减小，方向与线圈中原电流I1的方向相同，故D1中电流在原来基础上逐渐减小到零，所以A、B错误；D2中的电流方向相反，大小在I1的基础上逐渐减小到零，所以C正确，D错误．【答案】C12．如图1­6­19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，下列情况中能起保护作用的是哪一种？说明理由．【导学号：31310055】图1­6­19(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处线圈采用的是双线绕法，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．双手接触相线和零线，相当于增加了用电器，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切断电流．【答案】见解析13．如图1­6­20甲所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)．已知电源电动势E＝6V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6Ω，电阻R的阻值为2Ω.甲乙图1­6­20(1)线圈的直流电阻RL是多少？(2)开关断开时，该同学观察到什么现象？(3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势．【解析】(1)由图像可知S闭合稳定时IL