2024版新教材高中物理第二章电磁感应及其应用微点8自感现象的理解和分析含日光灯原理课时作业教科版选择性必修第二册

微点8自感现象的理解和分析(含日光灯原理)1．如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有()A．灯A马上熄灭B．灯A慢慢熄灭C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭2．如图所示，闭合开关S后调整滑动变阻器R和Rt，使同样规格的两个小灯泡A和B都正常发光，然后断开开关．当再次闭合开关S时，下列说法正确的是()A．灯泡A和B同时正常发光B．灯泡A马上正常发光，灯泡B慢慢亮起来C．灯泡B马上正常发光，灯泡A慢慢亮起来D．灯泡A和B都要隔一段时间才亮起来3.(多选)如图所示，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽视，则()A．S闭合的瞬间，灯A、B同时发光，接着灯A变暗，灯B更亮，最终灯A熄灭B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B马上亮C．S闭合瞬间，灯A、B都不马上亮D．稳定后再断开S的瞬间，灯B马上熄灭，灯A闪亮一下再熄灭4.如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，L1、L2先后亮暗的依次是()A．接通时，L1先达最亮；断开时，L1后暗B．接通时，L2先达最亮；断开时，L2后暗C．接通时，L1先达最亮；断开时，L1先暗D．接通时，L2先达最亮；断开时，L2先暗5.如图所示的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是带有铁芯的线圈，其自感系数较大、电阻可忽视不计．已知闭合且电路稳定后两灯都正常发光，则()A．闭合S，两灯同时正常发光B．闭合S，A灯比B灯先达到稳定发光状态C．断开S，A灯先闪亮一下后慢慢熄灭D．断开S，A灯和B灯慢慢熄灭6．如图所示，将两头刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池(电池另一极与锉刀接触)，手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花．下列说法正确的是()A．产生电火花的回路只由导线与电池组成B．如导线端只向一个方向划动也能产生电火花C．锉刀接受什么材料制成对试验没有影响D．导线端划动的方向确定了自感电动势的方向7．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．试验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后慢慢变暗；闭合开关S2，灯A2慢慢变亮，而另一个相同的灯A3马上变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()A．图甲中，A1与L1的电阻值相同B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图乙中，变阻器R接入电路的阻值与L2的电阻值相同D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等8．下列关于日光灯的说法中正确的是()A．日光灯是常用的照明灯具之一，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的eq\f(1,5)～eq\f(1,3)B．灯管内气体的击穿电压和正常工作电压都是220VC．灯管发光是由于管内的气体被加热到炙热状态发出的光D．让日光灯正常工作，必需始终给其供应比220V高很多的电压9．如图所示是日光灯的电路图，日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成．关于日光灯的原理，下列说法不正确的是()A．日光灯启动利用了镇流器中线圈的自感B．日光灯正常发光时，镇流器起降压限流的作用C．日光灯正常发光后取下启动器，仍能正常工作D．日光灯正常发光后取下启动器，不能正常工作10．(多选)如图为自感现象演示试验，R0为滑动变阻器，L为电感线圈．闭合开关，灯1马上变亮，而另一个相同的灯2慢慢变亮，最终两灯的亮度相同．下列说法正确的是()A．闭合开关瞬间，流过L与R0的电流相等B．闭合开关电路稳定后，流过L与R0的电流相等C．闭合开关电路稳定后，流过L与R0的电流不等D．开关断开瞬间，流过灯1的电流方向由左向右11．如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，线圈的阻值不行忽视．则下列说法正确的是()A．合上开关后，a、b、c三盏灯同时亮起来B．合上开关后，c灯先亮起来，a、b两盏灯后亮起来C．断开开关后，a、b、c三盏灯慢慢熄灭D．断开开关后，a灯先熄灭，接着b、c两盏灯慢慢熄灭12．如图甲所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和启动器组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了疼惜启动器常在启动器的两极并上一纸质电容器C.某教室的一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮的状况，经检查灯管是好的，且电压正常，镇流器无故障，其缘由可能是()A．启动器两脚与启动器座接触不良B．电容器C断路C．电容器C击穿而短路D．镇流器自感系数L太大13．如图所示的电路中，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，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变更关系的是()14．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是志向二极管，L是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽视不计，下列说法正确的是()A．S闭合瞬间，A先亮B．S闭合瞬间，A、B同时亮C．S断开瞬间，A闪亮一下，然后慢慢熄灭D．S断开瞬间，A慢慢熄灭，但不会闪亮一下15．如图所示为“万人跳”试验的示意图，电源的内电阻可忽视，L为学生试验用变压器线圈，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示通过人体电流I随时间t变更的图像中，你认为最符合该试验实际的是()微点8自感现象的理解和分析(含日光灯原理)1．答案：A解析：当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A在S断开后不能形成闭合回路，故在开关断开后通过灯A的电流为零，灯马上熄灭．A正确．2．答案：C解析：再次闭合开关S时，由于通过L的电流增大，线圈由于自感，所以A灯慢慢亮起来，B灯不通过线圈，马上正常发光．故选C.3．答案：AD解析：S接通的瞬间，L所在支路中电流从无到有发生变更，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加．由于有铁芯，自感系数较大，对电流变更的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流特殊小，即干路中的电流几乎全部流过灯A，所以灯A、B会同时亮；又由于L中电流慢慢稳定，感应电动势慢慢消逝，灯A慢慢变暗，线圈的电阻可忽视，对灯A起到“短路”作用，因此灯A最终熄灭．这个过程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流学问可知，灯B会更亮．稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流较大，L与灯A组成回路，灯A要闪亮一下再熄灭，灯B马上熄灭．4．答案：A解析：开关闭合时，由于线圈L的自感作用阻碍电流的增大，所以大部分电流从L1中流过，L1先达最亮；开关断开时，线圈中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流方向与原电流的方向相同，且只能在L与L1的闭合回路中流过，L1中有自感电流，所以L1后暗．故选项A正确．5．答案：D解析：闭合S后待电路稳定前，L产生自感电动势阻碍通过A的电流增大，所以B灯比A灯先达到稳定发光状态，故A、B错误；断开S后起先的一段时间内，L产生自感电动势阻碍通过A的电流减小，由于此时A、B灯和L在同一回路中，所以A灯和B灯均慢慢熄灭，故C错误，D正确．故选D.6．答案：B解析：回路由导线、锉刀、电池组成，故锉刀必需用易导电的材料制成，所以A、C错误；锉刀表面凹凸不平，在移动过程中电路在通路和断路状态间不断变更，线圈产生自感电动势，电火花的产生和自感电动势的方向均与导线端划动方向无关，故B正确，D错误．故选B.7．答案：C解析：在图甲中，断开S1瞬间，灯A1突然闪亮，说明断开S1前，L1中的电流大于A1中的电流，故L1的阻值小于A1的阻值，A、B错误；在图乙中，闭合S2瞬间，由于L2的自感作用，通过L2的电流很小，D错误；闭合S2后，最终A2与A3亮度相同，说明两支路电流相等，故R接入电路的阻值与L2的阻值相同，C正确．8．答案：A解析：日光灯比白炽灯发光效率高，属于节能的灯具，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的eq\f(1,5)～eq\f(1,3)，故选项A正确．灯管启动时电压高于220V，正常工作时电压低于220V，选项B、D错误．灯管发光是因为灯管两端炙热的灯丝释放出大量电子，这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线，涂在内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光，选项C错误．9．答案：D解析：镇流器在启动时，利用线圈的自感产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端的电压也稳定在额定电压范围内；灯管正常发光后，电流不再流过启动器，所以并联在灯管两端的启动器也就不再起作用了，故日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作，故A、B、C正确，D错误．10．答案：BD解析：开关闭合瞬间，电感线圈L对电流有阻碍作用，所以流过L与R0的电流不相等，A错误；灯1，灯2是两个相同的灯泡，最终亮度相同，所以闭合开关电路稳定后，流过L与R0的电流相等，B正确，C错误；开关断开瞬间，电感线圈L产生自感电动势，电流由右向左．线圈L、滑动变阻器，灯1，灯2构成回路，灯1的电流由左向右，D正确．11．答案：D解析：合上开关后，因线圈L的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，依据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过c灯的电流慢慢增大，所以a、b先亮，c后亮，故A、B错误；合上开关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时，c的电流小于b的电流；断开开关后，a因回路被断而马上熄灭，因自感线圈L的电流减小出现自感现象，从而阻碍回路的电流减小，由于自感线圈L、灯泡c、灯泡b组成回路，则b、c两盏灯电流会从c灯原来的电流上慢慢减小，最终熄灭，而两灯都不会出现闪亮，故C错误，D正确．故选D.12．答案：C解析：日光灯启动器的作用是当电压加到启动器两端时，启动器内的金属片受热膨胀而短路，短路后金属片放热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到日光灯两端，使日光灯内的汞蒸气电离导通，日光灯发光．A、B、D都不会影响启动器内的金属片功能，只有“电容器C击穿而短路”不能使金属片断开，故C正确，A、B、D错误．13．答案：C解析：当闭合电键，因为线圈与D1串联，所以电流I1会慢慢增大，灯泡D2这一支路马上就有电流．当电键断开，D2这一支路电流马上消逝，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过D1的电流不会马上消逝，会从原来的大小慢慢减小，而且D1和D2、D3构成回路，通过D1的电流也流过D2，所以I2变成反向，且慢慢减小．故选C.14．答案：C解析：开关S闭合时，灯泡A所在支路由于二极管的单向导电性而处于断路状态，所以灯泡A不会亮．由于线圈的自感作用，灯泡B慢慢亮起来，故A、B错误；开关S断开瞬间，由于线圈的自感作用，线圈、二极管、灯泡A构成了一个闭合回路，自感电流的方向符合二极管的导通方向，所以灯泡A起先发光，随着自感电流减小，灯泡A熄灭，即灯泡A闪亮一下，然后慢慢熄灭．灯泡B则马上熄灭，故C正确，D错误．15．答案：A解析：开关闭合后，线圈与学生们并联，由于电源为干电池，电压很小，因此通过学生的电流很小，当开关断开时，线圈电流发生变更，从而产生很高的瞬时电压，此时线圈与学生们构成放电回路，线圈中电流方向不变更，而流经学生们的电流方向发生变更，断开瞬间流经学生的电流很大，学生们有触电的感觉，然后慢慢减小，故选A.核心素养提升1．答案：B解析：未按下按钮时，线圈磁通量不变，因此a、b两点电势差为零，故A错误；按下按钮过程中，线圈中的磁场先向右减小，后向左增加，依据楞次定律可知，感应电流方向从b接线柱通过线圈流向a接线柱，又因为线圈是电源，电源内部电流方向由负极流向正极，因此线圈a接线柱的电势比b接线柱高；按钮复位过程中，线圈中的磁场先向左减小，后向右增加，磁通量先减小后增大，依据楞次定律可知，感应电流方向从a接线柱通过线圈流向b接线柱，线圈a接线柱的电势比b接线柱低，故B正确，C、D错误．故选B.2．答案：C解析：铝盘甲区域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流方向为逆时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面对外，故A错误；铝盘乙区域中的磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域感应电流方向为顺时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面对里，故B错误；由“来拒去留”可知，磁铁与感应电流之间有相互阻碍的作用力，则会使铝盘减速，故C正确；若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，这样会导致涡流产生的磁场减弱，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果明显低于实心铝盘，故D错误．故选C.3．答案：A解析：施加磁场来快速衰减STM的微小振动，其原理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量发生变更，紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流，则其受到安培力作用，其受到的安培力阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减．方案A中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它的磁通量都发生变更．方案B中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不变；当紫铜薄板向右振动时，通过它的磁通量不变．方案C中，紫铜薄板上下振动、左右振动时，通过它的磁通量可能不变．方案D中，当紫铜薄板上下振动时，紫铜薄板中磁通量可能不变．综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A.4．答案：(1)1.25×103A，由b到a(2)3.6×107J解析：(1)飞机着舰瞬间金属棒中感应电动势E＝BLv0，感应电流I＝eq\f(E,R)，代入数据解得I＝1.25×103A，依据右手定则推断感应电流方向由b到a.(2)飞机从着舰到停止，依据动能定理－W安－Wf＝0－eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))代入数据解得Q＝W安＝3.6×107J．5．答案：CD解析：磁场向右运动，则线圈相对于磁场向左运动，依据右手定则可知，线圈在图示位置的电流方向为abcda，依据左手定则可知安培力方向水平向右，线圈达到最大速度vm时，线圈ad边和bc边均以相对磁场的速度v－vm做切割磁感线运动，回路中电流为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(2nBL（v－vm）,R)，由于左右两边ad和bc均受到安培力，则安培力的合力为F合＝2nBIL＝eq\f(4n2B2L2（v－vm）,R)，选项B错误．达到最大速度时，有f＝F合，联立解得vm＝v－eq\f(fR,4n2B2L2)，选项A错误．制动过程中克服安培力做功等于线圈产生的焦耳热，对线圈由动能定理有0－